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Stage de M2 : Étude de la dynamique multi-échelle de l’eau et de son interaction avec l’amidon lors de la panification

par Emilie Secret - 24 novembre 2020

Le pain, produit phare français, est fabriqué à partir de farine, de sel et d’eau. En France, la farine est majoritairement issu du blé, une céréale dite panifiable du fait de la présence de gluten, ensemble de protéines aux propriétés viscoélastiques, qui permettent d’emprisonner les bulles de dioxyde de carbone dégagées par la fermentation, permet la montée de la pâte, dite « pâte levée », et crée la mie. La cuisson suivie d’un refroidissement a aussi pour objectif de figer la structure. Lors de la fabrication du pain, trois phénomènes peuvent être observés sur les grains d’amidon : le gonflement du grain à des températures inférieures à 60 °C (la sorption réversible), la gélatinisation (ou empesage) et la rétrogradation (réorganisation des macromolécules d’amylose et d’amylopectine). La gélatinisation est un processus multiple qui recouvre une fusion des cristallites, une entrée d’eau dans le grain, les deux entrainant un gonflement, et enfin un relargage de matériel essentiellement amylose hors du grain. Sur le gluten, la cuisson induit des phénomènes de dénaturation des protéines qui auraient tendance à s’agréger. Dans chacun de ces phénomènes qu’il soit regardé indépendamment l’un de l’autre ou ensemble, l’eau joue un rôle certain. Cependant il est difficile aujourd’hui d’affirmer que seul le gluten est important dans l’élaboration de la structure expansée en cours de cuisson. En effet certaines études indiquent que le gluten n’est pas essentiel à la construction de la structure alvéolaire et que l’amidon et l’eau jouent également un rôle non négligeable dans la stabilisation/déstabilisation des films de pâte (film formé entre deux bulles de CO2 lors de la pousse et de la cuisson).

Notre objectif est d’éclaircir le rôle des constituants de la farine dans l’expansion du pain. Durant ce stage en collaboration avec l’INRAE, nous proposons de suivre par relaxométrie RMN à champ cyclé (0 – 40 MHz) la transformation de l’amidon sur un système binaire simple en présence d’eau et dans une pâte à pain. L’originalité dans les mesures de RMN résidera sur l’approche dynamique par une cuisson en temps réel et sur des systèmes à faible teneur en eau. Nous nous intéresserons tout particulièrement aux interactions de l’eau avec l’amidon et ses transitions en fonction de la température (fonte des cristaux et absorption d’eau). Les données de RMN (profils de dispersion T1) seront interprétées en prenant en compte la dynamique de l’eau influencée par divers types d’interactions avec amidon et les autres constituants de la farine.

Période de stage : Février-Juillet 2021

Contact anne-laure.rollet@sorbonne-universite.fr corinne.rondeau@inrae.fr

C. Rondeau-Mouro, M. Cambert, R. Kovrlija, M. Musse, T. Lucas, F. Mariette, Food and Bioprocess Technology 8 (2015) 777-790

C. Rondeau-Mouro, C. Godfrin, M. Cambert, J. Rouillac, Y. Diascorn, T. Lucas, D. Grenier, Magnetic Resonance in Chemistry 57 (2019) 649-660.

J.-P. Korb, Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. 104 (2018) 12–55.

A. Fanost, M. Jaber, J.-P. Korb, P. E. Levitz, L. J. Michot, G. Mériguet, A.-L. Rollet, J. Colloid Interface Sci. 2021, 581, 644-655