Etude de la cuisson de pain de mie par micro-ondes et stratégies de finalisation de la cuisson

Study of microwave baking of sandwich bread and strategies for finalizing the baking process

• Auteur / Autrice : Roua Slim
• Direction : Alain Le Bail, Lionel Boillereaux, Vanessa Jury
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Technologie
• Date : Soutenance le 02/12/2021
• Etablissement(s) : Nantes, Ecole nationale vétérinaire
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur, Géosciences, Architecture (Nantes)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Bohuon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Zoulikha Maache-Rezzoug, Bernard Cuq

Mots clés

Mots clés libres

Procédé de cuisson

Croute

Texture

Optimisation

Propriétés de structure

Modélisation

Bread

Microwaves

Heating rates

Staling

Crust

Résumé

Ce travail a pour objet d’étudier les différends systèmes de cuisson du pain et leurs incidences la qualité et l’aspect des produits de type pain de mie en particulier la formation de la croute du pain. La croûte d’un pain contribue à sa rigidité du pain, à son aspect et interagit également avec le rassissement du pain au stockage du fait d’échanges d’eau entre mie et croûte. La structure de la croûte et de la mie sont liées et dépendent de nombreux paramètres tels que la formulation, le degré de fermentation, la vitesse de chauffage, les conditions de stockage pour l’essentiel. L’étude de l’impact de vitesse-température-Energie de cuisson sur l’action des adjuvants, additifs (en particulier émulsifiants) et auxiliaires technologiques (enzymes) sur les différents paramètres de la qualité du pain de mie seront pris en compte pour cette étude. Un protocole de qualification de la croute des pains sera développé (épaisseur, résistance mécanique, propriété aromatique…). L’interaction recette et paramètres du procédé – état de la croute et la formation de la mie et son évolution dans le temps feront l’objet d’un plan d’expérience permettant d’étudier et d’identifier les paramètres (degré d’expansion en fermentation, formulation, la cinétique de cuisson et la T° ambiante dans le four en cuisson etc..) qui ont le plus d’effet sur certaines propriétés telles qu’épaisseur de croute, couleur, alvéolation de la mie (analyse d’image), amylose soluble, arômes. Une modélisation du procédé de cuisson sera mise en œuvre afin de mieux maîtriser la cinétique de formation de la croûte et d’évaluer les migrations d’eau mie-croûte. La finalité de ce projet est de développer les connaissances scientifiques et techniques permettant de maîtriser les propriétés de la croûte d’un pain de mie dans un contexte industriel.

This thesis focuses on microwave bread baking of sandwich bread and the implementation of a crusting process. Bread Baking in the microwave exhibits special challenges because of the heating rate that can be achieved. After the literature review of cereal baking products by microwave, the first part of this work consists of a comparative study of conventional and microwave baking by applying several heating rates (7°C/min, 20°C and 40°C/min). Studying the links between heating rate and staling kinetics applied on a sandwich bread model baked in miniaturized baking devices allowed reaching the selected heating rates. This technique was applied on a laboratory scale and then to a pilot scale. The study revealed an impact of the heating rate on the degree of destructuring of starch granules. Furthermore, the retrogradation phenomenon followed by the melting enthalpy of amylopectin and crumb firmness were significantly higher in microwave baking compared to conventional baking and it gets higher as the heating rate increases. Furthermore, measurements of freezable water content, molecular water mobility as well as desorption isotherms confirm that breadcrumb firmness is related to water trapping by amylopectin crystals leading to crumb dehydration and firmer texture. The second part of this study concerns the implementation of a new prototype device for the formation of the crust and a study of the effects of different parameters of the new model on the crust coloration. Two experimental designs of Box Benhken on the effect of infrared power on the color of the crust and the uniformity of heat flux were applied. Thus allowing defining the optimum modalities enabling to reach a crust in conformity with the color objective. The perspectives of this study is to improve the implemented processes for an industrial application.