Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Composé nutritionnel abondant, l’amidon représente une source d’énergie considérable pour les animaux. Il rentre également pour une part importante dans l’alimentation humain, puisque l’industrie agroalimentaire en fait très grande consommation, comme gélifiant, épaississant, liant… Après la présentation de sa composition, cet article détaille les phénomènes en jeu lors de sa transformation thermique. La diversité de ses modifications physiques et chimiques rend ce composé un peu complexe.
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Bernard BOURSIER : Division des applications, Société ROQUETTE
INTRODUCTION
L’amidon est la principale substance glucidique de réserve des végétaux supérieurs. Il représente une fraction pondérale importante dans un grand nombre de matières premières agricoles comme les céréales (30 % à 70 %), les tubercules (60 % à 90 %) et les légumineuses (25 % à 50 %).
L’amidon constitue la principale source d’énergie pour la vie animale et 50 % de l’amidon produit industriellement sont destinés à l’alimentation humaine. C’est un composé nutritionnel abondant, renouvelable, peu coûteux, qui trouve dans les aliments de multiples fonctions comme épaississant, gélifiant, liant sous sa forme d’empois d’amidon granulaire et comme matières sucrantes, liantes, support lorsqu’il est employé sous forme hydrolysé.
Le terme amidon est gardé pour les céréales (maïs, blé, riz) alors que le terme fécule est préféré pour les amidons de tubercule (pomme de terre) ou de racine (manioc).
L’amidonnerie est une industrie lourde du fait des tonnages traités et des investissements nécessaires tant en matériel qu’en compétence et en recherche.
C’est une industrie très concentrée puisque cinq groupes assurent plus de 85 % de la production d’amidon en Europe (cf. Aspects économiques).
Les différentes origines des amidons croisées avec les modifications chimiques et physiques applicables peuvent a priori rendre complexe l’approche des amidons et rebuter le formulateur.
Aussi l’article se propose de donner les éléments utiles sur la structure, les comportements durant la cuisson et sur l’intérêt des différentes modifications afin de faciliter l’utilisation des amidons.
Les exemples, le détail des applications et les tableaux d’aide à la sélection des amidons modifiés seront autant d’outils pour familiariser le lecteur au vaste monde des amylacés.
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Transformation hydrothermique des amidons
En anglais
1. Composition de l’amidon
Le lecteur pourra se reporter aux références bibliographiques [1] [2].
L’amidon est un homopolymère de D-glucose.
Les unités D-glucosyl (conformation chaise) sont liées majoritairement par des liaisons de type α (1,4) (95 – 96 %) et, dans une moindre mesure, par des liaisons de type α 1,6 (4 – 5 %). L’amidon est composé de deux polymères de structure primaire différente : l’amylose, molécule linéaire, et l’amylopectine, molécule ramifiée.
L’amidon se présente sous forme de granules de 1 à 100 µm ; ils varient en taille et en forme selon leur origine botanique (figure 1 a et tableau 1). Des composants mineurs (lipides, protéines, minéraux) sont présents en quantités variables en fonction de l’origine botanique et de la technologie d’extraction.
1.1 Amylose
L’amylose représente 15 à 30 % de la plupart des amidons. C’est une molécule essentiellement linéaire composée d’unités D-glucose liées par des liaisons de type α (1,4) (figure 2).
Ces molécules linéaires peuvent être faiblement ramifiées. Elles comportent alors 2 à 8 chaînons latéraux constitués de 4 à 100 unités glucosyl, leur nombre augmente avec la longueur de la chaîne linéaire. Le comportement hydrodynamique de ces chaînons est semblable à celui de la partie linéaire.
Pour un amidon donné, l’amylose se compose de plusieurs chaînes présentant des degrés de polymérisation variables compris entre 500 et 6 000 unités glucose.
Le tableau 2 donne les degrés de polymérisation (DP) moyens pour des amidons de diverses origines. La masse moléculaire de l’amylose est de 105 à 106 Daltons. Sa conformation et son mode de liaison permettent à l’amylose d’adopter des formes hélicoïdales comportant 6, 7 ou 8 unités glucose par tour, stabilisées par des liaisons hydrogène entre les unités glucosyl. Les hélices formées sont des doubles hélices dans le cas des amidons rétrogrades ou des simples hélices en présence de certains ligands. Cette simple hélice forme une cavité hydrophobe dans laquelle peuvent se complexer...
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Composition de l’amidon
ANNEXES
1.1 1. L’industrie amidonnière et les principaux secteurs d’application des amidons
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Les matières premières (91 Mt) (figure )
Le maïs, avec 57 Mt/an, constitue la principale matière première (plus de 60 %) et son utilisation est principalement localisé en Amérique du Nord et du Sud puis en Asie et en Europe.
Le manioc (15,5 Mt/an) est la seconde matière première et ses zones de culture sont l’Asie et l’Amérique du Sud.
La pomme de terre (11,9 Mt/an) est cultivée en Europe de même que le blé (5,5 Mt/an).
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Les amidons(figure )
Le marché mondial des amidons est d’environ 50 Mt/an.
L’amidon de maïs représente à lui seul 80 % de ce marché. Sous l’appellation maïs, on retrouve en majorité le maïs dit « standard » et les deux hybrides naturels du maïs :
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le maïs cireux ou waxy (99 % amylopectine) ;
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et l’amylomaïs (de 50 à 70 % d’amylose).
70 %...
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