-
MARIE-ÈVE SEYER LES FIBRES ALIMENTAIRES ET LE PAIN DE BLÉ
ENTIER
Mémoire présenté à la Faculté des études supérieures de
l'Université Laval
dans le cadre du programme de maîtrise en sciences et
technologie des aliments pour l’obtention du grade de maître ès
sciences (M. Sc.)
DÉPARTEMENT DES SCIENCES DES ALIMENTS ET DE NUTRITION FACULTÉ
DES SCIENCES DE L’AGRICULTURE ET DE L’ALIMENTATION
UNIVERSITÉ LAVAL QUÉBEC
OCTOBRE 2005 © Marie-Ève Seyer, 2005
-
À mes parents, Annie et Jean-Pierre
-
Résumé
L’influence de la variété de blé sur la qualité du pain de blé
entier a été évaluée. L’objectif
ultime était de vérifier l’effet de la composition des fibres
alimentaires de quatre variétés de
blé du Québec (Brio, Pollet, Barrie et Celtic) sur la qualité du
pain de blé entier. Les
paramètres étudiés incluaient le volume du pain et la teneur en
fibres alimentaires solubles
et insolubles (hémicelluloses, cellulose et lignine) des grains,
des fractions de mouture
(farine blanche, remoulages, son) et du pain blanc ou de blé
entier. La variété de blé
affectait beaucoup plus le volume du pain de blé entier que
celui du pain blanc; cependant,
ces différences n’étaient pas causées par la teneur en fibres
alimentaires des farines de blé
entier. Si le son de blé était très friable ou s’il absorbait
peu d’eau, le pain de blé entier
était peu volumineux. La teneur en amidon résistant et, dans une
moindre mesure, en fibres
insolubles de la farine augmentait à la suite de la cuisson du
pain.
-
Remerciements
En tout premier lieu, je voudrais remercier le Dr Pierre
Gélinas, mon directeur de maîtrise
qui m’a encouragée, conseillée et apportée de bonnes idées tout
au long du travail. Sa
confiance, son support, la passion de son travail et
l’atmosphère de travail ont été très
stimulants. Mes remerciements vont aussi au Dr Sylvie Turgeon,
ma co-directrice, pour ses
commentaires concernant ce mémoire. Son intérêt pour ce projet
m’a beaucoup touchée.
Je voudrais remercier Dr Simone Lemieux pour avoir accepté de
faire l’évaluation de ce
mémoire.
Je veux remercier tous les gens dont j’ai eu la chance de
côtoyer pendant tout ce temps qui
m’ont acueillie dans le laboratoire, aidée et encouragée. Je
pense ici à l’équipe de
recherche (Carole McKinnon, Julie Gauthier, Sébastien
Villeneuve, Caroline Morin, Paul
Pageau et Karine Dessureault), mais aussi à plusieurs personnes
du Centre de recherche et
de développement sur les aliments d’Agriculture et
Agroalimentaire Canada (Saint-
Hyacinthe) où s’est déroulé la majeure partie de mon projet. Je
ne peux toutes les nommer
de peur d’en oublier.
Merci également à la meunerie Milanaise, le CEROM (Centre de
recherche sur les grains),
à M. Ravenelle et à M. Forgues pour m’avoir fourni gracieusement
leurs grains de blé
nécessaire à la réalisation des expériences. Merci à Ginette
Frigon du CEROM pour
m’avoir enseigné la mouture des grains de blé.
Je tiens à remercier le CRSNG (Conseil de recherche en sciences
naturelles et génie) et la
Fondation des gouverneurs qui m’ont soutenu financièrement au
cours de mes études
graduées.
Je m’en voudrais de passer sous silence mes ami(e)s et ma
famille qui m’ont aidée a
persévérer grâce à leur encouragements et leur présence.
Finalement, je remercie mon
copain Erik pour son amour, sa compréhension et sa complicité
qui furent très appréciés.
-
Table des matières
Résumé....................................................................................................................................3
Remerciements........................................................................................................................4
Table des matières
..................................................................................................................5
Liste des
tableaux....................................................................................................................7
Liste des figures
......................................................................................................................9
Introduction générale
............................................................................................................10
1. Revue de
littérature...........................................................................................................13
1.1. Historique de la définition des fibres alimentaires
....................................................13 1.2.
Méthodes
d’analyses..................................................................................................17
1.3. Composition des fibres
alimentaires..........................................................................20
1.3.1. Principaux constituants
.......................................................................................20
1.3.2. Fibres solubles
....................................................................................................25
1.3.3. Fibres insolubles
.................................................................................................26
1.3.4. Amidon résistant
.................................................................................................30
1.4. Son de
blé...................................................................................................................34
1.4.1.
Histologie............................................................................................................34
1.4.2. Principaux constituants
.......................................................................................37
1.4.3. Effets sur la
santé................................................................................................38
1.4.4. Effet sur la qualité du
pain..................................................................................43
1.5. Conclusion
.................................................................................................................49
2. Matériel et
méthodes.........................................................................................................51
2.1.
Blé..............................................................................................................................51
2.2.
Mouture......................................................................................................................51
2.3. Panification
................................................................................................................52
2.4. Analyse des farines et des pains
................................................................................53
2.4.1.
Protéines..............................................................................................................53
2.4.2.
Farinogramme.....................................................................................................53
2.4.3. Indice de chute
....................................................................................................54
2.4.4. Fibres
alimentaires..............................................................................................54
2.4.5. Amidon résistant
.................................................................................................60
2.4.6. Humidité
.............................................................................................................61
2.4.7. Cendres
...............................................................................................................61
2.4.8. Granulométrie
.....................................................................................................62
2.4.9. Absorption
d’eau.................................................................................................62
2.5. Plan expérimental et analyses statistiques
.................................................................63
3.
Résultats............................................................................................................................64
3.1. Composition et caractéristiques des grains et des fractions
de mouture....................64 3.1.1.
Protéines..............................................................................................................64
3.1.2. Fibres
alimentaires..............................................................................................65
3.1.3. Amidon résistant
.................................................................................................69
3.1.4. Granulométrie
.....................................................................................................69
3.1.5. Absorption d’eau et tolérance au pétrissage
.......................................................70
3.2. Composition et caractéristiques des pains
.................................................................72
3.2.1. Fibres
alimentaires..............................................................................................72
-
6
3.2.2. Amidon résistant
.................................................................................................74
3.2.3. Volume
massique................................................................................................74
4.
Discussion.........................................................................................................................76
4.1. Qualité des
protéines..................................................................................................76
4.2. Fibres alimentaires et propriétés physiques du son
...................................................77 4.3.
Absorption d’eau et volume du
pain..........................................................................78
4.4. Panification et fibres
alimentaires..............................................................................78
4.5. Panification et amidon résistant
.................................................................................80
Conclusion
générale............................................................................................................103
Références
bibliographiques...............................................................................................106
-
Liste des tableaux Tableau 1. Variables et paramètres étudiés
dans le cadre du mémoire. ..............................12 Tableau
2. Constituants des fibres alimentaires. Traduit de AACC (2001).
.......................21 Tableau 3. Composition des parois
cellulaires de différentes parties d'un grain de blé.
Traduit et adapté de Rodionova et al.
(1992)................................................................23
Tableau 4. Contenu en arabinoxylane, en acide férulique et en acide
déhydroférulique des
couches du son de blé. Tiré de Peyron et al. (2001).
...................................................25 Tableau 5.
Comparaison des résultats obtenus par différentes méthodes
d'analyse de la
lignine dans le son de blé. Tiré de Schwarz et al. (1988).
...........................................30 Tableau 6.
Constituants du grain de blé (%, base sèche). Tiré de Boudreau
& Ménard
(1992)............................................................................................................................34
Tableau 7. Composition de différentes couches de son sur base
humide de 12 à 14 %.
Adapté de Pomeranz (1988) et Pyler (1988).
...............................................................36
Tableau 8. Composition des monosaccharides du son de blé. Tiré de
Benamrouche et al.
(2002)............................................................................................................................37
Tableau 9. Teneur en fibres alimentaires dans la farine et le son
de blé. Tiré de Nandini &
Salimath
(2001).............................................................................................................38
Tableau 10. Quelques problèmes de santé ayant potentiellement une
relation inverse avec
l’ingestion de fibres alimentaires. Tiré de DeVries (2003) et
Slavin (2003b).............39 Tableau 11. Comparaison de deux
méthodes d'absorption d'eau sur des sons de grosseur
différente. Tiré de Mongeau & Brassard
(1989)...........................................................45
Tableau 12. Composition et caractéristiques des grains en fonction
des variétés de blé1. ..81 Tableau 13. Proportion de chacune des
fractions de mouture selon les variétés de blé1 (14
% d’humidité).
..............................................................................................................82
Tableau 14. Teneur en protéines et en humidité des fractions de
mouture des variétés de
blé..................................................................................................................................83
Tableau 15. Contenu en fibres totales des fractions (farine, son et
remoulages) et du grain
calculé à partir de leurs proportions respectives (voir Tableau
13). .............................84 Tableau 16. Contenu en fibres
solubles des fractions (farine, son et remoulages) et du grain
calculé à partir de leurs proportions respectives (voir Tableau
13). .............................85 Tableau 17. Contenu en fibres
insolubles des fractions (farine, son et remoulages) et du
grain calculé à partir de leurs proportions respectives (voir
Tableau 13).....................86 Tableau 18. Caractérisation des
fibres insolubles (hémicelluloses, cellulose et lignine) des
fractions son et remoulages des variétés Brio, Pollet, Barrie et
Celtic1........................87 Tableau 19. Contenu en amidon
résistant des fractions (farine, son et remoulages) et du
grain calculé à partir de leurs proportions respectives (voir
Tableau 13).....................88 Tableau 20. Capacité
d’absorption d’eau des fractions (farine, son et remoulages) et de
la
farine de blé entier1.
......................................................................................................91
Tableau 21. Résultats du farinogramme des farines blanches et de
blé entier en fonction
des variétés de
blé1........................................................................................................92
Tableau 22. Quantité d’eau ajoutée à la recette lors de la
panification (pain blanc et pain de
blé entier) afin d’obtenir une pâte bien développée1.
...................................................93 Tableau 23.
Contenu en fibres totales des pains blancs et de blé entier frais
ou entreposés
pendant 5 jours à la température ambiante1.
.................................................................94
-
8
Tableau 24. Contenu en fibres solubles des pains blancs et de
blé entier frais ou entreposés pendant 5 jours1.
...........................................................................................................95
Tableau 25. Contenu en fibres insolubles des pains blancs et de
blé entier frais ou entreposés pendant 5
jours1...........................................................................................96
Tableau 26. Caractérisation des fibres insolubles
(hémicelluloses, cellulose et lignine) des pains de blé entier
frais (0 j) ou entreposés pendant 5 jours (5
j)1................................97
Tableau 27. Contenu en amidon résistant des pains blancs et de
blé entier frais ou entreposés pendant 5
jours1...........................................................................................98
-
Liste des figures Figure 1. Représentation schématique d’un
arabinoxylane de farine de blé (en haut). Détail
de la ramification d’un acide férulique au niveau de l’arabinose
par une liaison ester (en bas). Tiré de Rouau (1996).
...................................................................................24
Figure 2. Structure moléculaire de la cellulose. Tiré de Chaplin
(2004)............................28 Figure 3. Structure
moléculaire de la lignine. Tiré de Kuzmanovic (2004).
.......................29 Figure 4. Structure moléculaire de
l’amidon (ci-dessus : amylopectine, ci-dessous :
amylose). Tiré de Chaplin (2004).
...............................................................................31
Figure 5. Section longitudinale d’un grain de blé. Tiré de Boudreau
& Ménard (1992). ..35 Figure 6. Schéma de la mesure de la
capacité d'absorption d'eau (WRC) des fractions de
farine (Robertson et al., 2000).
.....................................................................................63
Figure 7. Granulométrie des sons non broyés et utilisés pour la
fabrication des pains de blé
entier. n = 2.
.................................................................................................................89
Figure 8. Granulométrie des sons broyés et utilisés pour l'analyse
des fibres alimentaires
(fibres solubles, fibres insolubles, hémicelluloses, cellulose
et lignine), de l'amidon résistant et de l'absorption d'eau. n = 2.
.......................................................................90
Figure 9. Volume du pain blanc ou de blé entier en fonction des
variétés de blé. Les moyennes ayant la même lettre ne sont pas
significativement différentes à P < 0,05. n = 6 (2 x 3
échantillons).
................................................................................................99
Figure 10. Apparence (A) des pains blancs et (B) de blé entier
faits avec les variétés de blé Brio, Pollet, Barrie et
Celtic........................................................................................100
Figure 11. Effet de la panification sur la teneur en fibres
alimentaires de la farine blanche ou de blé entier provenant de
différentes variétés de blé, en fonction de l’entreposage ou non du
pain. n = 2.
................................................................................................101
Figure 12. Effet de la panification sur la teneur en amidon
résistant de la farine blanche ou de blé entier provenant de
différentes variétés de blé, en fonction de l’entreposage ou non du
pain. n = 3.
.....................................................................................................102
-
Introduction générale De nos jours, un retour au « naturel » et
une préférence « santé » sont observés dans les
habitudes de consommation de la population. Les consommateurs
cherchent de plus en
plus des aliments faits à partir d’ingrédients qui apportent des
bénéfices pour la santé. Le
blé est un constituant important d’une multitude d’aliments que
l’on retrouve sur le marché
(pain, céréales, biscuits, gâteaux, pâtes alimentaires, etc.).
Le blé est reconnu pour ses
qualités nutritives et gustatives. La production de blé en vue
de le transformer en pain de
blé entier répond à un besoin du marché. Par contre, la
transformation de blé apporte de
nouvelles problématiques à l’industrie en raison de la
variabilité de la composition du blé
selon les variétés.
Les pains de blé entier sont généralement peu volumineux et leur
texture est plus grossière
qu’un pain fait à partir de farine raffinée (blanche). En
général, plus on ajoute de son de blé
à la pâte, plus elle s’affaiblit et absorbe d’eau et moins les
pains sont volumineux (Özboy &
Köksel, 1997; Zhang & Moore, 1999). La connaissance de
l’effet de la composition du son
sur la rhéologie de la pâte pourrait permettre de mieux
comprendre la performance de
certaines variétés de blé lors de la fabrication des pains de
blé entier. La plupart des
critères de sélection des blés sont basés sur leur aptitude à
donner des pains blancs
volumineux. Toutefois, les pains de blé entier sont aujourd’hui
très populaires (environ
40% du marché au Québec) et il faut maintenant mieux connaître
l’effet du son sur leur
qualité : la qualité du gluten et la teneur en protéines ne sont
plus les seuls critères!
Les raisons précises du faible volume de pain causé par
l’addition de son et de remoulages
(mélange de germe, son et farine) ne sont pas bien connues (De
Kock et al., 1999), mais
peuvent généralement être associées à deux facteurs principaux :
la composition chimique
et les caractéristiques ou modifications physiques.
Les fibres alimentaires représentent près de 50 % de la
composition du son de blé
(Mongeau & Brassard, 1993). Les fibres seraient des composés
importants pouvant jouer
un rôle dans la fabrication boulangère. Les fibres alimentaires
sont complexes et mal
définies dans la littérature, mais généralement les fibres
regroupent les fibres solubles et
-
11
insolubles (la cellulose, l’hémicellulose, la lignine) et
parfois l’amidon résistant. Ces
composés préviennent plusieurs problèmes de santé tels la
constipation, la diverticulite,
l’appendicite, le diabète, l’obésité, le cancer du gros
intestin, les maladies
cardiovasculaires, etc. Donc, d’un point de vue nutritionnel
(les fibres, les vitamines du
complexe B et les minéraux) et gustatif, le son de blé est un
produit intéressant. Une
meilleure compréhension de l’effet du son de blé sur la qualité
du pain pourrait permettre
d’améliorer la qualité de ce dernier.
L’examen physique du son inclut généralement la taille des
particules de son et la capacité
d’absorption d’eau. Plusieurs études ont mentionné l’influence
de la grosseur des
particules de son sur les propriétés rhéologiques de la pâte
(Zhang & Moore, 1997; De
Kock et al., 1999; Strange & Onwulata, 2002). Les
conclusions sur l’effet de la grosseur
des particules divergent, car les différences de composition
observées entre les fractions de
sons analysées ne permettent pas de faire des liens entre les
expériences. D’un autre côté,
dans une pâte, jusqu’à 20 % de l’eau peut être associée au son,
donc une forte teneur en son
favoriserait une forte absorption des farines qui influencerait
la fabrication boulangère.
Le présent travail porte sur l’analyse détaillée des fibres
alimentaires, de l’amidon résistant,
de la granulométrie des particules de son et de l’absorption
d’eau afin de comprendre leur
effet sur les pains de blé entiers.
L’hypothèse de ce travail est que la composition en fibres
alimentaires dépend de la variété
de blé et leur présence en plus grande quantité affecte
négativement le volume du pain. Les
fibres alimentaires affecteraient aussi l’absorption d’eau des
farines de blé entier.
La caractérisation chimique et physique de quelques variétés de
blé permettraient de mieux
comprendre les propriétés rhéologiques et les qualités
boulangères du pain de blé entier.
Ces prédictions seraient utiles lors de l’adaptation et le
développement de recettes en
boulangerie. Le Tableau 1 présente les variables et paramètres
étudiés dans le cadre de ce
travail.
-
12
Tableau 1. Variables et paramètres étudiés dans le cadre du
mémoire.
Variables Paramètres1. Variété de blé 1. Grains
- Brio, Pollet, Barrie ou Celtic - Cendres- Dureté
2. Fraction de mouture - Rendement en farine- Farine blanche-
Son 2. Fractions de mouture- Remoulages - Protéines
- Absorption d'eau3. Transformation - Granulométrie
- Pain blanc - Fibres alimentaires totales- Pain de blé entier *
Fibres solubles
* Fibres insolubles4. Entreposage --- Hémicelluloses
- Frais (0 jour) --- Cellulose- 5 jours --- Lignine
* Amidon résistant
3. Pains- Protéines- Volume- Fibres alimentaires totales
* Fibres solubles* Fibres insolubles
--- Hémicelluloses--- Cellulose--- Lignine
* Amidon résistant
-
1. Revue de littérature
1.1. Historique de la définition des fibres alimentaires Le
terme fibres alimentaires a été utilisé une première fois par
Hipsley en 1953. Vingt ans
plus tard, Trowell (1973), l’a employé pour désigner les résidus
cytosquelettiques végétaux
résistant à la digestion par les enzymes intestinaux de l’homme.
L’intention de Trowell
était de créer et de définir un terme qui se distingue nettement
des fibres brutes (crude fiber)
et qui englobe la partie du régime de l’homme qui avait diminué
en quantité à la suite du
raffinage croissant des aliments. Si l’hypothèse des fibres a
été favorablement accueillie, le
terme fut critiqué très vivement parce que la majeure partie des
composants inclus ne
possède pas vraiment un caractère fibreux. Néanmoins,
l’expression « fibres alimentaires »
s’est rapidement répandue dans la littérature. Cependant, un
usage large et presque
inconsidéré du terme a conduit à une grande confusion par la
suite. Trowell lui-même a
sans doute contribué à cette grande confusion en changeant
plusieurs fois sa définition, soit
pour l’élargir, soit pour la restreindre. La communauté
scientifique a longtemps tenté de
remplacer ce terme, mais aucune alternative ne fut acceptée.
Ainsi, « fibres alimentaires »
fera partie des noms mal choisis au départ d’un nouveau concept
scientifique au même titre
que les vitamines qui ne sont pas des amines vitales ou des
hémicelluloses qui ne sont pas
les précurseurs de la cellulose (Rouau & Thibault,
1987).
Depuis, plusieurs définitions des fibres alimentaires ont été
proposées par les scientifiques
et les agences de réglementation à travers le monde (Institute
of Medicine, 2001). Le terme
fibre alimentaire est reconnu mais la nature des fibres qu’il
regroupe est variée. Quelques
définitions se basent sur le côté physiologique des fibres
alimentaires alors que d’autres
prescrivent les méthodes analytiques disponibles afin de définir
les fibres alimentaires.
Selon le point de vue physiologique, c’est-à-dire, basé sur leur
non-digestibilité par les
enzymes digestives humaines (non bactériennes), les fibres
alimentaires comprennent un
grand nombre de substances de nature différente : glucidique
(cellulose, hémicelluloses,
gommes, mucilages, amidons résistants, etc.) et non glucidique
(lignine, protéines,
-
14
phytates, minéraux, etc.) (Rouau & Thibault, 1987). Une
certaine confusion a longtemps
régné par rapport à la définition et la nature des fibres. Selon
le point de vue
(physiologique, analytique, chimique ou biochimique), le terme
regroupe plus ou moins de
substances de nature variable. Selon les méthodes d’analyses
disponibles, des substances
de nature variable sont mesurées.
Les définitions des fibres alimentaires qui sont généralement
acceptées se basent sur leur
physiologie tandis que les scientifiques et les agents de
réglementation ont tendance à
appliquer une définition selon les méthodes analytiques (AACC,
2001). Il en résulte des
différences entre la théorie et la pratique, ce qui crée une
confusion quant à la composition
des fibres alimentaires (DeVries et al., 1999). En novembre
2000, l’AACC a adopté une
définition des fibres alimentaires qui reconnaît que les
caractéristiques primaires des fibres
alimentaires sont la résistance à la digestion, l’absorption
dans le petit intestin et la
fermentation dans le gros intestin. Établir une définition des
fibres alimentaires a toujours
été un compromis entre les connaissances nutritionnelles et les
capacités des méthodes
analytiques (AACC, 2001). La définition des fibres alimentaires
de l’American
Association of Cereal Chemists (AACC, 2001) est :
« Dietary fiber is the edible parts of plants or analogous
carbohydrates that are resistant to digestion and absorption in the
human small intestine. Dietary fiber includes polysaccharides,
oligosaccharides, lignin and associated plant substances. Dietary
fibers promote beneficial physiological effects including laxation,
and/or blood cholesterol attenuation, and/or blood glucose
attenuation. »
Cette définition de l’AACC apporte un nouvel élément aux fibres
: l’amidon résistant. En
effet, le fait de ne pas mentionner que les fibres doivent être
des substances non
amidonnées permet d’inclure l’amidon résistant dans les fibres
alimentaires.
Cette définition récente, qui se veut générale et applicable à
l’analyse des fibres, ne fait pas
l’unanimité chez les scientifiques. En effet, la dernière phrase
de cette définition serait trop
axée sur le marketing en dépit du fait qu’il s’agit d’une
définition légale et officielle. De
plus, l’AACC ne fait pas la distinction entre les fibres
alimentaires présentes naturellement
-
15
dans les aliments et les fibres transformées ou ajoutées pour
leur fonctionnalité ou pour leur
apport en fibres.
Voici quelques définitions plus anciennes encore utilisées
aujourd’hui pour définir un
certain groupe de fibres alimentaires :
• Le résidu de détergent neutre (NDF) est une définition
chimique incluant, (après une digestion chimique avec un détergent
neutre, la cellulose, les hémicelluloses et la lignine.
• Le résidu de détergent acide (ADF) regroupe la cellulose et la
lignine. • Fibres brutes ou « Crude fiber » est le résidu des
végétaux comestibles présent à la
suite d’une extraction à l’aide de solvants, d’acide dilué et de
base diluée, mais exclut plusieurs constituants normalement
associés à l’activité physiologique de la fraction fibreuse. Il
s’agit d’une estimation grossière de la teneur en composés
historiquement apparentés aux « fibres alimentaires ».
La lignine est incluse dans la plupart des définitions
ci-dessus, même si c’est un composé
phénolique (polymère phénylpropane). Elle est directement liée
de façon covalente aux
fibres et la lignine est incluse seulement si elle fait partie
de la matrice intacte de la plante
(Schwarz et al., 1988). La présence de la lignine altèrerait les
effets physiologiques des
fibres : par exemple, la lignine diminuerait la fermentabilité
des fibres et augmenterait la
sensibilité de l’insuline (Institute of Medicine, 2001).
Au Canada, depuis 1985, on tente de différencier entre les
fibres alimentaires et les fibres
dites nouvelles.
« Fibre nouvelle » (ou « source de fibres nouvelles ») s'entend
d'un aliment qui est fabriqué
de façon à constituer une source de fibres alimentaires et qui
:
1. n'a pas été employé par le passé, de manière significative,
pour l'alimentation humaine;
2. a subi un traitement chimique (ex., oxydation) ou physique
(ex., broyage très fin) de nature à modifier ses propriétés;
3. a été extrait de sa source végétale et fortement
concentré.
-
16
En 1985, le comité d’experts-conseils sur les fibres
alimentaires a recommandé cette
définition que le gouvernement canadien n’utilise pas vraiment.
Par contre cette définition
n’a pas été incorporée aux Règlements de la Food and Drug Law
aux États-Unis
puisqu’elle est non vérifiable par des méthodes analytiques
actuelles et qu’il n’existe
aucune différence physiologique entre les fibres alimentaires et
les fibres nouvelles
(Donnelly, 2003). Maintenant, voici la définition de Santé
Canada (ACIA, 2004) :
« Les fibres alimentaires comportent la partie principalement
non digestible des végétaux (il s’agit surtout de polysaccharides
non amidonnés et de lignines, mais elles peuvent comprendre des
substances associées). Il existe deux types de fibres : les fibres
solubles, qui se dissolvent dans l’eau, et les fibres insolubles
qui ne se dissolvent pas dans l’eau. La teneur totale en fibres de
la plupart des aliments d’origine végétale se compose des deux
types de fibres dans diverses proportions. »
Tel que mentionné plus haut, la définition de Santé Canada
n’inclut pas l’amidon résistant
dans les fibres alimentaires puisque ce dernier est un
polysaccharide amidonné.
Le comité de l’Association of Official Analytical Chemists
(AOAC) qui se penche sur les
définitions des fibres alimentaires mentionne que les termes
solubles et insolubles n’ont
plus la signification voulue et ne devraient plus être utilisés.
Selon Slavin (2003a), les
termes fibres alimentaires et fibres fonctionnelles seraient
plus appropriés.
Voici la plus récente définition des fibres alimentaires
proposée par Food and Nutritional
Board (Institute of Medicine, 2002) et à l’étude en vue d’une
approbation par la législation
américaine :
« Dietary fiber consists of non-digestible carbohydrates and
lignin that are intrinsic and intact in plants. Functional fiber
consists of isolated, non-digestible carbohydrates that have
beneficial physiological effects in humans. Total fiber is the sum
of dietary fiber and functional fiber.”
Selon l’AACC, la nouvelle définition de l’Institute of Medicine
(2002) n’est pas pratique
car il n’existerait pas de méthode analytique capable de
différentier les fibres alimentaires
des fibres fonctionnelles puisque aucune différence
physiologique n’existe entre les deux
(AACC, 2003).
-
17
En conclusion, plusieurs définitions des fibres alimentaires ont
été conçues par la
communauté scientifique et par les agences réglementaires à
travers le monde. Donc,
encore aujourd’hui, aucune définition légale sur les fibres
alimentaires n’est en vigueur aux
États-Unis et celle du Canada serait incomplète ou inapplicable
(Duxbury, 2004). Depuis
1970, les États-Unis tentent de proposer une définition qui
serait acceptée mondialement
(AACC, 2003). Il est possible qu’une définition limitant la
notion de « fibres
alimentaires » à des constituants des parois cellulaires des
plantes soit plus facile à défendre
analytiquement, contrairement à une vision tous azimuts
regroupant des constituants
« résistant » à la digestion. N’oublions pas que des aliments
grossièrement broyés ou
mâchés sont plus « résistants » à la digestion que des aliments
en fines particules (Caballero
et al., 2004).
1.2. Méthodes d’analyses Il existe deux approches différentes
pour doser les fibres alimentaires (Asp, 1996) :
1. Méthodes gravimétriques dans lesquelles un résidu de fibre
alimentaire est préparé, pesé et corrigé pour les composés non
associés aux fibres (cendres et protéines);
2. Méthodes par colorimétrie, chromatographie liquide en phase
gazeuse (LGC)
ou par chromatographie liquide à haute performance (HPLC) où
chacun des monomères est analysé plus ou moins spécifiquement
(séparément) et additionné afin d’obtenir les fibres totales.
Trois méthodes sont acceptées par Santé Canada (ACIA, 2004)
:
1. Prosky et al. (AOAC 2000; 985.29)
La méthode de Prosky et al. est basée sur la définition que les
fibres alimentaires sont la
somme des polysaccharides non digestibles et de la lignine. La
méthode de Prosky ne
mesure que les fibres alimentaires totales. Cependant, la
méthode ne mesure pas
l’inuline et semble sous-estimer les polysaccharides non
amidonnés, mais dose une
partie de l’amidon résistant. Donc, la méthode de Prosky
n’accomplirait pas son but de
-
18
mesurer les polysaccharides indigestes (Kontraszti et al.,
1999). Les corrections
relatives aux protéines et aux cendres proposées par Prosky et
al. (1995) introduisent un
manque de précision en sur- ou sous-estimant la teneur réelle en
fibres (Mañas et al.,
1994). En effet, ces valeurs de correction pour les protéines et
les cendres peuvent
atteindre 88,8 % dans la fraction des fibres solubles (Mañas et
al., 1994).
La méthode enzymo-gravimétrique de Prosky mesure les fibres
alimentaires totales en
simulant la transformation des aliments dans le tube digestif de
manière plus précise
que ne le faisaient les anciennes méthodes rudimentaires à base
de produits chimiques
(OICCC, 1995). C’est une méthode, simple, rapide et reconnue
dans plusieurs pays,
convenant aux analyses de routine des aliments pour les besoins
de leur étiquetage et du
contrôle de leur qualité. Tel que mentionné, il est possible que
des résidus d’amidon
résistent à l’hydrolyse enzymatique par la méthode de Prosky
(Kontraszti et al., 1999).
2. Englyst et al. (1992b)
La méthode dite « de Englyst » est purement chimique
(colorimétrie, LGC et HPLC) et
permet de déterminer séparément les différents constituants
(polysaccharides) des fibres
alimentaires. Considérée comme puriste, c’est une méthode
directe qui n’inclut que les
polysaccharides non amidonnés et qui ne contiennent pas de
liaisons α-glucosidiques.
Donc, cette méthode ne tient pas compte de la lignine, de
l’amidon résistant ni des
protéines non digestibles. La méthode dose essentiellement tous
les polysaccharides
non amidonnés (Englyst et al., 1992b). La méthode dite « Englyst
» est une référence
utile puisque la spécificité des résultats serait la moins
affectée par le procédé et le
traitement des échantillons avant l’analyse (Mongeau &
Brassard, 1989). Cependant, la
composition en monosaccharides ne dit rien sur la façon dont les
constituants sont
incorporés à l’intérieur de la structure des fibres ou leur
propriétés physiologiques
(Mongeau & Brassard, 1989). Il a été démontré par des
expériences sur les animaux
que des fibres ayant la même composition en monosaccharides mais
de différentes
sources peuvent apporter des dissimilitudes à l’intérieur du
tractus intestinal (Mongeau
& Brassard, 1989).
-
19
3. Mongeau & Brassard (AOAC, 2000; 992.16)
Cette méthode gravimétrique pour les fibres totales solubles et
insolubles a été
développée par Mongeau & Brassard à partir de la méthode de
fibre de détergent neutre
(Mongeau & Brassard, 1986; 1990; 1993). Cette modification
donne une méthode
rapide gravimétrique très précise mais limitée car une partie de
l’amidon et des
protéines ne serait pas totalement enlevée dans certains
d’échantillons gras (McCleary,
2003). La méthode de Mongeau & Brassard (aussi appelée AOAC
992.16) (AOAC,
2000) dose la lignine et les polysaccharides non amidonnés.
Cette méthode ne mesure
pas l’amidon résistant, l’inuline, les oligosaccharides, les
polydextroses ni les
maltodextrines résistantes (Institute of Medicine, 2001). La
méthode de Mongeau &
Brassard est peu affectée par le procédé de transformation ou le
traitement des
échantillons (Mongeau & Brassard, 1995).
La méthode officielle de l’AOAC de Prosky et al. (2000)
donnerait des résultats de fibres
totales supérieurs à ceux obtenus par la méthode de Englyst
(Kontraszti et al., 1999).
Plusieurs autres méthodes analytiques existent, mais seules les
trois méthodes les plus
utilisées au Canada sont présentées ici. Il existe d’autres
méthodes directes telles que celles
de Theander & Westerlund (1986) et de Theander et al.
(1995). D’autres méthodes
enzymatiques-gravimétriques existent aussi telles que celles de
Brillouet et al. (1988), de
Goering & Van Soest (1970), de Lee et al. (1992), de Li
(1995), de Monte & Maga (1980)
ou de Schweizer & Würsch (1979). Il existe même une méthode
in vitro qui veut
reproduire le plus possible le système digestif (Saura Calixto
et al., 2000). Cette liste n’est
pas exhaustive, mais donne un aperçu de la diversité des
méthodes d’analyses.
La précipitation des fibres par l’éthanol, commune aux méthodes
gravimétriques, peut
provoquer deux types d’erreurs lors de l’analyse des fibres
alimentaires : la co-précipitation
de composés externes aux fibres alimentaires et la précipitation
incomplète des composés
solubles tel la pectine (Mañas & Saura-Calixto, 1993). Afin
de retrouver les
polysaccharides solubles, la précipitation par l’éthanol exclut
les polydextroses, les
maltodextrines résistantes, les oligosaccharides et une grande
partie de l’inuline, tous des
constituants solubles dans l’éthanol (Mañas & Saura-Calixto,
1993).
-
20
Notre alimentation contient une partie négligeable de
polysaccharides de source non
végétale. À cause des limites des approches méthodologiques, les
techniques acceptées
pour l’analyse des fibres alimentaires n’excluent pas les
substances non végétales. Les
polysaccharides de source animale, de microorganismes et de
sous-produits de l’agriculture
peuvent avoir une structure très similaire à celle de certains
composés retrouvés dans les
végétaux comestibles (Institute of Medicine, 2001). Au Canada,
les fibres provenant de
sources non végétales ne sont pas acceptées, mais les méthodes
proposées l’incluent
puisqu’elles ne font pas de distinction entre les fibres
végétales et animales. Au Canada, la
méthode de Prosky et al. est l’analyse la plus courante dans
l’industrie alimentaire pour
l’étiquetage nutritionnel des produits puisque c’est une méthode
simple, rapide et peu
coûteuse.
1.3. Composition des fibres alimentaires
1.3.1. Principaux constituants Même si la notion de « fibres
alimentaires » ne fait pas l’unanimité, la définition la plus
populaire des fibres alimentaires est : « la partie du matériel
cellulaire de la plante qui est
indigeste par les enzymes du corps humain, qui n’est donc pas
absorbée par les intestins
(Lineback & Rasper, 1988; Rouau & Thibault, 1987;
Institute of Medicine, 2001). Ceci
comprend plusieurs polysaccharides et autres substances
apparentées. Le Tableau 2
présente les différents constituants des fibres alimentaires
afin de mieux comprendre leur
structure. Le contenu en fibres alimentaires des aliments dépend
de plusieurs facteurs tels
que : 1) la variété de la plante, 2) le degré de maturité au
moment de la récolte, 3) les
conditions de croissance de la plante et 4) la méthode de
préparation de l’aliment
(Caballero et al., 2004). La nature de l’association entre les
polysaccharides, la lignine et
quelques protéines influence la structure et les propriétés des
fibres (Mongeau & Brassard,
1989).
-
21
Tableau 2. Constituants des fibres alimentaires. Traduit de AACC
(2001).
Constituants des fibres alimentairesPolysaccharides non
amidonnés et oligosaccharides résistants
CelluloseHémicellulosesArabinoxylanesArabinogalactanesPolyfructosesInulineOligofructanesGalactooligosaccharidesGommesMucilagesPectines
Glucides analoguesDextrines indigestiblesMaltodextrines
résistantes (du maïs et autres sources)Dextrines de pommes de terre
résistantesComposés glucidiques synthétisésPolydextroseMéthyl
celluloseHydroxypropylméthyl celluloseAmidon résistant
Lignine
CiresPhytatesCutineSaponineSubérineTannins
Fibres d’origine
animaleChitineChitosaneCollagèneChondroitine
Substances associées aux polysaccharides non amidonnés et au
complexe ligneux des végétaux
-
22
1.3.1.1. Xylanes ou arabinoxylanes La farine contient des
fragments des parois primaires de l’albumen amylacé du blé; ils
appartiennent essentiellement à une famille de polysaccharides :
les arabinoxylanes. Il
s’agit de polymères de xylose et d’arabinose, tous regroupés
sous l’appellation
« pentosanes ».
La concentration d’arabinoxylanes totaux augmente graduellement
de l’endosperme vers le
péricarpe (Lempereur et al., 1997). La quantité d’arabinoxylanes
varie en fonction de la
variété de blé (Bonnin et al., 1998) et selon les conditions de
culture ou de
l’environnement; par exemple, les climats chauds et secs donnent
des teneurs en
arabinoxylanes élevées (Rouau, 1996). La céréale démontrant la
plus grande variabilité des
fibres totales et solubles est le blé (Silva & Santorio
Ciocca, 2005). Ceci serait
partiellement expliqué par le fait que le blé est la céréale la
plus transformée génétiquement
comparativement aux autres céréales (Silva & Santorio
Ciocca, 2005).
La quantité totale d’arabinoxylanes dans le blé peut varier
entre 2,8 et 7,1 % (p/p), dont 0,2-
1,2 % est soluble dans l’eau (Debyser et al., 1999). La plupart
de ces arabinoxylanes sont
associés aux parois cellulaires de la couche à aleurone. La
fraction appelée
« arabinoxylanes » dans la farine de blé correspond
essentiellement aux arabinoxylanes de
la paroi des cellules de l’albumen (Rouau & Thibault, 1987).
Le Tableau 3 présente la
composition des parois cellulaires des différentes parties du
blé. L’endosperme et la
couche à aleurone sont similaires du point de vue de la
composition et de la structure des
parois cellulaires. L’arabinoxylane du grain de blé est composé
de résidus de β-D-
xylopyranose (Rodionova et al., 1992).
Les xylanes sont constitués d’une chaîne principale d’unités de
D-xylose liées en β-1,4 et
sur lesquelles on trouve trois substituts (Rouau & Thibault,
1987) :
• des unités acides; • des unités de α-L-arabinofuranose; • des
chaînes latérales pouvant contenir de l’arabinose, du xylose, du
galactose et de
l’acide glucuronique.
-
23
Tableau 3. Composition des parois cellulaires de différentes
parties d'un grain de blé. Traduit et adapté de Rodionova et al.
(1992).
Partie du grainArabinoxylane Cellulose Lignine
Endosperme 70 4 0Couche à aleurone 65 2 0Son (avec résidus de la
couche à aleurone)
64 29 8-12
Polymère (%)
L’arabinoxylane est généralement constitué de 1500-5000 résidus
d’α-L-arabinofuranose et
de D-xylopyranose (Chaplin, 2004). La présence de chaînes
latérales d’arabinose réduit
l’interaction entre les chaînes à cause de leur conformation de
type furanose hydrophile et
flexible (Chaplin, 2004). La résistance à l’hydrolyse
enzymatique de l’arabinoxylane du
son de blé n’est pas seulement causée par sa structure primaire,
mais aussi par sa position
dans les parois cellulaires ou ses liens avec les autres
polymères (Maes et al., 2004). Les
xylanes peuvent représenter jusqu’à 40 % du son de blé
désamidonné. Ce sont alors des
glucoronoarabinoxylanes très ramifiés et pouvant avoir des
relations structurales avec la
lignine (Rouau & Thibault, 1987).
Des polysaccharides mineurs sont aussi associés aux
arabinoxylanes dans les parois : les β-
glucans et la cellulose (Rouau, 1996). Puisque les
arabinoxylanes représentent les
principaux constituants des polysaccharides non amidonnés à
l’exception de la cellulose, on
utilise fréquemment le terme arabinoxylane ou pentosane pour
faire référence aux fibres
alimentaires (Lineback & Rasper, 1988). La Figure 1 présente
la structure d’un
arabinoxylane de blé et le détail d’un embranchement de l’acide
férulique.
Les arabinoxylanes sont souvent divisés en deux groupes : les
arabinoxylanes solubles en
milieu aqueux et les arabinoxylanes insolubles en milieu aqueux
(Lineback & Rasper,
1988). Aucune différence structurale majeure n’existe entre les
arabinoxylanes solubles et
insolubles (Rouau, 1996). Environ 25 % des arabinoxylanes
seraient hydrosolubles et
induiraient des viscosités élevées (Rouau & Thibault,
1987).
-
24
Figure 1. Représentation schématique d’un arabinoxylane de
farine de blé (en haut). Détail de la ramification d’un acide
férulique au niveau de l’arabinose par une liaison ester (en bas).
Tiré de Rouau (1996).
1.3.1.2. Acide férulique L’acide férulique est un acide
phénolique à double liaison présent dans la farine de blé
majoritairement sous forme estérifiée aux arabinoxylanes (Labat
et al., 1999; Bartolome et
al., 1995). L’acide férulique est l’acide phénolique le plus
abondant dans le grain de blé et
permettrait la peroxydation des lipides (Antoine et al., 2002).
L’acide férulique trans est
l’isomère dominant où il représente 90 % des acides phénoliques
totaux de la farine de blé
(Antoine et al., 2002; Rybka et al., 1993). Le Tableau 4
présente le contenu en acide
férulique des différentes parties du grain de blé.
La couche à aleurone et le péricarpe contiennent la majorité de
l’acide férulique et
conséquemment la majorité des arabinoxylanes (Peyron et al.,
2001). Lempereur et al.
(1997) mentionnent que la couche à aleurone contiendrait 69 % de
l’acide férulique du
grain tandis que le péricarpe en contient 29 %. Donc, le contenu
en acide férulique
-
25
différerait d’une variété à une autre. Selon Lempereur et al.
(1997), cette variation serait
principalement due à la génétique plutôt qu’à l’environnement ou
le milieu de culture.
L’acide férulique pourrait avoir une influence sur l’adhésion du
tissu à l’endosperme, avec
un effet variable selon sa concentration et sa distribution, ce
qui influencerait le rendement
en farine de la mouture des grains (Peyron et al., 2003).
Tableau 4. Contenu en arabinoxylane, en acide férulique et en
acide déhydroférulique des couches du son de blé. Tiré de Peyron et
al. (2001).
Endosperme Aleurone PéricarpeArabinoxylane total 1,6 46,0
42,0Acide férulique total 0,17 6,75 ± 0,20 12,88 ± 0,20Acide
férulique / arabinoxylane total 0,11 0,14 0,29
1.3.2. Fibres solubles Les fibres solubles regroupent plusieurs
composés tels que la pectine, la cutine, les
gommes, l’inuline, les mucilages, les galactomanannes et les
hémicelluloses solubles sous
forme d’arabinoxylanes ou de pentosanes. La séparation des
fibres alimentaires sous forme
soluble ou insoluble est un critère analytique basé sur leur
solubilité dans différentes
solutions.
Les fibres solubles font partie de composés solubles dans l’eau,
plus précisément dans un
tampon. De 20 à 25 % des arabinoxylanes de la farine sont
solubles dans l’eau et
formeraient un gel en contact avec des agents oxydants (Lineback
& Rasper, 1988). Les
arabinoxylanes solubles forment des solutions extrêmement
visqueuses (Rouau, 1996;
Rouau & Thibault, 1987). Rouau (1996) a observé des effets
globalement positifs des
arabinoxylanes solubles sur les qualités de la pâte et du pain,
alors que l’effet est clairement
négatif pour les arabinoxylanes insolubles. L’enlèvement de
composés solubles du son de
blé pourrait être une raison des faibles qualités boulangères
puisque la destruction in situ
des arabinoxylanes solubles donne des pâtes molles et collantes
et des pains non
développés (Rouau, 1996). Lorsque des arabinoxylanes solubles
dans l’eau sont ajoutés
-
26
aux pâtes, les propriétés de la mie s’amélioraient mais, lorsque
des pentosanases étaient
ajoutées, la mie se détériorait (Rodionova et al., 1992). C’est
donc pour ces raisons que les
composés solubles des fibres alimentaires sont utilisés comme
améliorants des pâtes à pain
(Lineback & Rasper, 1988).
1.3.3. Fibres insolubles Les fibres insolubles sont un
regroupement de composés insolubles dans un tampon. Les
fibres insolubles sont constituées d’hémicelluloses insolubles,
de cellulose, de lignine et,
selon les définitions et méthodes d’analyse, d’amidon
résistant.
Il existe un gradient de concentration des arabinoxylanes
insolubles, du centre vers la
périphérie du grain de blé (Rouau, 1996) où 93 % des fibres du
son de blé se retrouvent
sous forme insoluble (Asp, 1996). La teneur en cendres serait,
par conséquent, corrélée
avec la concentration d’arabinoxylanes insolubles (Rouau,
1996).
Les fibres insolubles seraient difficiles à digérer puisqu’une
réaction à deux phases
intervient, mais des particules insolubles peuvent fournir une
surface favorisant la
croissance des micro-colonies bactériennes (Chaplin, 2004). Les
fibres insolubles
augmentent et ramollissent les selles en absorbant de l’eau et
en augmentant le volume des
selles (Rosado, 2000). Le résultat est une diminution du temps
de transit intestinal et une
augmentation de la fréquence des mouvements gastriques (Rosado,
2000). Les différentes
fibres insolubles du son de blé sont décrites dans les sections
qui suivent.
1.3.3.1. Hémicelluloses insolubles Les hémicelluloses sont des
polymères mixtes d’oses neutres (xylose, arabinose, mannose,
galactose, glucose) et acides (acide glucuronique, acide
4-0-méthylglucuronique) (Rouau &
Thibault, 1987). Bien qu’elles aient eu une définition
historique précise basée sur leur
solubilité dans les bases diluées, les hémicelluloses ont
toujours regroupé un ensemble
assez flou de polysaccharides (Rouau & Thibault, 1987). On
regroupera ici sous cette
appellation les polysaccharides non cellulosiques et non
pectiques de la paroi. Cette
-
27
simplification paraîtra abusive aux puristes, par exemple dans
le cas des β-glucanes
solubles des céréales, mais elle se justifie par un souci de
clarification dans un domaine par
ailleurs suffisamment complexe.
Les différentes hémicelluloses portent un nom en fonction de
leur composition et de leur
structure. Les xylanes sont formés de résidus de D-xylose dans
la chaîne principale. Les
mannanes sont formées de résidus de D-mannose dans la chaîne
principale. Les
glucomannanes sont formés de résidus de D-mannose et de
D-glucose dans la chaîne
principale (Rodionova et al., 1992).
Les arabinoxylanes, quant à eux, sont formés de résidus
d’α-L-arabinorufanose dans les
chaînes latérales ou secondaires (Rodionova et al., 1992). Ce
type de xylanes se retrouve
majoritairement sous forme soluble dans l’endosperme (voir
section 1.3.1.1).
Les hémicelluloses insolubles font partie des substances ayant
des effets critiques sur les
propriétés de la pâte et du pain. De plus, c’est une source
potentielle d’oligosaccharides, de
sucres, d’alcools et d’autres composés organiques qui peuvent
être libérés sous l’action des
hémicellulases (Rodionova et al., 1992). L’ajout de fibres tels
les hémicelluloses et
certains arabinoxylanes rendent les pâtes collantes ou fermes.
Ces effets négatifs peuvent
être annulés par l’ajout d’enzymes contenant des hémicellulases
ou des pentosanases
(Haseborg & Himmelstein, 1988).
Les hémicelluloses ne s’apparentent à la cellulose que par leur
nom, car leurs caractères
chimiques et leurs structures sont différents. Ces constituants
sont toutefois apparentés car
ils sont insolubles dans l’eau (chaude ou froide) et les acides
dilués chauds (Cho et al.,
1997). Cependant, les hémicelluloses se distinguent de la
cellulose par leur solubilité dans
une base diluée.
1.3.3.2. Cellulose La cellulose est le matériel structural de
base des parois cellulaires des végétaux supérieurs.
À ce titre, c’est la macromolécule la plus abondante et la plus
largement synthétisée sur
terre, constituant une source d’énergie renouvelable
pratiquement inépuisable, mais encore
peu exploitée aujourd’hui. C’est un homopolymère linéaire
d’unités de D-glucopyranose
-
28
liées par des liaisons β-1,4 dont le degré de polymérisation
peut atteindre 14 000
unités/molécule (Rouau & Thibault, 1987). La Figure 2
présente la structure moléculaire
de la cellulose.
Figure 2. Structure moléculaire de la cellulose. Tiré de Chaplin
(2004).
Les molécules sont stabilisées entre elles par des liaisons
hydrogène en position équatoriale
et peuvent s’associer parallèlement en une structure
microfibrillaire élémentaire, ce qui
donne une grande stabilité au polymère (Rouau & Thibault,
1987; Chaplin, 2004).
La cellulose possède plusieurs fonctionnalités telles que :
• agent anti-agglomérant, • émulsifiant, • stabilisant, • agent
de dispersion, • épaississant, • agent gélifiant et, surtout, •
agent absorbant l’eau.
La cellulose native est strictement insoluble dans l’eau (chaude
ou froide) et très résistante
aux dégradations chimiques (Rouau & Thibault, 1987). Tel que
mentionné, la cellulose est
insoluble dans les acides dilués (Cho et al., 1997). Son
hydrolyse enzymatique est un
phénomène relativement lent qui requiert l’action synergique de
plusieurs activités
complémentaires (Rouau & Thibault, 1987). La cellulose est
donc seulement partiellement
dégradée par les enzymes digestives (Chaplin, 2004).
-
29
1.3.3.3. Lignine La lignine est un hétéropolymère
tridimensionnel formé d’unités monomériques de type
phényl-propane (Rouau & Thibault, 1987). Les trois monomères
majeurs sont l’alcool p-
coumarylique, l’alcool coniférylique et l’alcool sinapylique. La
composition en
monomères varie suivant l’espèce considérée (Rouau &
Thibault, 1987). La lignine est un
polymère plastique qui imprègne les parois secondaires des
cellules mortes et confère aux
végétaux des propriétés d’imperméabilité et de résistance aux
attaques microbiennes
(Rouau & Thibault, 1987). Il est reconnu que la lignine
n’est pas un glucide, mais un
composé phénolique (voir Figure 3).
Figure 3. Structure moléculaire de la lignine. Tiré de
Kuzmanovic (2004).
Le son de blé contient en général 3-7 % de lignine, dépendamment
de la préparation de
l’échantillon et de la méthode d’analyse (voir Tableau 5) (Rouau
& Thibault, 1987;
Schwarz et al., 1988). Peu de céréales possèdent autant de
lignine (Rouau & Thibault,
1987). La méthode de l’AOAC semble donner des résultats de
lignine supérieurs à ceux
obtenus avec la méthode avec KMnO4, même si la cutine est
soustraite. La méthode de
l’AOAC dose le résidu à la suite d’une digestion à l’acide
sulfurique, ce qui signifie que le
dosage de la lignine peut inclure d’autres résidus non fibreux
tels que les produits de la
réaction de Maillard (Caballero et al., 2004). La méthode avec
KMnO4 est plus laborieuse
-
30
et comprend plusieurs étapes précédant l’analyse de la lignine,
mais évite la surestimation
des teneurs en lignine.
Tableau 5. Comparaison des résultats obtenus par différentes
méthodes d'analyse de la lignine dans le son de blé. Tiré de
Schwarz et al. (1988).
AOAC lignine KMnO4 Lignine Cutine AOAC lignine - cutine%, base
sèche %, base sèche %, base sèche %, base sèche
Son 4,4 2,8 0,7 3,7
Même si la lignine est peu présente dans l’alimentation humaine
des Nord-Américains, elle
est incluse dans les fibres alimentaires pour deux raisons :
1. elle est liée de façon covalente aux polysaccharides
pariétaux et 2. sa présence altère les effets physiologiques des
fibres (Institute of Medicine, 2001).
La lignine est d’intérêt spécial à cause de son rôle dans le
ralentissement de la fermentation
des fibres alimentaires (Caballero et al., 2004). La lignine
confère aux végétaux des
propriétés d’imperméabilité et de résistance aux attaques
microbiennes puisque c’est
essentiellement un matériel inerte (Chaplin, 2004).
1.3.4. Amidon résistant L’amidon est le glucide principal des
plantes tuberculeuses et de l’endosperme des grains
dans lesquels il se retrouve sous forme de granules (Chaplin,
2004). Dans le blé, l’amidon
se présente sous deux types de molécules, l'amylose (~ 20-30 %)
et l’amylopectine (~ 70-
80 %) (Chaplin, 2004). Ces deux molécules sont des polymères de
l’α-D-glucose (Chaplin,
2004). Chaque granule d’amidon contient plusieurs millions de
molécules d’amylopectine
accompagnées par davantage de molécules d’amylose plus petites
(voir la Figure 4).
-
31
Figure 4. Structure moléculaire de l’amidon (ci-dessus :
amylopectine, ci-dessous : amylose). Tiré de Chaplin (2004).
L’amidon se divise en trois groupes : amidon rapidement digéré
(RDS), amidon lentement
digéré (SDS) et amidon résistant (RS) (Amruthmahal et al.,
2003). Dans les fèves,
Giczewska & Borowska (2003) ont observé un ratio de 1 : 1
entre l’amidon rapidement
-
32
digéré et l’amidon lentement digéré par l’organisme. Dans le
blé, cette proportion serait
très faible. Les vitesses de digestion et d’absorption de
l’amidon de cubes de pommes de
terre sont plus lentes lorsque les cubes entiers sont avalés
plutôt que mâchés (Caballero et
al., 2004). Cette propriété pourrait s’apparenter à l’effet de
l’amidon résistant.
Une portion significative de l’amidon consommé échappe à la
dégradation dans l’estomac
et le petit intestin. Il se nomme « amidon résistant ». Cet
amidon résistant est difficile à
mesurer et sa concentration dépendrait de plusieurs facteurs
incluant la forme de l’amidon
et la méthode de cuisson avant la consommation (Chaplin, 2004).
L’amidon résistant inclut
l’amidon et les produits de dégradation de l’amidon non digérés
ou non absorbés par le
petit intestin, mais qui peuvent être digérés ou fermentés dans
le gros intestin (Haralampu,
2000; Institute of Medicine, 2002; McCleary, 2003). Selon
Englyst et al. (1992a), un
puriste, la définition d’amidon résistant est la portion
d’amidon non digérée (hydrolysée)
après 2 h lors d’essais in vitro (Crowe et al., 2000).
L’amidon résistant a d’abord été reconnu comme étant un facteur
compliquant la notion de
fibres alimentaires puisque les amidons résistants sont mal
absorbés dans l’intestin grêle
(comme les fibres insolubles) mais fermentés dans le gros
intestin tout comme les fibres
solubles (Haralampu, 2000; Rouau & Thibault, 1987). L’amidon
résistant se dose comme
une fibre insoluble, mais se comporte comme une fibre
soluble.
Il existe un certain nombre de facteurs affectant la digestion
de l’amidon et ils sont répartis
dans les quatre groupes suivants (Chaplin, 2004; Cho et al.,
1997; Haralampu, 2000; Rouau
& Thibault, 1987) :
RS1 : Physiquement inaccessible puisque l’amidon est emprisonné
dans une matrice non digestible
RS2 : Amidon non gélatinisé RS3 : Amidon rétrogradé à cause de
sa réassociation sous forme cristalline,
principalement des chaînes d’amylose RS4 : Amidon modifié
chimiquement
L’habileté de l’amylose à former des complexes avec les lipides
est reconnue depuis
longtemps. Ces complexes ralentissent la digestion de l’amylose
(Crowe et al., 2000).
-
33
La transformation des céréales ferait diminuer leur contenu en
amylose (Amruthmahal et
al., 2003). La transformation des céréales peut être le résultat
de la formation de complexes
d’amidon avec les protéines et les lipides. Le contenu en
amylose libre diminue lors de sa
transformation surtout à la suite de sa rétrogradation
(Amruthmahal et al., 2003). La
présence d’acides gras libres ralentirait l’action des
α-amylases, ce qui pourrait favoriser la
formation d’amidon résistant (Crowe et al., 2000).
Le trempage et la cuisson des fèves augmenteraient
significativement la teneur en amidon
résistant (Kutos et al., 2003). L’augmentation de la teneur en
amidon résistant après
transformation serait causée par la gélatinisation de l’amidon
durant le chauffage et sa
rétrogradation après le refroidissement (Kutos et al.,
2003).
Lorsque l’amylose subit une digestion enzymatique, Crowe et al.
(2000) ont noté que 60 %
de l’amidon était transformé en glucose après 1 h, environ 80 %
après 2 h et plus de 90 %
après 6 h. Par contre, l’entreposage à 4°C favorise la
rétrogradation de sorte que l’amylose
deviendrait moins facile à hydrolyser, donc plus résistant
(Crowe et al., 2000).
L’amidon résistant forme la majeure partie du substrat
disponible pour la fermentation
colique. Il est complètement dégradé dans le gros intestin et
serait ainsi le principal
substrat pour la microflore du côlon (Chaplin, 2004). L’amidon
résistant aurait aussi un
pouvoir laxatif en augmentant la production d’acides gras à
courte chaîne, avec une
augmentation du butyrate, de l’acétate et une diminution du pH
(Institute of Medicine,
2002). Les acides gras à courte chaîne sont une source d’énergie
importante pour les
bactéries anaérobies (Chaplin, 2004). L’amidon résistant
participerait aussi à l’équilibre de
la concentration des lipides sanguins et à l’atténuation de
l’absorption du glucose sanguin
(Institute of Medicine, 2002).
-
34
1.4. Son de blé
1.4.1. Histologie Le grain de blé possède trois parties
principales : le son, le germe et l’endosperme. Le son
sert de barrière protectrice physique ou chimique pour
l’endosperme et le germe (Hoseney,
1986; Peterson & Fulcher, 2002). La plus grande partie du
blé est l’endosperme avec 81-
84,5 %, suivie du son avec 14-15 % et du germe avec 3 % (Tableau
6).
Les variations observées dans la composition du blé sont
principalement dues à la variété
de blé, à l’environnement, aux conditions de culture et, dans
une moindre mesure, aux
conditions de mouture. La proportion de son dans le grain de blé
serait davantage affectée
par la variété que par l’environnement (Pomeranz, 1988). La
variété de blé influence
grandement les proportions de son, de germe et d’endosperme,
mais aussi la composition
chimique de chacune de ces parties. La forte proportion de
fibres (~ 40 %) et de sels
minéraux (6 %) à l’intérieur du son de blé représente le
principal attrait « santé » associé à
la farine de blé entier.
Tableau 6. Constituants du grain de blé (%, base sèche). Tiré de
Boudreau & Ménard (1992).
Fraction %Endosperme amylacé 81,4 – 84,1Germe 4,9 –
7,2SonPéricarpe externe 4,4Couche intermédiaire 3,7Aleurone 6,7 –
7,0
Les grains entiers sont des sources concentrées de fibres
alimentaires, d’amidon résistant,
d’oligosaccharides et de glucides qui ne sont pas digérés par le
petit intestin et sont
-
35
potentiellement fermentés dans le gros intestin, produisant des
acides gras à courte chaîne
(Slavin, 2003b).
La quantité de cendres (ou de minéraux) est proportionnelle à la
quantité de son présent à
l’intérieur de la farine. Cette méthode est simple et rapide
puisque les minéraux sont
concentrés dans le son (Peterson & Fulcher, 2002). Le dosage
des minéraux demeure
toutefois une estimation imprécise de la teneur en fibres
alimentaires parce que le germe est
aussi riche en minéraux.
Le son de blé peut être séparé en trois couches selon leur
composition et leur position à
l’intérieur du grain : la couche à aleurone, la couche
intermédiaire et le péricarpe. La
couche à aleurone collée à l’endosperme du grain tandis que le
péricarpe est la couche
externe du grain. Certains auteurs comptent jusqu’à huit couches
de son afin de les
caractériser, mais la séparation doit se faire manuellement afin
de s’assurer d’un travail
précis et méticuleux. La Figure 5 présente les différentes
parties du grain de blé et les
couches de son de blé.
Figure 5. Section longitudinale d’un grain de blé. Tiré de
Boudreau & Ménard (1992).
-
36
Chaque couche principale du son de blé (aleurone, couche
intermédiaire et péricarpe) est
constituée de matériel complexe et hétérogène, possédant une
composition distincte qui
affecte la fonctionnalité et la composition des produits
(Izydorczyk et al., 2002). Le
Tableau 7 présente une brève description de la composition
chimique et enzymatique des
différentes couches de son, ce qui illustre bien la grande
variabilité de la composition des
couches de son. Le son est généralement constitué d’un mélange
homogène des différentes
couches de l’enveloppe du blé.
La couche externe du son, le péricarpe, compose la moitié du son
soit 4-6 % du poids total
du grain. Le blé est en fait un fruit plutôt qu’une graine
puisque le péricarpe constitue la
paroi ovarienne sans la fleur du blé (Pyler, 1988). Le péricarpe
est transparent et facile à
séparer. La composition et la structure du péricarpe est très
complexe (Peyron et al., 2002a,
2002b). La couche intermédiaire est brune et possède davantage
de lignine, ce qui lui
confère une propriété plastique supérieure aux autres couches
(Antoine et al., 2003).
Tableau 7. Composition de différentes couches de son sur base
humide de 12 à 14 %. Adapté de Pomeranz (1988) et Pyler (1988).
Aleurone Couche intermédiaire PéricarpeProtéines (N x 5,7) % 18
9,7 5,0 - 7,6Cendres (%) 14,3 - 17,2 n,d, 1,7 - 4,3Matières grasses
(%) 7 0,5 1Cellulose (%) 6 23 32Arabinoxylanes (%) 30 17 - 30
35Activité de la protéase 1 4,8 - 6,9 n.d. n.d.1Protéase : µL de
NaOH 0,1 N en 24 h à 37 °C par mm3 de tissu.
La couche interne du son, l’aleurone, constitue 6-7 % du poids
du grain et contient des
cellules riches en protéines, autres que celles du gluten
(Pyler, 1988). L’aleurone est dense,
blanche et bien adhérée au grain (Antoine et al., 2003) mais,
puisqu’elle peut être enlevée
lors de la mouture, on la retrouve dans le son de blé (Peyron et
al., 2003). La couche à
aleurone est une couche histologique localisée à la périphérie
du grain de blé entre
l’albumen amylacé et les enveloppes. Elle est, avec l’embryon,
l’unique tissu vivant du
-
37
grain mature. Elle assure à la fois un rôle nourricier via le
stockage de métabolites et la
synthèse d’enzymes d’hydrolyse des réserves, et un rôle de
protection grâce à sa structure
pariétale résistante. La couche à aleurone est un tissu complexe
qui renferme des
concentrations importantes de molécules d’intérêt nutritionnel
soit 40 % des minéraux
(Antoine et al., 2002) et 20 % des protéines du son (Pomeranz,
1988).
1.4.2. Principaux constituants Le son de blé est un sous-produit
des meuneries et est considéré comme une source riche de
fibres alimentaires. L’arabinoxylane est le polysaccharide
majeur suivi de l’amidon et de la
cellulose. Les arabinoxylanes du blé sont reconnus pour leur
influence sur l’équilibre de
l’eau, les propriétés rhéologiques de la pâte et la
rétrogradation de l’amidon (Nandini &
Salimath, 2001). Les arabinoxylanes du son de blé amélioreraient
la qualité boulangère des
pains chappati tout en augmentant leur valeur nutritive (Nandini
& Salimath, 2001).
Dans le son de blé, les polysaccharides non amidonnés ne sont
pas hydrosolubles :
l’arabinose, le xylose et l’acide glucuronique méthylé (Bonnin
et al., 1998). La répartition
des monosaccharides du son de blé est présentée au Tableau
8.
Tableau 8. Composition des monosaccharides du son de blé. Tiré
de Benamrouche et al. (2002).
Monosaccharide % total de glucidesXylose 43,7Arabinose
23,7Glucose 29,1Galactose 2,1Ratio xylose / arabinose 1,8
Les glucides du son de blé contiennent 25,2 % d’arabinoxylanes.
Le ratio xylose/arabinose
de 1.8 correspond à une structure d’arabinoxylanes où près de la
moitié des branchements
de xylose seraient substitués par de l’arabinose.
-
38
Le Tableau 9 présente la concentration des fibres alimentaires
dans la farine de blé et le son
de blé (Nandini & Salimath, 2001). Le son de blé contient
beaucoup plus de fibres
alimentaires que la farine de blé. La farine de blé entière
contient environ 11 % de fibres
alimentaires comparativement à environ 40 % dans le son. Les
produits de boulangerie-
pâtisserie et les autres produits céréaliers contiennent
normalement plus de fibres que ce
dont on peut attribuer à la farine ainsi qu’aux autres
constituants de la formulation
(Ranhotra et al., 1990). Ceci serait principalement causé par la
formation d’amidon
résistant et des produits de la réaction de Maillard au cours du
procédé de transformation
(Ranhotra et al., 1990; Rabe, 1999).
Tableau 9. Teneur en fibres alimentaires dans la farine et le
son de blé. Tiré de Nandini & Salimath (2001).
Teneur%
Farine de bléFibres insolubles 10,0Fibres solubles 1,0
Son de bléFibres insolubles 35,8Fibres solubles 4,0
1.4.3. Effets sur la santé Les grains entiers sont riches en
antioxydants, incluant des composés phénoliques, qui
auraient un impact positif sur la santé (Slavin, 2003b). Les
grains entiers contiennent aussi
d’autres composés qui pourraient protéger l’organisme contre des
maladies chroniques
(voir Tableau 10); ces composés sont les phytates, les
phyto-oestrogènes (lignane), les
stérols, les vitamines et les minéraux (Slavin, 2003b).
Plusieurs grains incluant les céréales, oléagineux et légumes
sont constitués de 1 à 3 %
(base sèche) d’acide phytique (Okot-Kotber et al., 2003).
L’acide phytique est retrouvé
-
39
principalement dans les couches externes des grains de céréales
(Institute of Medicine,
2001). L’acide phytique peut avoir des effets tant positifs que
négatifs sur la santé. L’acide
phytique aurait des propriétés anti-cancérigènes, préviendrait
les problèmes cardiaques
ainsi que le diabète de type 2 (Institute of Medicine, 2001).
Par contre, l’acide phytique
lierait certains cations bivalents (calcium, fer, magnésium et
zinc) en formant des
complexes insolubles qui réduiraient ainsi leur biodisponibilité
(Okot-Kotber et al., 2003).
Le blé, particulièrement le son de blé, est une source de
protéines, de vitamines et de
minéraux. Mais c’est surtout une source de fibres alimentaires.
Le son de blé est aussi une
source de vitamines du complexe B, de vitamine E et de
minéraux.
Une seule allégation concernant le son de blé est permise par
Santé Canada (ACIA, 2004).
Lorsqu’un apport quotidien raisonnable fournit, à une ration
quotidienne normale, 7 g de
fibres provenant du son de blé grossier (> 0,75 mm), il est
permis d’ajouter une allégation
concernant la prévention de la constipation ou de mettre en
valeur l’action régulatrice des
fibres sur les fonctions intestinales. L’effet clinique positif
du son augmente donc avec la
taille des particules.
Les fibres alimentaires sont reconnues pour leurs effets
bénéfiques potentiels contre
plusieurs maladies (voir le Tableau 10). Les céréales sont les
aliments les plus riches en
fibres alimentaires. La quantité et la nature chimique des
fibres alimentaires pourraient
expliquer des variations de fonctionnalité dans les intestins,
par exemple, leurs
caractéristiques de fermentation (Nandini & Salimath,
2001).
Tableau 10. Quelques problèmes de santé ayant potentiellement
une relation inverse avec l’ingestion de fibres alimentaires. Tiré
de DeVries (2003) et Slavin (2003b).
Constipation Diverticulose HémorroïdesAppendicite Obésité
Insuffisance coronaireCalculs biliaires Cancer du gros intestin
Maladies cardiovasculairesDiabète
Problèmes de santé
-
40
Les principaux produits de la fermentation colique sont les
acides gras à courte chaîne
(acide acétique, propionique et butyrique), le dioxyde de
carbone, l’hydrogène et le
méthane (Chaplin, 2004). Lors de l’entrée des fibres dans le
gros intestin, elles
augmenteraient le poids des selles, réduiraient le temps de
transit intestinal, dilueraient le
contenu du côlon et stimuleraient la fermentation bactérienne
anaérobie (Bingham et al.,
2003). Ce processus diminuerait le contact entre le contenu
intestinal et la muqueuse et
tendrait à abaisser le pH par la production de courtes chaînes
d’acides gras tels que
l’acétate, le butyrate et le propionate (Bingham et al., 2003).
Ces acides gras produits par la
dégradation des fibres seraient absorbés par le côlon et
stimuleraient l’absorption d’eau et
de sodium (Hébuterne, 2002). Les acides gras à courte chaîne
seraient une source d’énergie
importante pour les bactéries anaérobies (Chaplin, 2004). La
production de gaz
(hydrogène, carbonique et méthane), causé par la dégradation des
fibres, expliquerait les
ballonnements et flatulences parfois observés au début du
traitement par les fibres
alimentaires (OICCC, 1995).
Le degré de fermentabilité est une propriété unique de chaque
fibre alimentaire et dépend
de la nature et de l’arrangement structurel des composés des
fibres et aussi des
caractéristiques physiques telles que la grosseur des
particules, la composition chimique et
la structure des fibres alimentaires (Caballero et al., 2004).
Les β-glucanes, la pectine, les
gommes et l’inuline sont bien fermentés tandis que la cellulose,
la cutine, les
hémicelluloses, la lignine et l’amidon résistant sont peu ou
partiellement fermentés dans le
côlon (Tungland & Meyer, 2002). Jusqu’à 40 % des fibres
insolubles du son de blé sont
fermentées (Caballero et al., 2004). La fermentabilité dépend de
la taille des particules où
les petites particules seraient plus fermentescible, mais
l’effet semble modeste (Caballero et
al., 2004).
Les fibres solubles serviraient à la fermentation parce qu’elles
sont une source d’énergie
pour les bactéries intestinales. Les fibres solubles seraient
disponibles rapidement et
seraient donc fermentées plus tôt dans le côlon et
augmenteraient la prolifération
bactérienne et la masse des fèces (Rosado, 2000; Chaplin, 2004).
Quelques-uns des
produits de la fermentation (acides gras à courtes chaînes)
pourraient, de plus, avoir un effet
laxatif (Rosado, 2000). Tel que mentionné dans les définitions
des fibres alimentaires, les
-
41
fibres alimentaires solubles ralentissent l’absorption du
glucose, mais n’entraîneraient pas
de malabsorption réelle de celui-ci (Hébuterne, 2002). Les
fibres solubles exercerait un
effet hypocholestérolémiant par un mécanisme d’augmentation de
la viscosité de l’estomac
et du contenu du petit intestin (Caballero et al., 2004).
Les fibres alimentaires augmenteraient la satiété. La
fermentation des fibres est une
réaction anaérobique, donc cette réaction génèrerait de 2 à 3
kcal/g (la réaction aérobique
génère 4 kcal/g) et ses produits de dégradations sont
principalement utilisés par les
bactéries plutôt qu’absorbées dans les intestins, ce qui
pourrait diminuer la valeur
énergétique des diètes. La consommation de fibres alimentaires
pourrait diminuer
l’absorption de certains minéraux (en présence d’acide phytique)
tels que le fer, le zinc, le
magnésium et le calcium (Institute of Medicine, 2002; Caballero
et al., 2004). Par contre,
dans l’alimentation des Nord-Américains, les calculs démontrent
que la consommation de
minéraux excède grandement le potentiel de la capacité de
blocage de l’absorption des
minéraux des fibres alimentaires (Caballero et al., 2004). De
plus, les minéraux liés aux
fibres ou emprisonnés à l’intérieur de la matrice des parois
cellulaires ne sont peut-être pas
absorbés par le petit intestin, mais pourraient être
partiellement relâchés dans le côlon au
moment où la fibre est dégradée par les bactéries (Caballero et
al., 2004). Cependant, les
fibres alimentaires peuvent lier de façon permanente des ions de
métaux lourds et diminuer
leur toxicité. Les fibres alimentaires stimuleraient la motilité
gastro-intestinale due à leur
capacité d’absorption d’eau et à l’augmentation de la viscosité
du contenu intestinal
(Rehman et al., 2003).
L’augmentation de la masse bactérienne est un des mécanismes par
lesquels les fibres
alimentaires augmenteraient le volume du bol intestinal
(Hébuterne, 2002). Il s’agirait
d’une augmentation de l’eau dans les matières fécales due au
pouvoir d’adsorption des
fibres, mais aussi d’une augmentation du poids sec de divers
éléments : azote, graisses,
bactéries, électrolytes, oligoéléments, etc. (Hébuterne,
2002).
Selon Bingham et al. (2003), dans les populations où l’ingestion
de fibres alimentaires est
faible, le fait de doubler la consommation de fibres totales
dans l’alimentation (non sous
forme de supplément ou additif alimentaire) pourrait réduire le
risque de cancer colorectal
de 40 %. Par contre, aucune déclaration ne peut être faite sur
la possibilité qu’une source
-
42
de fibre soit plus efficace qu’une autre pour réduire le risque
de cancer colorectal (Bingham
et al., 2003). La conclusion la plus frappante provenant
d’études épidémiologiques est
l’incapacité à démontrer une relation inverse entre la
consommation de fibres et le cancer
du côlon (Caballero et al., 2004).
Tel que vu à la section 1.1, la définition de l’AACC mentionne
trois effets bénéfiques des
fibres alimentaires :
1. l’effet laxatif, 2. la normalisation du niveau de lipide
sanguin et, 3. l’atténuation de la réponse glycémique.
Les fibres visqueuses diminuent de façon modeste, mais
significative, le taux de cholestérol
sanguin (Caballero et al., 2004). De plus, la réduction du taux
de cholestérol sanguin
semble être le résultat de plusieurs facteurs, dont un serait la
consommation de fibres
alimentaires. L’Institute of Medicine (2002) recommande de
consommer 25 et 38 g/jour de
fibres alimentaires pour les femmes et les hommes,
respectivement, afin de se protéger des
maladies coronariennes (cardiaques). La consommation médiane des
fibres alimentaires
devrait varier entre 16,5 et 17,9 g/jour pour les hommes et
entre 12,1 et 13,8 g/jour pour les
femmes (Institute of Medicine, 2002). Par contre, on ignore la
dose maximale pour les
fibres alimentaires.
La capacité d’absorption d’eau de la cellulose contribue à son
pouvoir laxatif. En effet, une
étude a démontré que la cellulose augmenterait le volume des
fèces de 3 g/g de cellulose
consommée. Par contre, cette augmentation est encore moindre que
le son de blé qui
augmenterait le volume des fèces de 5,7 g/g de son (Institute of
Medicine, 2002).
-
43
1.4.4. Effet sur la qualité du pain
1.4.4.1. Absorption d’eau par la pâte
1.4.4.1.1. Effet des constituants du son La capacité
d’absorption d’eau du son de blé est plus élevée que celle de
l’endosperme.
Dans un pain riche en fibres, le gluten ne serait pas
suffisamment hydraté pour se
développer de façon optimale à un niveau « normal » d’absorption
d’eau parce qu’il
entrerait en compétition avec le son, un important buvard, ce
qui diminuerait le volume du
pain (Lai et al., 1989a).
La qualité du pain de blé entier varierait aussi selon la
variété de blé. La composition du
son varie selon la variété de blé, ce qui affecte la cinétique
d’hydratation du son et de la
pâte. Plus le son absorbe d’eau, plus le temps de développement
de la pâte serait long, plus
cette dernière tolère le pétrissage et donne du pain avec un
volume élevé (Nelles et al.,
1998).
Les arabinoxylanes ont un effet notable sur le pouvoir
d’hydratation de la farine à cause de
leur nature extrêmement hydrophile (Boudreau & Ménard, 1992;
Lineback & Rasper,
1988); ils ne sont pas dénaturés à la chaleur (Okot-Kotber et
al., 2003). Les arabinoxylanes
ont une forte capacité d’absorption et de rétention d’eau,
environ 10 fois leur poids
(Boudreau & Ménard, 1992; Lineback & Rasper, 1988;
Rodionova et al., 1992; Rouau,
1996). Dans une pâte, environ 20 % de l’eau est associée aux
arabinoxylanes (Rouau,
1996). Une teneur élevée en arabinoxylanes favoriserait donc une
forte absorption d’eau
par les farines.
La proportion de fibres solubles et insolubles influencerait
aussi le tau
