Concomittant kinetic analysis of the oxygen consumption and consistency of wheat flour dough during mixing by using an instrumented pilot kneader (the sitoxygraph): attempt to explain biochemical and rheological phenomenon. Application to the addition of laccases
Suivi simultané de la consommation d'oxygène et de la consistance des pâtes de farine de blé à l'aide d'un pétrin instrumenté (le sitoxygraphe) : tentative d'explication biochimique et rhéologique. Application à l'ajout de laccases
Résumé
Wheat flour dough mixing is a key step in the breadmaking process leading to the formation of macromolecular networks (gluten, arabinoxylans). During mixing, the enzymatic oxidation reactions play an important role in the acquisition of the rheological properties of the dough. For that purpose, the aim of this work was to develop the instrumentation of pilot kneader in order to measure the oxygen consumption and the instant rate of oxygen uptake during mixing and the torque applied on the blade. The measures were used to study the influence of the biochemical composition of the flour, confirming that the lipoxygenase system activity was preponderant during the initial phase of mixing. The correlations between oxygen data and torque parameters, and between torque parameters and rheological data showed that oxidation phenomena are linked to the acquisition of rheological properties of the dough. The effects of common used improvers were measured. The possibility to use laccase, a polyphenoloxidase, was also studied. First, two promising enzymes were selected and their effect during mixing were measured (positive effect on the oxygen consumption, negative effect on the torque parameters). Then, the use of laccase mediating systems for the oxidation of endogenous compounds was explored.
Le pétrissage des pâtes constitue une étape clé en panification qui conduit au développement des réseaux de gluten et d'arabinoxylanes. Lors du pétrissage, les réactions d'oxydation, pour la plupart enzymatiques, participent à l'acquisition des propriétés viscoélastiques de la pâte et contribuent à la qualité du produit final. Afin de mesurer et caractériser les réactions d'oxydations au seins de la pâte, l'objectif de ce travail de thèse est la mise au point d'un pétrin pilote, le sitoxygraphe, instrumenté pour la mesure directe de la consommation et des vitesse de consommation d'oxygène et de l'évolution du couple s'exerçant sur le bras mobile du pétrin. Ces mesures ont permis d'étudier l'influence de la composition biochimique des farines sur les consommations d'oxygène et sur les paramètres de couple, confirmant l'importance du système lipoxygénasique dans les premiers instants de pétrissage ainsi que la probable participation de réactions secondaires. Les corrélations entre les données oxygène et les paramètres de couple ainsi qu'entre les paramètres de couple du sitoxygraphe et des données rhéologiques ont mis en évidence la contribution des réactions d'oxydation dans l'acquisition des propriétés rhéologiques de la pâte. Quelques effets d'améliorants connus ont également été mesurés. Enfin, après avoir sélectionné deux laccases (polyphénoloxydases) potentiellement intéressantes en panification, leurs effets au cours du pétrissage ont été étudiés mettant en évidence un effet positif sur la consommation d'oxygène et négatif sur les paramètres de couple (probable suroxydation). L'oxydation de composés endogènes par ces enzymes via un médiateur d'oxydation constitue une voie intéressante.
Loading...