Importance de la température sur les différentes levures dans le pain

Importance de la température sur les différentes levures dans le pain

        Le pain est un produit phare de l'alimentation française. En effet, un français en consomme environ 130g par jour (1). En plus de l'eau, de la farine et du sel, sa confection nécessite de la levure. Celle-ci provoque l'apparition d'alvéoles intéressantes pour l'industrie boulangère, pour l'esthétique mais surtout en termes de consistance.

Il existe deux types de levures utilisées dans l'industrie du pain, à savoir la levure boulangère et la levure chimique.

        Nous nous sommes intéressés à la différence d’efficacité de ces deux types de levures en comparant leur dégazement en fonction de la température.

Nous allons commencer par mettre en évidence une différence de dégazement entre levure chimique et levure boulangère en fonction de la température, puis nous comparerons ces métabolismes qualitativement et quantitativement, et finirons par aborder l'aspect économique et pratique de l'utilisation de ces deux types de levures.

(1) d'après le site alimentation.gouv.fr

Sommaire :

I] Mise en évidence de l’influence de la température dans le pain

  1) Les expériences sur le pain

  2) Les levures boulangères utilisent principalement la fermentation et produisent ainsi du CO2

  3) Les levures chimiques produisent du gaz grâce à une réaction acido-basique

II] je sais plus le titre

1. Expérience du dégazement (EXP 2)
2. La fermentation dépend de la loi d’Arrhénius et de la dénaturation des enzymes
3. Théoriquement, les levures chimiques sont très efficaces

III] Intérêt commercial des levures dans l’industrie boulangère

Résumé :

I] Mise en évidence de l’influence de la température dans le pain

  1) Les expériences sur le pain

Nous avons premièrement mis en évidence l'influence de la température sur la levée du pain, pour les levures boulangères et chimiques.

Pour ce faire, nous avons réalisé plusieurs pains avec de la levure boulangère ou chimique que nous avons fait lever à différentes températures (5, 20, 25 et 55°C). Puis nous avons fait cuire le pain à 210° pendant 3/4 d'heure.

Nous avons essayé de mettre le pain au congélateur pour voir l'influence de la cuisson sur la levée du pain, mais les pains se décongelaient sous l'effet de la chaleur lorsqu'ils étaient coupés, et les alvéoles ne se voyaient plus.

Chaque pain a ensuite été coupé, pris en photo et grâce au logiciel Mesurim, nous avons pu récupérer le pourcentage d'alvéoles sur la surface totale du pain.

Le logiciel n'étant pas d’une précision parfaite, nous avons estimé l'incertitude en prenant les deux valeurs extrêmes pour lesquelles on estimait compter toutes les alvéoles et pas plus (les photos pour la levure boulangère étant plus précises que celles pour la chimique).

Influence de la température sur le pourcentage d'alvéoles dans le pain pour les différentes levures

De plus, le témoin (sans levure) que nous avons fait cuire ne présentait aucune alvéole. Elles sont donc bien le résultat des levures.

On observe, pour la levure boulangère, un pallier avant 20°C et un après 25°C . Entre les deux, le pourcentage d'alvéoles augmente rapidement, donc pour une meilleure efficacité il faudrait faire lever le pain à 25° pour la levure boulangère.

Pour la levure chimique, on observe après 30°C une nette augmentation du pourcentage d'alvéoles. On peut donc supposer que la meilleure efficacité sera au-dessus de 30°C, mais on ne peut pas être très précis au vu du peu de mesures dans cette zone de température. En effet le matériel ne nous a pas permis de faire des mesures entre 25°C et 55°C. On peut supposer une augmentation de plusieurs types, par exemple une brusque augmentation à une température située entre 30 et 50°C.

De plus notre procédure de mesure avec Mesurim n’est pas forcément la meilleure. En effet les alvéoles et le pain sont des éléments en 3 dimensions alors que nous avons fait des mesures sur des éléments en 2 dimensions. Néanmoins nous voulions une comparaison entre les différentes températures, et non une représentation exacte du volume des alvéoles, notre expérience est donc justifiée.

Ainsi il existe une température optimale différente pour les levures boulangères et chimiques, respectivement de 25°C et environ 40°C, où les levures dégazent un maximum pour un investissement d'énergie (sous forme de chaleur) le plus faible possible.

Mais pourquoi les levures dégagent-elle du gaz ? L'explication est différente en fonction de la nature de la levure, comme nous allons le montrer.

   2) Les levures boulangères utilisent principalement la fermentation et produisent ainsi du CO2

Les levures sont des organismes hétérotrophes, ce qui signifie qu'elles prélèvent des constituants organiques dans leur environnement afin de se développer.

Par définition, le métabolisme est l'ensemble des réactions chimiques qui se déroulent au sein d'un être vivant pour lui permettre notamment de se maintenir en vie. Dans le cas des levures boulangères, ce métabolisme permet entre autre la transformation de sucres. Cette dégradation du glucose permet la respiration cellulaire des levures et peut s'effectuer à la fois en aérobiose (en présence d'air) ou en anaérobiose (en absence d'air).

Le métabolisme des levures boulangères peut expliquer la montée du pain observée lors de la première expérience.

• En anaérobiose

Un autre mécanisme intervient alors : la fermentation.

[pic 1][pic 2]

Equation bilan de la fermentation

On constate en effet que le seul réactif est ici le glucose et que l'un des produits de la fermentation est un gaz : le CO2 

Le pétrissage du mélange de farine, d'eau et de levure aboutit à une pâte qui est relativement élastique. On peut donc supposer que le CO2 émis sera pris au piège du réseau glucidique que représente le pâte, donnant naissance à des alvéoles.

Ainsi la montée du pain est due à l'émission de CO2 par les levures boulangères.

   3) Les levures chimiques produisent du gaz grâce à une réaction acido-basique

La levure chimique est constituée de 3 agents sous forme solide:

- un agent basique comme du bicarbonate de soude (NaHCO3) mais encore du bicarbonate de sodium, du bicarbonate de potassium ou du bicarbonate d'ammonium

- un agent acide comme de l'acide tartrique (C4H6O4) ou de l'hydrogénotartrate de potassium

- un agent dispersant comme l'amidon ou la fécule de maïs

L'agent dispersant permet de séparer physiquement les agents basique et acide : il empêche le déroulement d'une réaction spontanée entre ces 2 agents au contact de l'air et de l'humidité lors du conditionnement de la levure chimique.

La production de gaz carbonique, due à une réaction acido-basique, commence dès la phase de mélange des composants et se poursuit éventuellement durant la phase de repos. Elle permet l'aération de la pâte. Cette réaction est accélérée sous l'action de la chaleur pendant la cuisson jusqu'au moment où la structure de la pâte se fige et arrête ainsi le processus de levée.

II] je sais plus le titre

1. Expérience du dégazement (EXP 2)

Nous avons voulu montrer que les levures boulangères dégageaient un volume de CO2 différent en fonction de la  température.

Pour cela nous avons réalisé le montage suivant en utilisant des sachets de levure boulangère de 30g :

En plaçant les béchers à différentes températures mais pendant le même intervalle de temps (17 minutes), on observe des volumes de dégazement différents.

Résultats de l'expérience :

(Les barres d'erreurs sont négligeables car on lit les volumes au ml près…)