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Propriétés du blé
Les propriétés du blé et ses vertus sur la santé sont attribuées au fait que c’est une céréale.
Les céréales complètes ont l’avantage d’inclure le germe (riche en vitamines B et E et en acides aminés essentiels) et sa pellicule ou le son (riche en fibres végétales). Les céréales également sont les principales sources d’hydrates de carbone complexes (l’amidon). L’amidon est la réserve d’énergie alimentaire la plus importante du monde végétal et c’est le premier composant des farines (PAMPLONA-ROGER, 1995a).
Les céréales complètes facilitent le transit intestinal et interviennent dans la prévention de certaines maladies comme le cancer, la maladie cardio-vasculaire, le diabète, l’hypertension artérielle. Mais lorsque les céréales sont raffinées c’est-à-dire que le germe et le son sont éliminés comme c’est le cas de la farine blanche, elles perdent une partie de leurs vitamines et minéraux car ceux-ci se trouvent dans les parties extérieures du grain (RABOURDIN, 2013).
Le blé et la maladie coeliaque
La farine de blé contient du gluten : 8 à 10 % dans la farine de blé tendre ou farine de froment et 12 à 14 % dans la farine de blé dur (RANAIVOSON, 2015a). Le gluten est responsable de la texture et du gonflement des produits de boulangerie et pourtant, cette protéine semble être à l’origine de manifestations diverses dont la plus grave est la maladie coeliaque (FLOR, 2015) obligeant les personnes qui en souffrent de faire un régime sans-gluten à vie.
La maladie coeliaque (SANTÉ CANADA, 2009)
C’est un trouble d’origine auto-immune qui a une prédisposition génétique. Les symptômes de la maladie se manifestent dès que la personne ingère des aliments contenant du gluten, une protéine retrouvé dans les céréales surtout le blé. Le système immunitaire réagit ce qui déclenche une lésion inflammatoire qui va endommager la paroi de l’intestin grêle avec comme conséquence une réduction de l’absorption d’oligoéléments comme le fer, le calcium, les vitamines (A, D, E et K) et l’acide folique.
Les individus dont les parents proches (parents, frères et soeurs, enfants) sont atteints de la maladie coeliaque ont 10% de probabilité de la contracter. C’est pourquoi le dépistage est recommandé en particulier dans le cas de diabète insulinodépendant, de maladie thyroïdienne et de syndrome de Down.
Symptômes et traitements (SANTÉ CANADA, 2009)
La maladie coeliaque affecte aussi bien les enfants que les adultes de 30 à 60 ans. Les symptômes varient selon les individus. La forme cutanée de la maladie coeliaque appelée dermatite herpétiforme se manifeste par la formation de cloques sur les coudes, les genoux, les fesses, la partie supérieure du dos et du cou. Cette éruption cutanée entraîne de fortes démangeaisons. Les symptômes habituels de la maladie sont présentés dans le tableau 2.
Description et origine (PAMPLONA-ROGER, 1997)
Le maïs, de son appellation scientifique Zea mays, est originaire du Mexique et d’Amérique centrale. Il est cultivé dans le monde entier comme aliment et fourrage. C’est une plante annuelle de la famille des Graminées. Les fruits sont les grains de maïs (cf. annexe 2).
Composition (PAMPLONA-ROGER, 1997)
Le grain de maïs contient des glucides ou hydrates de carbone (70 à 77 %), des protéines (7 à 10 %) et des graisses (3 à 5 %) ainsi que des minéraux et des oligo-éléments (surtout du fluor). Ses protéines sont complètes bien que légèrement inférieures à celles du blé et surtout du soja.
Utilisations
Le maïs est utilisé à 2/3 des cas pour l’alimentation animale sous forme de grains, de provendes ou de fourrage (MONSATO, 2016). En alimentation humaine, il peut être consommé cuit, grillé, en salades, en soupe, farine et semoule. Mais le maïs sert aussi de matière première dans certaines industries pour la création de plastiques biodégradables, de biocarburants et même d’alcool (HOOPEN et MAÏGA, 2012).
La farine de maïs
La farine de maïs s’obtient par la mouture des grains.
Transformation du grain en farine (RANAIVOSON, 2015b)
La mouture sèche du grain de maïs donne différents produits selon le degré de finesse, du plus épais au plus fin :
– Les hominys qui sont de gros fragments d’albumen de 3,5 à 7 mm servant à la fabrication des corn-flakes ;
– Les grits qui sont utilisés en brasserie et pour la fabrication des amuse-gueules et dont la dimension varie de 1 à 2,5 mm ;
– Les semoules d’une grosseur variable de 0,3 à 0,9 mm à cuire dans de l’eau salée ;
– Les farines d’une granulométrie inférieure à 250 μ.
Utilisations alimentaires de la farine (HOOPEN et MAÏGA, 2012)
La farine de maïs peut être utilisée en boulangerie et en pâtisserie (crêpes, gaufres, brioches, beignets, tartes, puddings, muffins ou biscuits), ou encore pour donner de la consistance à plusieurs aliments (sauces, soupes, sirops ou crèmes pâtissières).
Propriétés nutritionnelles et antioxydantes du maïs
Grâce à son absence de gluten, le maïs et sa farine constituent de bons substituants de la farine de blé. Ses nombreux nutriments font du maïs un excellent aliment.
Propriétés nutritionnelles
Le maïs possède plusieurs bienfaits sur la santé. Il est pauvre en lipides et est riche en fibres. Il contient de nombreux micronutriments : trois fois plus de vitamine B que les légumes frais, vitamine A, vitamine B (B1, B2, B3, B5, B6, B9 et B12), vitamine E, biotine, phosphore, cuivre, fer, zinc, potassium (RÉGIMESMAIGRIR, 2014).
Grâce à ses macro et micronutriments, le maïs et sa farine sont un bon émollient et protecteur de la muqueuse intestinale. Ils sont très utiles aux personnes souffrant de maladie coeliaque et aux enfants souffrant de mauvaise absorption intestinale ou de diarrhées chroniques. Il est recommandé aux hyperthyroïdiens car il ralentit l’activité de la glande thyroïde, aux convalescents, anémiques et dénutris comme reconstituant. Il est utile dans les régimes pour faire grossir (PAMPLONA-ROGER, 1997).
Propriétés antioxydantes du maïs
Une étude comparant l’activité antioxydante de quatre grains céréaliers (maïs, blé, avoine, riz) a démontré que le maïs avait l’activité la plus élevée. Cette activité antioxydante augmente lorsque le maïs est cuit par suite de la libération de certains composés antioxydants sous l’effet de la chaleur (BÉDARD et VANIER, 2006). Les antioxydants du maïs sont constitués de (VANIER, 2006) :
– Composés phénoliques dont l’acide férulique (C10H10O4) contenu dans le son de maïs.
– Caroténoïdes : la lutéine et la zéaxanthine qui s’accumulent dans la macula et la rétine de l’oeil et les protègent du stress oxydatif.
– Tocophérols (vitamine E) surtout le gamma-tocophérol contenus dans l’huile de maïs et qui protègent les cellules sanguines contre les dommages de l’ADN.
Désavantages (PAMPLONA-ROGER, 1997)
La protéine du maïs, la zéine, est pauvre en lysine et en tryptophane, deux acides aminés essentiels. Le maïs est aussi pauvre en niacine, un facteur vitaminique. C’est pourquoi les personnes qui s’alimentent uniquement avec du maïs ont tendance à souffrir de carences alimentaires qui peuvent être la cause de maladies comme la pellagre. En revanche, le maïs associé à d’autres céréales ou accompagné de légumineuses constitue un aliment très nutritif qui contribue à combler les besoins en protéines de l’alimentation.
Sel (LE NAOUR et al., 1998 ; NDANGUI, 2015 ; RAZAFINDRANAIVO, 2011)
Le sel employé est le chlorure de sodium. Il peut être dissous dans l’eau puis ajouté aux autres ingrédients pendant le pétrissage. La quantité de sel utilisé varie entre 0,5 à 2 % suivant les utilisateurs.
Le sel joue plusieurs rôles à chaque étape de la panification : il ralentit l’activité de la levure et améliore l’aptitude du produit à la conservation. Il permet aussi de rehausser le goût et la saveur du pain. Cependant, le sel n’est pas indispensable.
Autres ingrédients facultatifs
Ce sont des produits non indispensables dans la recette du pain.
Les améliorants (LE NAOUR et al., 1998 ; RAZAFINDRANAIVO, 2011)
Selon le type utilisé, un améliorant aide la pâte à lever (activation de la fermentation), corrige certaines caractéristiques défavorables donc assouplit la pâte et augmente sa force, il lui donne une meilleure couleur (une mie légèrement blanche) et réduit l’oxydation.
Le sucre (HOU and POPPER, 2007)
C’est une source de sucre fermentescible directement utilisable par les levures. Elle donne une saveur sucrée à la pâte.
La levure chimique
Elle adoucit la texture de la pâte en l’aérant.
Étapes du procédé (LE NAOUR et al., 1998 ; HOU and POPPER, 2007)
Le procédé de panification se subdivise en cinq étapes pour un pain vapeur nature et en sept étapes pour un pain vapeur garni.
Pétrissage
C’est la première étape de la panification. Elle assure le mélange des matières premières en une pâte homogène à partir des deux constituants principaux que sont l’eau et la farine. Pendant le pétrissage, la farine s’hydrate. Dans le cas de l’utilisation de la farine de blé, l’eau est absorbée par le gluten et l’amidon, la pâte devient élastique et emprisonne l’air qui est indispensable à la multiplication des levures. Le pétrissage peut se faire manuellement ou à l’aide d’une machine appelée « pétrin ».
Pointage ou fermentation initiale
Le pointage commence immédiatement dès la fin du pétrissage. Pour le pain cuit à la vapeur, la durée du pointage est de 1h 30min et se fait à 32°C pour une humidité relative de 82 %. Cette étape vise à donner de la force à la pâte et à développer les arômes responsables de la flaveur du pain.
La division
Une fois le pointage terminé, la pâte est roulée à la main en une sorte de boudin et découpée en petits pâtons de poids égal. Mais l’opération de division étant assez brutale, elle entraîne une perte de souplesse de la pâte voire même une dégradation de la structure formée au cours des étapes précédentes. La pâte présente alors un aspect déchiré. C’est pourquoi, la division est presque toujours suivie d’un boulage.
Détente
Après boulage, les pâtons sont laissés au repos dans une chambre de fermentation pour 10 min. Il s’agit d’une fermentation intermédiaire. Cette étape permet de redonner de l’extensibilité à la pâte et un meilleur aspect des pâtons pour que la surface devienne moins collante et plus lisse.
Façonnage et fourrage
Chaque pâton est ensuite abaissé en forme de disque de 7,5 cm de diamètre. La garniture (environ 1 cuillère à soupe et demie) est déposée au centre du disque. La garniture est emprisonnée dans la pâte en pliant le disque et en pinçant les bords pour obtenir une sorte de bourse comme l’illustre la figure 6.
Analyse granulométrique des farines de substitution
La granulométrie est l’étude de la distribution de la taille des particules des farines. Pour tous les essais de panification, la granulométrie des farines de substitution doit être uniforme c’est-à-dire fine avoisinant celle de la farine de blé (de préférence inférieure à 160 μ). Cette méthode permet un mélange facile entre les farines et confère au pain un meilleur goût et une texture moins sablonneuse et peu friable (RISASI RUVETTE, 2012). Pour obtenir cette granulométrie, la farine de maïs Probo et la farine de soja précuite ont été tamisées au laboratoire des IAA de l’ESSA. Les tamis utilisés sont de la marque Prolablo, en acier inoxydable dont l’ouverture des mailles respecte la norme AFNOR.
Le tamisage manuel consiste à faire passer la prise d’essai de farine à travers une batterie de 5 tamis en ordre décroissant d’ouverture de mailles : 160, 125, 100, 0,80 et 0,63 μm. Le tamisage se fait selon un mouvement vibratoire jusqu’à l’arrêt de la descente des particules. Les particules qui ne descendent plus sont les refus de tamisage.
Composition chimique des farines de substitution
Les analyses physico-chimiques permettent de déterminer la valeur nutritive des farines utilisées. Elles sont menées au sein du laboratoire du CNRE et portent sur la détermination du taux de matière sèche, du taux de cendres, du taux de glucides, du taux de protéine et du taux de lipides. Les calculs sont détaillés dans la partie expérimentale.
Essais de panification
C’est après la détermination de la recette et du procédé de fabrication qu’ont été effectués les essais de panification. Ces essais se sont déroulés en deux temps : la panification blé-maïs et blé-soja dans un premier temps et la panification blé-maïs-soja dans un deuxième temps.
Choix de la recette
La recette de pain choisie pour les différents essais a été adaptée de celle utilisée par DIALLO et al. (2015) mais avec quelques modifications concernant les teneurs en sel, en levure et en eau. La recette est présentée par le tableau 4.
Évaluation sensorielle des essais de pains composites
Les pains composites cuits à la vapeur qui présentent une valeur boulangère intéressante c’est-à-dire des pains bien développés et d’un bel aspect (LE NAOUR et al., 1998) seront sélectionnés pour une analyse organoleptique. Deux types de test seront utilisés : un test de classement et un test de profil. Pour chaque test, un questionnaire est présenté aux dégustateurs. Et pour respecter l’anonymat des produits, chaque pain sera codé par une numérotation à trois chiffres aléatoires (RANDRIANTIANA, 2014).
Test de classement hédonique (LAWLESS and HEYMANN, 2010)
Le test de classement permet d’identifier le ou les pains préférés par les consommateurs parmi les différents pains présentés.
Déroulement
Les pains composites sont présentés simultanément à un panel constitué au minimum de 60 juges dit « naïfs » c’est-à-dire non entraînés pour l’analyse sensorielle. Il sera demandé aux consommateurs de classer les pains selon leur préférence (du meilleur au moins bon) en leur attribuant un rang. Le résultat du classement sera traité par le test statistique de Friedman.
Qualité des matières premières
Un des principaux freins à la tentative de panification composite est l’hostilité de la filière classique (moulin-boulangerie), l’incertitude d’approvisionnement régulier en céréales locales et les habitudes alimentaires (DIALLO et al., 2015). La présente étude a été confrontée à la non-disponibilité immédiate en farines de substitution recherchées (farine de soja précuite) et à leur qualité non satisfaisante (retamisage obligatoire). Comme solution, la future unité productrice doit établir un partenariat avec des commerçants spécialistes dans la production de FM et de FS et exposer l’exigence qualité attendue. L’inconvénient c’est un prix d’achat des farines plus élevé.
Effets de la substitution de la farine de blé par la farine composite sur la qualité du pain
Du point de vue technique, l’appréciation visuelle du pain ne suffit pas à caractériser sa valeur boulangère. Pour une étude approfondie du comportement rhéologique de la pâte composite et la force de la farine boulangère, il faut faire le test à l’alvéographe de Chopin (LE NAOUR et al., 1998 ; BENKARA MOSTEFA, 2011). Cet alvéographe est un appareil qui mesure et enregistre la déformation d’une pâte boulangère sous l’influence de la poussée gazeuse. Or, à cause de la non-disponibilité du matériel, ce test n’a pas été effectué.
Analyse physico-chimique
Un des éléments importants qui caractérise le pain est sa teneur en fibres. Les fibres facilitent la digestion, prévient la constipation (EUFIC, 2005). Cependant, les laboratoires d’analyse nutritionnelle (ACSQDA et CNRE) n’ont pu calculer cette teneur dans les pains composites. Mais théoriquement, un pain cuit à la vapeur contient 0,95% de fibres s’il est fabriqué à base de farine de blé (NOOR AZIAH et al., 2012). D’autres analyses plus approfondies sur la composition en nutriments, minéraux et vitamines peuvent aussi être entreprises pour compléter la valeur nutritionnelle (NOOR AZIAH et al., 2012).
Taux de substitution
Dans des essais de panification où la farine de blé est substituée par la farine de banane verte, NOOR AZIAH et al. (2015) ont pu obtenir un pain satisfaisant avec amélioration de la qualité nutritive pour 30 % de substitution.
Pour la présente étude, selon le test sensoriel par classement et l’analyse nutritionnelle, il n’y a pas de différence significative entre le pain à 20 % de FMS (450) et le pain à 30 % FMS (117). Mais la différence est perceptible durant le test de profil sensoriel au niveau de la dégustation. Certes, le pain à 30 % a un taux de substitution plus intéressant mais pour améliorer sa mâche et la texture sablonneuse en bouche, il faut devoir améliorer la pâte via deux alternatives :
– En prolongeant la durée de cuisson du pain,
– En faisant une précuisson des grains de maïs avant obtention de la farine fine (RAKOTOMALALA, 2016).
Mais quel que soit le cas, l’entreprise productrice en sortira perdante car elle doit utiliser plus de ressources énergétiques pour cuire les grains et pour prolonger la cuisson.
Avantages et inconvénients du pain composite cuit à la vapeur
Le pain cuit à la vapeur a un très bon rendement de production et la recette est facile à reproduire même chez soi. Contrairement à la cuisson au four qui nécessite de mettre en oeuvre le coup de buée pour obtenir la croûte dorée et lisse ou de surveiller la température (MA CUISINE FACILE, 2012), il suffit juste de faire bouillir de l’eau et de cuire les pains à la vapeur. Bien que la croûte aromatisée et dorée soit absente dans le pain à la vapeur, celui-ci comporte moins de risque pour la santé (EUFIC, 2014). Mais à cause de sa forte humidité, le pain à la vapeur se conserve mal et la durée de conservation ne doit pas excéder les 24h. Pour déguster un produit sûr, mieux vaut manger le pain à la vapeur dès cuisson (HOU and POPPER, 2007).
Santé et gluten
Comme cette étude ne s’est focalisée que sur une substitution partielle, le risque d’intolérance ou d’allergie au gluten pour les malades concernés est certes diminué mais n’est pas écarté.
Garnissage et enrichissement
Pour améliorer la valeur nutritionnelle du produit fini, un enrichissement en spiruline qui contient environ 60% de protéine (RANDRIAMIFIDY, 2008) ou en Moringa qui contient 50 à 100 % de vitamine A (ANDRIANIRINA, 2012) est envisageable. Ces compléments peuvent être ajoutés soit à la garniture soit à la farine composite.
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Table des matières
PARTIE I : CONTEXTE GÉNÉRAL DE L’ÉTUDE
1.1. Faim et sécurité alimentaire
1.2. Bases scientifiques de l’étude
1.3. La zone d’étude : le cinquième arrondissement
1.4. Généralités sur les matières premières d’obtention de farines
1.5. Le pain composite cuit à la vapeur
Conclusion partielle I
PARTIE II : MATÉRIELS ET MÉTHODES
2.1. Matériels
2.2. Méthodes
Conclusion partielle II
PARTIE III : RÉSULTATS, DISCUSSIONS ET RECOMMANDATIONS
3.1. Résultats
3.2. Discussion et recommandations
Conclusion partielle III
PARTIE IV : ÉTUDE DE FAISABILITÉ TECHNICO-ÉCONOMIQUE D’UNE UNITÉ DE PRODUCTION DE PAIN CUIT À LA VAPEUR
4.1. Étude de faisabilité commerciale
4.2. Étude de faisabilité technique
4.3. Étude de faisabilité financière
4.4. Étude d’impacts
Conclusion partielle IV
CONCLUSION GÉNÉRALE
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES
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