La Chimie du Pain

Introduction

L’art de faire du pain, ainsi que le pain lui-même, peut remonter à certaines des premières civilisations que le monde connaisse.Le pain a été utilisé comme une forme de monnaie, a fourni des millions d’emplois pendant des centaines d’années et, dans l’ensemble, s’est lui-même développé au cours de milliers d’années pour devenir un aliment de base survivant, ainsi qu’une source de nourriture quotidienne pour les humains vivant dans le monde d’aujourd’hui. Le pain par accident, a été lié à ma propre vie quotidienne. Au début de ma carrière au lycée, j’ai trouvé un emploi dans une boulangerie de quartier. Au lycée, j’ai gardé ce travail et je me suis vraiment engagé dans l’art de faire du pain, ainsi que dans l’histoire qui fait que les boulangeries du monde entier survivent, même si leur produit devrait être un art appris perdu, en raison de son âge. En raison de vouloir absorber ce processus unique, j’ai plongé dans des projets à travers le lycée tournant autour de lui. Même si je ne suis pas un boulanger passionné ou que je ne veux même pas nécessairement posséder une boulangerie à l’avenir, il est étonnant de voir le chemin parcouru par le pain et comment sa riche culture a survécu à travers de nombreuses générations avec non seulement grâce et beauté, mais la capacité de préserver un mode de vie, et un clan presque secret de réactions chimiques avec lui.

Composition de…

• Grains ou farine (qui peuvent inclure, mais pas toujours) – Blé, avoine, orge, millet, maïs, seigle
• Lait (CH2OH) ou eau (pour le mélange)
• Oeufs
• Sel (NaCl)
• Sucre (C12H22O11)
• Agent levant – tel que la levure chimique ou le bicarbonate de soude , ou le plus couramment utilisé, la levure.

L’une des premières étapes de la fabrication du pain après avoir mélangé les ingrédients de base, consiste à pétrir la pâte. Le pétrissage est un mécanisme nécessaire pour que plusieurs protéines se déposent dans les couches entourant les poches d’amidon et donnent à la pâte ses caractéristiques familières. Le sel, la majorité du temps, est ajouté non seulement pour le goût, mais pour la présence d’ions sodium et chlorure. Ces deux composants nécessaires sont nécessaires pour l’assemblage des chaînes protéiques, qui à leur tour, forment une formation plus forte de pâte. Pendant la période de montée ou de « repos » de la pâte à pain, la levure ou l’agent levant se nourrit des sucres présents dans la pâte et libère à son tour le composant chimique du dioxyde de carbone. C’est la formation de bulles de CO2 qui emprisonnent dans la frénésie du gluten qui, à son tour, poussent et produisent la texture unique du pain. À ce même stade, d’autres réactions chimiques importantes impliquant des oxydants naturels de la farine, fournissent des liens entre les chaînes protéiques. Ils sont ensuite cassés et refaits pour produire le « tronçon » de pain, sans perdre réellement sa structure nécessaire. La cuisson de la pâte dans un four pour produire du pain est le dernier processus chimique, en raison des acides aminés et des sucres qui font que le produit final est la couleur dorée familière et populaire de presque tous les produits de boulangerie que le monde connaît.

Principaux produits chimiques, composés, composants

Farine: La farine est une substance en poudre obtenue par broyage de graines, de haricots ou d’une variété de grains. La farine de blé est l’un des ingrédients les plus importants et les plus courants du monde moderne. C’est un ingrédient déterminant et populaire dans de nombreux pays et cultures, notamment en Amérique du Nord, en Europe, au Moyen-Orient, en Inde et dans de nombreuses régions d’Afrique du Nord.

La farine a été découverte en 6000 avant JC et les Romains ont été les premiers à moudre des graines de blé dans un moulin original fabriqué par l’homme. La révolution industrielle a été le moment où la farine et les moulins ont commencé à prospérer et à prospérer pour la population mondiale et le reste du monde. En 1879, le premier moulin à vapeur de l’histoire a fait ses débuts à Londres et a fini par inverser la tendance pour des procédés plus raffinés de mouture de farine et de production de pain. Avance rapide vers les années 1930 et c’est là que la farine a commencé à être expérimentée. La farine a commencé à être pleinement enrichie dans les années 1940 et les compléments comprenaient de la niacine, du fer, de la thiamine et de la riboflavine. Ce n’est que dans les années 1990 que l’acide folique a été ajouté à cette liste. Les broyeurs à rouleaux et les broyeurs Unifines ont maintenant remplacé les broyeurs à pierre et à moteur à vapeur, ce qui a permis d’accroître la productivité et de réduire le travail à forte intensité de main-d’œuvre.

Il existe de nombreux types de farine. Ces principaux types de farine comprennent:

• Farine écrue = qui n’est qu’une simple farine qui n’a pas subi le processus de blanchiment et qui n’a donc pas la couleur blanche.
• Farine blanchie ou « farine blanche » = utilise des agents de blanchiment qui comprennent:

– Bromate de potassium = qui renforce la croissance du gluten

– Peroxyde de benzoyle = qui est la majeure partie du processus de blanchiment

– Acide ascorbique = qui renforce le développement du gluten

– Chlore gazeux = qui est un agent de blanchiment et de maturation; il oxyde également très bien les amidons dans la farine, augmentant l’absorption

• Farine ordinaire ou farine tout usage = La teneur élevée en protéines de gluten des autres farines à pain par rapport à la farine tout usage est de 12,5- 14,1% à 10-12%. L’augmentation des protéines est très importante car elle se lie à la farine pour capturer le dioxyde de carbone libéré par la levure ou l’agent levant, ce qui entraîne une augmentation plus forte.
• Farine auto-risante = utilisée pour produire des produits plus légers et plus mous
• Farine enrichie = lorsque les nutriments qui peuvent être perdus pendant les processus de mouture sont remis dans la farine

Levure : Les levures (Saccharomyces cerevisiae) sont des microorganismes eucaryotes et il existe actuellement 1 500 espèces connues. Ils sont unicellulaires, mais peuvent devenir multicellulaires. Les levures se reproduisent de manière asexuée par le processus de mitose et lors de la fermentation, l’une des espèces appelée Saccharomyces cerevisiae (la levure la plus courante) convertit les glucides en dioxyde de carbone. C’est une méthode importante pour la cuisson.

La levure est l’un des organismes les plus anciens de l’histoire. Des chercheurs ont trouvé des pierres, des entrepôts de cuisson et plus de 4 000 vieux dessins de boulangeries dans des ruines égyptiennes.. Les levures n’étaient pas toujours considérées comme des organismes vivants, mais plutôt comme des structures globulaires. En 1680, Anton van Leeuwenhoek fut le premier à observer la levure au microscope. Même Anton ne croyait pas qu’ils étaient vivants. Ce n’est qu’en 1857, que Louis Pasteur a prouvé dans un article soutenu par la science, que la fermentation de l’alcool était produite par des levures vivantes et pas seulement par des catalyseurs bio-fabriqués. Maintenant appelé « effet Pasteur », Pasteur a prouvé qu’en faisant barboter de l’oxygène dans la substance de levure, la croissance cellulaire serait augmentée et la fermentation diminuée, ce qui montrerait que les levures étaient bien vivantes.

De nos jours, les levures sont couramment cultivées en laboratoire et sont utilisées dans de nombreuses productions différentes, notamment:

• pour produire de l’électricité dans des piles à combustible microbiennes
• le processus de fermentation de la fabrication d’alcool / de produits de boulangerie
• pour produire de l’éthanol pour l’industrie des biocarburants
• ainsi que de nombreux suppléments nutritionnels

Comme dit précédemment, l’une des levures les plus courantes est Saccharomyces cerevisiae et est utilisée comme agent levant dans la cuisson. Le travail principal de la levure est de se régaler des sucres présents dans la pâte, la transformant en dioxyde de carbone. C’est là que la pâte monte, formant des bulles de gaz, qui après quelques minutes, sont finalement prêtes à être placées dans un four. Une fois le pain officiellement sorti du four et cuit, les molécules de levure meurent et les bulles d’air ou « poches » sont mises en place, donnant la texture familière du pain – douce et spongieuse. De nos jours, l’un des détaillants de levure de boulanger les plus populaires s’appelle la levure de Fleischmann, fondée à l’origine en 1868. Cette nouvelle levure sèche active s’est avérée avoir une durée de conservation plus longue, a contribué à la faire augmenter deux fois plus vite et n’a nécessité aucune réfrigération lors de la conservation. En résumé, la levure (dans la fabrication du pain) est mélangée avec de la farine, de l’eau tiède ou du lait et du sel. La pâte est pétrie jusqu’à consistance lisse, la levure respire de manière aérobie, produisant du dioxyde de carbone, l’oxygène diminue et le processus de fermentation commence, ce qui donne de l’éthanol comme déchet. La pâte double ensuite de taille et est mise au four, cuite au four et après être sortie du four, elle est prête à être refroidie, tranchée et mangée.

Le rôle de la chimie

Farine: La farine a été fabriquée à l’origine par l’homme. Les graines, les grains ou les haricots étaient et sont tous des ingrédients naturels. Au fil des ans cependant, la farine a évolué et est maintenant fabriquée dans des moulins dans diverses régions du monde, et peut être achetée dans presque toutes les épiceries où une personne pourrait aller. Les farines utilisées pour les gâteaux ou les pâtisseries plus délicates utilisent du blé tendre. La farine tout usage est fabriquée à partir de blé tendre et dur. Le blé (la forme de farine la plus populaire) est d’abord cultivé dans un champ, puis envoyé dans un moulin à farine, où il est ensuite stocké dans des silos jusqu’à ce qu’il soit nécessaire pour la mouture. Le blé, lorsqu’il est décidé d’être utilisé, passe par un processus de nettoyage en plusieurs étapes pour inspecter et purifier le blé et filtrer les particules nocives devant être éliminées. La teneur en humidité est ensuite mesurée et contrôlée, pour permettre l’élimination de la couche extérieure de son lors du broyage. Une fois toutes les conditions remplies, le blé est prêt à être broyé. Une fois broyée, la farine désormais neuve est prête à être transformée. Habituellement, de petites quantités d’agents oxydants, de levants et de blanchiment, ainsi que du sel, sont ajoutées à la farine après la mouture. La farine est ensuite emballée dans des sacs en tissu et prête à être expédiée, vendue et utilisée.

Levure: La levure est un microorganisme, (levure sauvage) et se trouve dans les plantes, les fruits et les céréales. La levure implique un processus de fabrication et est hautement contrôlée par les types d’agriculture – préparation, ensemencement, culture et récolte. La levure est un ingrédient naturel, mais la plupart des levures achetées sont fabriquées dans des fabricants de levures. Les cellules de levure (en laboratoire) sont d’abord clarifiées et stérilisées. Cela empêche les bactéries et empêche les organismes de devenir trop nocifs pendant la fabrication Les graines de levure sont ensuite soigneusement cueillies avec des caractéristiques spécifiques à l’esprit. (parce qu’elle est pure en laboratoire), la « levure de graine » est ensuite placée dans des flacons pour pouvoir pousser. Après une série d’étapes, il est converti en réservoirs d’environ 1 000 gallons de volume. Les flacons sont ensuite réfrigérés pour la culture en fermentation. La « levure courante » est ensuite nourrie de mélasse (la source de sucre commerciale) et de grandes quantités d’air. Enfin, il est autorisé à être récolté. La récolte de la levure se fait en envoyant les cellules à travers des pompes centrifuges. Le résultat est une « levure crémeuse » liquide, blanc cassé. Des étapes répétées de traitement et beaucoup de temps de séchage sont effectuées pour différents types de levure souhaités.Une fois que la chimie accomplit ses tâches souhaitées, le produit est du pain. Bien que le pain puisse varier en types, sa composition est d’origine humaine et implique de nombreuses réactions chimiques qui ne sont généralement pas visibles à l’œil nu. La première réaction est la levure. Le microorganisme vivant est ajouté à la farine, au sel, puis généralement à l’eau chaude ou au lait. (avec les ingrédients ajoutés pour différents types de pain) Les ingrédients tous ensemble, commencent à former une pâte molle et collante. La pâte est ensuite pétrie, et lance ainsi la levure pour se régaler des sucres présents dans la pâte et convertit finalement ces glucides en composant chimique principal du pain – le dioxyde de carbone. (Respiration aérobie) Pendant la production de dioxyde de carbone, l’oxygène dans la pâte diminue et le processus de fermentation commence, ce qui donne de l’éthanol comme déchet. La pâte est ensuite laissée à lever et une fois doublée de taille avec des multitudes de bulles de gaz à l’intérieur, elle est finalement mise au four pour cuire. Une fois que le pain maintenant cuit, chaud et délicieux est sorti du four pour le refroidir, les dernières molécules de levure restantes meurent et les poches d’air qui s’en forment donnent au pain sa texture douce et spongieuse que presque tous les Américains connaissent trop bien.

Recherche de fond

Le pain est le plus souvent fabriqué dans une boulangerie. Il y a des millions de boulangeries situées partout dans le monde. Différents procédés impliquant des agents levants et des farines sont utilisés pour différentes variations de pain. Le blé tendre est utilisé dans la production de gâteaux et de pâtisseries, tandis que le blé dur est utilisé dans la formation de pains courants faits quotidiennement. Les variations de pain peuvent être trouvées et achetées dans les boulangeries de quartier, (particulièrement populaires en France), les épiceries locales et d’entreprise, ainsi que les cafés et les magasins d’alimentation spécialisés. Le processus de fabrication du pain est universel et implique généralement un type de farine, (ou de céréales) de l’eau, des œufs, du sucre, du sel et un agent levant, tel que la levure ou le bicarbonate de soude. Le pétrissage, la montée du produit de pain, puis la chaleur pour la cuisson au four, sont les étapes de finition de la fabrication des produits de pain.

Ressources

https://www.exploratorium.edu/cooking/bread/bread_science.html

Levants dans le pain et les principaux composants chimiques du pain qui produisent texture et douceur.

http://en.wikipedia.org/wiki/Bread#Formulation

La composition du pain pendant les processus de formation

http://www.tpt.org/newtons/TeacherGuide.php?id=1285

Additifs qui sont ajoutés au pain pour produire, se décomposer et respirer.

http://nzic.org.nz/ChemProcesses/food/6D.pdf

Les principaux processus chimiques dans la production de pain

http://www.health.gov/dietaryguidelines/dga2010/DietaryGuidelines2010.pdf

Directives gouvernementales pour le pain

Informations sur les grains impliqués dans le pain ainsi que sur les vitamines contenues dans le pain lui-même

.https://nbclearn.com/files/nbcarchives/site/pdf/52355.pdf

Instructions étape par étape pour faire du pain

http://www.aquimicadascoisas.org/en/?episodio=the-chemistry-of-bread

L’importance du dioxyde de carbone en tant que réaction chimique de la formation du pain

http://en.wikipedia.org/wiki/Flour

La composition, l’histoire et les définitions de la farine

http://en.wikipedia.org/wiki/Yeast

La composition, l’histoire et les définitions de la levure

http://www.madehow.com/Volume-3/Flour.html

Recherche de fond et histoire de la farine (Informations sur les moulins à farine)

http://www.madehow.com/Volume-2/Bread.html

Recherche de fond et histoire du pain

http://redstaryeast.com/science-yeast/manufacturing-yeast/

L’importance réelle et les raisons de fournir de la levure dans la production de bread

À propos de l’auteur

Katie Browne est étudiante à la Billings Senior High School. Elle aime courir avec son chien Zeus, faire du vélo, de la randonnée, du camping et finalement la plupart des choses effectuées à l’extérieur. Elle a une moyenne globale de GPA de 3,8 et fait partie du Club Clé, des Avocats seniors, d’un coureur de l’équipe de Cross-Country de l’École secondaire supérieure, d’un participant universitaire de tous les États, ainsi que d’un membre impliqué dans la Société Nationale des Honneurs. Katie poursuivra ses études à l’Université du Montana à l’automne 2015, pour se spécialiser en technologie pré-radiologique.