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RÉSUMÉ
L’objet de cet article est de donner les clés pour comprendre et maîtriser les différentes étapes de la fabrication des pâtes alimentaires. Les différentes opérations unitaires (hydratation, malaxage, extrusion, séchage à haute et très haute température, précuisson et pasteurisation) y sont décrites de manière détaillée et compréhensible. Pour chacune de ces étapes, sont précisés les principaux paramètres influents, les transformations physicochimiques subies par la matière et leurs conséquences sur la qualité des produits finis.
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Joël ABECASSIS : Ingénieur, UMR-IATE, INRAE-Montpellier
INTRODUCTION
Si les pâtes alimentaires sont aujourd’hui consommées dans le monde entier, c’est qu’elles présentent de nombreuses caractéristiques aptes à satisfaire le consommateur : diversité de compositions (nature, aux œufs, enrichies en fibres ou en légumes…), multiplicité de formes (longues ou courtes, aspect de surface lisse ou rugueux), facilité de préparation (cuisson dans l’eau bouillante, à la poêle ou au micro-ondes), longue durée de conservation (de plusieurs semaines pour des pâtes fraîches à plusieurs années pour les pâtes sèches), valeur nutritionnelle (source de protéines végétales, faible indice glycémique), associées à une bonne qualité hygiénique ainsi qu’à un très bon rapport qualité-prix.
La fabrication des pâtes alimentaires met en œuvre une succession d’opérations unitaires, toutes physiques. Après que l’albumen vitreux du blé dur a été extrait par mouture sous forme de semoule (particules dont la granulométrie est comprise entre 150 et 500 microns), celle-ci est hydratée, malaxée, pressée et tréfilée pour obtenir la forme voulue. La structure obtenue est ensuite stabilisée généralement par séchage. Cette séquence d’opérations a été développée à l’échelle industrielle dans la première moitié du XXe siècle et les principes mis en place n’ont pas beaucoup changé depuis les années 1950. Cependant, le débit des lignes de production a augmenté de façon spectaculaire, passant de quelques centaines de kilogrammes de production à 8 000 kg/h aujourd’hui. Cette évolution a été rendue possible grâce à une intégration rapide des connaissances comprenant le savoir-faire empirique des praticiens, des données scientifiques sur les propriétés physico-chimiques de la matière première et des produits finis, sur la science des matériaux ainsi que sur le développement de nouveaux capteurs et d’automatismes pour la conduite des lignes de fabrication.
Cet article présente les principales opérations unitaires mises en œuvre dans une approche technologique. En même temps, sont décrits les principaux changements physico-chimiques qui se produisent lors de la fabrication des pâtes. En effet, la production des pâtes alimentaires doit répondre à des normes d’hygiène et de qualité finale très strictes. C’est pourquoi il est nécessaire d’avoir une bonne connaissance des transformations physico-chimiques intervenant au cours des différentes opérations unitaires (hydratation, malaxage, extrusion/séchage). Au cours de ces étapes, les constituants des matières premières sont soumis à différentes contraintes mécaniques (compression, étirement, cisaillement) et thermiques (transition vitreuse, gélatinisation, dénaturation). Une connaissance approfondie des effets de ces contraintes sur les différents constituants biochimiques (protéines, amidon, lipides, pentosanes) est essentielle pour maîtriser la qualité des produits finis et ajuster les paramètres des lignes de production. L’utilisation de capteurs pour suivre finement la rhéologie de la pâte et les changements biochimiques est également très utile pour optimiser et produire régulièrement.
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Autres types de pâtes
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2. Séchage des pâtes alimentaires
2.1 Principe du séchage des pâtes alimentaires
À moins qu’elles ne soient vendues en tant que produit frais, les pâtes alimentaires doivent être séchées. La réglementation impose que la teneur en eau des pâtes alimentaires sèches soit inférieure à 12,5 %. La fonction principale du séchage est d’assurer la stabilité microbiologique et physico-chimique des pâtes, pour garantir leur conservation. La diminution de la teneur en eau au cours du séchage se traduit par une diminution de l’activité de l’eau jusqu’à une valeur proche de 0,5. Les réactions de dégradation sont alors freinées même sur de longues périodes de stockage. À cette fonction primaire d’élimination de l’eau ayant servi à la mise en forme, s’est ajoutée, au cours des dernières années, une nouvelle fonction, celle de modifier les propriétés physico-chimiques des constituants des pâtes.
Le principe physique du séchage consiste à faire passer les pâtes alimentaires sortant de l’extrudeur dans un courant d’air chaud de manière à abaisser progressivement leur teneur en eau jusqu’à environ 12 %. L’évolution des technologies de séchage des pâtes alimentaires, résumée dans le tableau 1, indique les progrès effectués pour réduire la durée de séchage des pâtes alimentaires en maîtrisant mieux les caractéristiques de l’air (vitesse, température et humidité).
Le séchage des pâtes alimentaires obéit à la loi de Fick [F 3 000]. Le séchage de la surface de la pâte crée un gradient de teneur en eau au sein du produit. L’eau va diffuser sous forme liquide du cœur de la pâte jusqu’à la surface. C’est la diffusion de l’eau au sein de la pâte qui constitue le facteur limitant du séchage. Comme le coefficient de diffusion augmente avec la température, la vitesse de séchage peut être accrue en élevant la température de séchage. Toute...
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Séchage des pâtes alimentaires
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - ABÉCASSIS (J.), MASSÉ (J.), ALLAOUA (K.), coord - Blé dur. Synthèse des connaissances pour une filière durable. - Éditions QUAE, Versailles, 320 p. (2021).
-
(2) - CUQ (B.), ABÉCASSIS (J.), MOREL (M.H.) - La physique et la chimie au service de l’élaboration des pâtes alimentaires. - In : Science culinaire : matières, procédés, dégustation, Belin, Paris, 28-51 (2014).
-
(3) - SISSONS (M.), ABÉCASSIS (J.), MARCHYLO (B.), CARCEA (M.) - Durum wheat chemistry and technology. Second edition. - AACCI Eds. St. Paul (MN), USA, 300 p. (2012).
-
(4) - POLLINI (C.) - THT technology in the modern industrial pasta drying process. - In : Pasta and noodle technology. AACC Eds, St. Paul (MN), USA, 59-74 (1996).
-
(5) - DALBON (G.), GRIVON (D.), PAGANI (M.A.) - Continuous manufacturing process. In : Pasta and noodle technology. - AACC Eds, St. Paul (MN), USA, 13-58 (1996).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
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Semoule de blé dur et pâtes alimentaires – Appréciation de la qualité culinaire des pâtes par analyse sensorielle – Partie 1 : Méthode de référence. - ISO 7304-1 - 2016
-
Farines et semoules de blé dur – Détermination de la teneur en pigments jaunes. - ISO 11052 - 2006
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Céréales et produits céréaliers – Blé dur (T. durum Desf.) – Lignes directrices pour la mesure de la couleur des semoules par des méthodes instrumentales. - XP CEN/TS 15465 - 2008
ANNEXES
Les pâtes alimentaires sont définies en France par le décret n° 55-1175 du 31 août 1955 qui précise que seuls peuvent porter cette dénomination les produits fabriqués exclusivement avec du blé dur. En outre, l’article 5 proscrit l’emploi de colorants et de substances chimiques. Néanmoins, d’autres ingrédients peuvent être ajoutés à la semoule, essentiellement des œufs et des légumes (épinards, tomates). L’Italie et la Grèce ont une réglementation analogue.
Dans les autres pays, notamment ceux qui ne produisent pas de blé dur, il est possible de mélanger de la semoule de blé dur avec de la farine de blé tendre, voire n’utiliser que de la farine.
HAUT DE PAGE
INRAE-UMR IATE https://umr-iate.cirad.fr/
CFSI-SIFPAF (Syndicat professionnel français pour la semoulerie industrielle et les pâtes alimentaires) https://www.cfsi-sifpaf.com/
UNAFPA (Union des organisations de fabricants de pâtes alimentaires de l’Union européenne) https://www.pasta-unafpa.org/
IPO (International Pasta organization - Association internationale des fabricants de pâtes alimentaires) https://internationalpasta.org/
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