Etude de l'effet de l'hydrotraitement DIC sur les modifications structurales et fonctionnelles des amidons de différentes origines botaniques
Institution:
La RochelleDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
Starches are used in many food products for their thickening and stabilizing properties. The industrial conditions of manufacturing (sterilization, agitation, pumping, homogenisation…) do not make possible to use it in a native state. They are thus modified chemically or physically to enable them to resist and to adapt to the industrial conditions of manufacturing. Many methods are used to modify starch, such as heat moisture content (HMT) and annealing. The DIC process (Instantaneous controlled pressure drop) developed for some years in LMTAI laboratory of La Rochelle is based on hydrothermal treatment effect induced by the abrupt transition from high steam pressure level to a vacuum. At first time, the parameters of the process: pressure level, processing time and thickness of starch layer, were studied, in order to optimize the operating conditions which make it possible to obtain a homogeneous treatment and to define the equilibrium conditions in temperature and moisture content during the DIC treatment. The DIC process was applied to maize starch at residual moisture content (~13%). At the second time, the treatment was applied to starches of different botanical origins (standard and waxy maize, wheat and potato) and their structural and functional properties were studied using different analysis techniques (DSC, X-ray diffraction, Optical microscopy, granule size and distribution, Brabender…). According to the processing conditions, we observed a partial or total loss of birefringence of starch granules, a reduction of crystallinity and adsorption capacity of water. These modifications are accompanied by a reduction of swelling and the starch viscosity, proof that changes in the structure of the granule were intervened. The intensity of change varies with the botanical origins.
Abstract FR:
Les amidons sont utilisés dans de nombreuses applications alimentaires pour leurs propriétés épaississantes et stabilisantes. Toutefois, les conditions industrielles de traitement thermique (stérilisation) et mécaniques (agitation, pompage, homogénéisation) ne permettent pas de les intégrer à l’état natif. Les amidons sont donc modifiés chimiquement ou physiquement pour leur permettre de résister et de s’adapter aux conditions de fabrication industrielles. Parmi les traitements physiques actuellement étudiés, on trouve le traitement HMT (Heat Moisture Treatment) et l’annealing. Le procédé DIC (Détente Instantanée Contrôlée), développé durant ces dix dernières années au laboratoire LMTAI, est basé sur l’effet hydrothermique induit par l’utilisation des pressions/températures élevées suivie par une détente vers le vide. Dans un premier temps, les paramètres du procédé : le niveau de la pression, la durée de traitement et l’épaisseur de couche de produit ont été étudiées, afin d’optimiser les conditions opératoires qui permettent d’obtenir un traitement homogène et de définir les conditions d’équilibre en température et en teneur en eau au cours du procédé. L’hydrotraitement a été appliqué directement aux amidons à la teneur en eau résiduelle d’environ 13%, sans prétraitement préalable. Dans un second temps, le traitement a été appliqué à des amidons de différentes origines botaniques (maïs standard et cireux, blé et pomme de terre) et leurs propriétés structurales et fonctionnelles ont été étudiées par différentes techniques d’analyse (Rayon X, Microscopie optique, Granulométre laser, DSC, Brabender,…). Selon les conditions appliquées, nous avons observé une perte partielle ou totale de la biréfringence des grains, une diminution de la cristallinité et de la capacité d’adsorption d’eau. Ces modifications s’accompagnent d’une diminution du gonflement et de la viscosité de l’amidon au cours du chauffage, preuve que des changements structuraux sont intervenus au niveau de la structure granulaire. L’intensité des changements est fonction de l’origine botanique.