Orientador: Vivaldo Silveira Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-10-19T18:44:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ota_ElizaMami_M.pdf: 3040806 bytes, checksum: 227db951bd6e81777d068f2cbdd47982 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A grande maioria das indústrias de panificação no Brasil utiliza processos tradicionais em suas linhas de produção, cujo tempo total aproximado, é de 4 a 6 horas. Uma nova tendência é a aplicação da refrigeração e do congelamento dos produtos de panificação, que visa reduzir os custos e a área de produção, e aumentar as áreas de comercialização. O trabalho propõe a análise da influência da variação das condições de processo (temperatura e velocidade do ar do túnel) no congelamento, com convecção forçada, de pães pré-assados formulados com e sem aditivos, avaliando-se as características físicas (umidade e volume específico) e estruturais (textura) dos produtos finais. Os ensaios experimentais foram realizados segundo planejamento experimental fatorial completo. Observou-se que durante o processo de congelamento, a taxa de calor diminuiu com o tempo. A temperatura do ar do túnel de congelamento foi o fator que mais influenciou na qualidade final do produto, sendo as temperaturas mais baixas as mais prejudiciais. Nos ensaios em que os produtos apresentaram semelhanças nas análises físicas e estruturais com os pães processados tradicionalmente, também não apresentaram diferenças na análise sensorial / Abstract: Most Brazilian bakery industries use traditional processes which takes 4 to 6 hours. A new tendency is the application of refrigeration and freezing in bakery products, which objective is to reduce costs and production area and to increase the commercialization area. This work proposes to study the influence of freezing process conditions (temperature and tunnel air velocity) with forced air of pre-baked breads formulated with and without additives, evaluating physical (moisture and specific volume) and structural characteristics (texture) of the final products. Experimental tests were done according to a complete factorial experimental design. During the freezing process, the heat rate decreased with time was verified. The air temperature in freezing tunnel was the factor which most influenced the product quality, being the lower temperatures, more deleterious is the quality. The tests in which products had physical and textural properties similar to traditionally processed breads showed no significant differences in sensorial attributes / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestre em Engenharia de Alimentos

Ce travail consiste en l’étude de la faisabilité de l’application du chauffage ohmique aux opérations de fermentation et de cuisson de la pâte à pain, dans l’objectif d’une production de pain de mie sans croûte. Les caractéristiques de la pâte ont été étudiées, et principalement l’évolution de sa conductivité électrique – moteur de la génération de chaleur en chauffage ohmique. La conductivité électrique est très fortement dépendante des teneurs en sel et en eau de la pâte. Elle augmente également avec la température, mais diminue avec la porosité de la pâte et lors de la gélatinisation de l’amidon. Des équations simples ont pu être déterminées pour son calcul. Un premier modèle thermique a été développé afin de mieux comprendre la formation de gradients de température au sein du produit.Un prototype de four ohmique a été construit, permettant de réaliser à la fois la fermentation et la cuisson de pain de mie sans croûte. L’utilisation du chauffage ohmique permet une réduction significative de la phase de latence et donc du temps de fermentation. Une analyse d’images par tomographie rayons X a montré une porosité plusdéveloppée dans le produit fini, de même qu’une croissance des pores plus importante dans la partie supérieure du pain, contrairement à une cuisson conventionnelle.L’utilisation du chauffage ohmique en panification peut mener à des gains énergétiques potentiels d’un facteur 10. Les rendements énergétiques du procédé ont été évaluéssur gel de tylose, et sont comparables aux valeurs observées par de précédents auteurs. Enfin, un modèle numérique simplifié de transfert de chaleur et de matière a été développé, dans le but d’être employé comme outil prédictif lors d’une cuisson de pain par chauffage ohmique. / This work aims at studying the feasibility of applying ohmic heating to the proofing and baking steps of bread dough, for an objective of crustless bread production. The characteristics of the dough were studied, and mainly the evolution of its electrical conductivity – keyvariable of the heat generation in ohmic heating. The electrical conductivity is highly dependent on the salt and water contents of the dough. It also increases with the temperature, but decreases with the porosity of the dough and during the starch gelatinization step. Simple equations were used to calculate its evolution. A first thermal model was developed to understand better the formation of temperature gradients in the product.An ohmic oven prototype was built in order to realize proofing and baking of crustless bread in the same apparatus. The use of ohmic heating leads to a significant decrease of the lag time and therefore of the proofing time. An X-ray tomography image analysis showed a higher development of the porosity in the final product when using ohmic heating, as well as a more developed network in the upper part of the bread, contrary to a conventional baking.The use of ohmic heating may lead to potential energy savings of a factor of 10. The energy rates of the process were calculated using a gel of tylose, and were in the range of what could be observed by previous authors. Finally, a simplified numerical model of heat and mass transfer was developed, to be used as a predictive tool during the baking of bread by ohmic heating

Résumé confidentiel / Résumé confidentiel

Le pétrissage et la fermentation des pâtes constituent deux étapes clé de la panification. Lors du pétrissage, l'oxygène incorporé à la pâte alimente en substrat oxydant les réactions d'oxydation, pour la plupart enzymatiques, conduisant au développement des réseaux de gluten et d'arabinoxylanes donnant à la pâte ses propriétés viscoélastiques et son aptitude à la rétention gazeuse. Lors de la fermentation, la production de dioxyde de carbone par la levure conditionne la levée du pâton. Un pétrin-fermenteur étanche, le sitoxygraphe, a été utilisé pour quantifier, à tout instant au cours du pétrissage et de la fermentation, la consommation d'oxygène et la production de dioxyde de carbone en distinguant la part de CO2 qui est retenue par la pâte de celle qui apparaît dans la phase gazeuse. Une modification de la formulation de la pâte de farine de blé – par l'ajout, seul ou en mélange, de levure, d'oses oxydases, de farine de fève ou de soja, de lipases – augmente sa consommation d'oxygène, et affecte sa teneur en acides gras polyinsaturés, son état d'agrégation des protéines et ses propriétés rhéologiques. Il existe, par exemple, une compétition pour l'utilisation de l'oxygène entre la levure, qui respire durant le pétrissage, et les oxydoréductases endogènes ou exogènes. Elle se traduit par une diminution des effets biochimiques et rhéologiques des oxydoréductases exogènes. L'utilisation d'atmosphères enrichies en oxygène en début de pétrissage devrait permettre de limiter ces compétitions et donc d'amplifier l'activité des oxydoréductases exogènes. / Kneading and fermentation of dough are two key steps in bread making. During kneading, incorporated oxygen into dough supplies in oxidizing substrate oxidation reactions, most of them are enzymatic, leading to the development of gluten and arabinoxylans networks giving dough viscoelastic properties and its ability to gas retention. During fermentation, the production of carbon dioxide by yeast determines the volume increase of the dough. An airtight knerder-fermenter, the sitoxygraphe, has been used to quantify, at any moment during of kneading and fermentation, oxygen consumption and carbon dioxide production by distinguishing the part of CO2 that is retained by dough from that which appears in the gas phase. A modification of dough formulation prepared with wheat flour - by adding one or a mix of, yeast, oses oxidases, horse bean or soybean flour, lipases - increases oxygen consumption and affects its content of polyunsaturated fatty acids, its protein aggregation and its rheological properties. For example, there is a competition for the use of oxygen between the yeast, which breathes during kneading and endogenous or exogenous oxidoreductases. It results in a decrease of rheological and biochemical effects of exogenous oxidoreductases. The use of atmospheres enriched with oxygen at the beginning of kneading should allow limiting these competitions and amplifying exogenous oxidoreductases activity.

Compte tenu que la capacité de panification de l'amidon aigre, amidon de manioc modifié par fermentation et irradiation UV, n'a pas encore été complètement élucidée, l'influence du génotype et les traitements post-récolte sur le pouvoir de panification de l'amidon aigre a été l'objectif de ce travail. 13 génotypes de manioc de Colombie, cultivés à 1000 m. et 1700 m.p.n.m (3 de plaine et 10 d'altitude, respectivement) modifiés par fermentation (0 ou30 jours) et séchage (four ou soleil) ont été étudiés. Les analyses de la taille des granules, la viscosité d'empesage RVA et la viscosité intrinsèque révèlent que les traitements post-récolte ont été les facteurs prépondérants en vue de l'amélioration de la capacité de panification tandis que le facteur génotype a présenté une influence moins importante. Parmi les traitements post-récolte, la fermentation a présenté un effet plus prononcé sur la structure des granules d'amidon, que le séchage au soleil. Cependant, la combinaison de ces deux traitements a été nécessaire pour obtenir une forte capacité de panification. L'effet d'altitude de culture a été mis en évidence lors de la fermentation par des sensibilités différentes trouvées entre les granules de plaine et d'altitude (exocorrosion et endocorrosion, respectivement). Les génotypes d'altitude, donc, ont montré une bonne capacité de panification. Néanmoins, d'autres facteurs entrent en jeu, la teneur en amylose mesurée par DSC a influencé négativement l'expansion de la pâte, probablement en raison de la formation de complexes amylose-lipide. Par conséquent, la combinaison de génotypes de manioc (la teneur en amylose principalement) et les traitements post-récolte sont un élément clé de la capacité de panification de l'amidon aigre. Ces contributions peuvent aider à l'établissement de standards de qualité de l'amidon aigre vis à vis de leur potentielle utilisation dans la fabrication des produits sans-gluten. / The breadmaking ability of sour cassava starch, cassava starch modified by fermentation and UV irradiation, have not been yet fully elucidated. The influence of genotype and postharvest treatments on expansion ability of sour cassava was the objective of this work. Thirteen cassava genotypes have been studied. All genotypes proceeded from Colombia. Two altitudes of origin (1000 m. and 1700 m.a.s.l. refered to respectively as lowland and highland), fermentation treatments (0 or 30 days) and drying treatments (oven or sun) were considered. Analyses of the granule size, RVA pasting behavior and intrinsic viscosity were analysed as indicators of breadmaking ability. Results showed that post-harvest treatments were prevailing factors in improving breadmaking ability while the genotype factors had a smaller influence. Among post-harvest treatments, fermentation had a greater influence than sun-drying on these indicators, in particular on starch granular structure. The combination of both treatments was needed to obtain a high capacity bread. Furthermore, the altitude of origin of cassava genotypes was observed to affect the fermentation process: different sensitivities to fermentation were found between granules of lowland and highland (exocorrosion and endocorrosion, respectively). Highland genotypes showed a better breadmaking ability. Other influencing factor related to genotype was the amylose content measured by DSC: it negatively influenced the expansion of the dough, probably due to the formation of amylose-lipid complex. As a conclusion, the combination of cassava genotypes (mainly amylose content) and post-harvest treatment is key for expansion ability of sour starch. This knowledge is a first, essential step to provide quality standards for sour starch, targeted particularly for use in gluten-free products.

Les résultats de cette étude de la composition du fruit à pain récolté sur un territoire contrasté du point de vue agropédoclimatique, et de son amidon, montrent que la teneur en amidon du fruit à pain apparaît comme étant influencée par la saison, mais pas par la zone de récolte. La teneur en amidon beaucoup plus élevée pour les fruits à pain développés durant la saison la plus sèche est un résultat très original. La connaissance du cycle de développement des fruits à pain à la Martinique a été décrite pour une première fois, permettant de déterminer une période de récolte optimisée par rapport à la floraison : la 16ème semaine pour une croissance maximale, ou la 17ème semaine pour une plus haute teneur en amidon. L’étude de Worrell et al., (1998), la seule publiée actuellement, menée à la Barbade, a montré un cycle plus long de 2 semaines environ.Du point de vue de la diversité génétique, les fruits à pain récoltés en Martinique constituent un seul groupe, à l’opposé de ceux récoltés en Guadeloupe qui constituent 2 sous-groupes proches.En ce qui concerne l’amidon, nos résultats montrent que les dimensions des grains d’amidon de fruits matures sont comprises entre 9 et 12 µm. Leur taille augmente avec la croissance du fruit puisque dans un fruit immature leur diamètre moyen était de 7,5 µm. Il s’agit d’amidons de type B à très haute cristallinité, dont les températures d'empesage sont autour de 75 °C. Parmi les facteurs agropédoclimatiques, l’humidité a eu un rôle actif sur la qualité de l’amidon puisque à la fois la quantité d’amylose et la masse molaire de l’amylopectine diminuent. L’amidon a une solubilité et un gonflement faible du même ordre de grandeur que les amidons classiques et une forte viscosité à la gélatinisation et à la rétrogradation, lui conférant une aptitude à l’utilisation comme gélifiant.Des essais d’applications alimentaires ont été effectués en panification et en extrusion. Des transformations en produits de type crackers ont donné des résultats moyennement satisfaisant avec 100 % de farine de fruit à pain. En panification l’incorporation de farine de fruit à pain a des actions délétères sur la valeur boulangère. L’acceptabilité d’un goût « nature, vert » conféré par la farine de fruit à pain devra notamment être évaluée lors de travaux ultérieurs.Le développement de produits à base de fruit à pain permettra / The results of this study the composition of breadfruit harvested in an area of agro climatic soil contrasting views, and its starch, show that the starch content of breadfruit appears to be influenced by season, but not by collection area. The starch content is much higher for breadfruit developed during the driest season is a very original result. Knowledge of the development cycle of breadfruit in Martinique has been described for the first time, to determine an optimal harvest period compared to flower: the 16th week for maximum growth, or the 17th week for a higher starch content. The study by Worrell et al., (1998), the only currently published, conducted in Barbados, showed a longer cycle of about 2 weeks.From the perspective of genetic diversity, breadfruit harvested in Martinique as a single group, in contrast to those collected in Guadeloupe that are close to two subgroups.With regard to starch, our results show that the size of starch granules of mature fruits are between 9 and 12 microns. Their size increases with the growth of the fruit as an immature fruit in their mean diameter was 7.5 microns. This is B-type starches with very high crystallinity, with temperatures of gelatinization are around 75 °C. Agro climatic soil factors, humidity took an active role on the quality of starch, since both the amount of amylose and amylopectin molecular weight of the decline. The starch has a solubility and low swelling of the same order of magnitude as the conventional starches and high viscosity to gelatinization and retrogradation, giving it a suitability for use as a gelling agent.Testing of food applications were made in bakery and extrusion. Changes in products like crackers gave moderately satisfactory results with 100 % breadfruit flour. Incorporation into bread flour breadfruit has deleterious actions on the baking. The acceptability of a taste "nature green" conferred by the breadfruit flour will be particularly assessed in future work.Product development based breadfruit allow several things, which meet the growing demand for food diversification.

Les microorganismes sont essentiels au maintien et au fonctionnement des écosystèmes. Dans certains produits alimentaires, la communauté microbienne, composée principalement de levures et de bactéries lactiques, fermente les sucres, affecte positivement les qualités organoleptiques du produit et augmente sa durée de conservation. C’est le cas du levain de panification. Cette thèse visait principalement à décrire les patterns de diversité des levures de levains français produits à partir de farine issue de l’agriculture biologique et à conserver une partie de cette diversité. Grâce à des méthodes d’analyses culturales et non culturales de la diversité des levures, nous avons mis en évidence une diversité spécifique caractéristique de chaque levain étudié. Nous avons aussi montré la dominance du genre Kazachstania et la convergence des souches isolées de levain pour la capacité à consommer du raffinose et du saccharose. Bien que la densité et la composition en espèces varient entre deux levains, aucune structuration spatiale de la diversité n’a été mise en évidence. Les pratiques de panification et leurs effets sur la diversité des communautés microbiennes ont également été analysés. Deux typologies de pratiques de panification (plutôt « intensives » et plutôt « extensives »), affectant l’espèce dominante des populations de levures, ont été révélées. / Microorganisms are essential for the maintenance and functioning of the ecosystems. In some food products, microbial community, mainly composed by yeasts and lacid actic bacteria which ferment sugars, positively affects organoleptic qualities and shelf life of the product. It is the case of bread sourdough. This PhD aimed at describing yeast diversity patterns of organic French bread sourdoughs and conserving a part of this diversity. Using cultural-Based and non-Cultural based analyses of yeast diversity, we highlighted a unique specific diversity of each sourdough. We also shown the predominance of Kazachstania genus and a convergence of sourdoughs’ yeasts isolates for the ability to consume raffinose and sucrose. Although density and species composition varied between sourdoughs, no spatial pattern was highlighted. Bread-Making practices and their effects on microbial communities’ diversity were also analyzed. Two bread-Making practice typologies (quite « intensive » and quite « extensive »), affecting dominant yeast species were also revealed.