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La mesure du taux de cendres fait partie des tests incontournables de tout laboratoire céréalier. Mais que sont les cendres en fait ?

Les cendres c’est ce qu’il reste lorsque l’on a complètement incinéré un échantillon de farine. Ce sont des matières minérales. Elles sont présentes en très petite quantité dans les farines (entre 0,3% et 1,8%).

Alors pourquoi s’en préoccuper autant ?

Parce qu’il se trouve que si l’on coupait un grain de blé au milieu et que l’on avait la capacité de mesurer le taux de cendre à tous les endroits, on se rendrait compte que le centre farineux est très pauvre en cendre (0,3%) alors que les parties périphériques (le son) en sont beaucoup plus riches (10 à 20 fois plus qu’au centre). Du coup on comprend bien que le taux de cendre étant associé aux particules de sons, il est une manière de mesurer la contamination de la farine par le son. Ou, plus positivement d’en évaluer la pureté.

Car pour diverses raisons, et en particulier pour permettre à tous d’avoir accès à de la farine blanche, l’histoire a fait que la règlementation oblige les meuniers à vendre leur farine en fonction de « types » fondés sur la teneur en cendres (voir Tableau 1 -exemple français-). On voit bien ici la relation entre taux d’extraction et type (taux de cendre) des farines. Ce qu’on ne voit pas, c’est l’impact économique. Mais il est aisé de comprendre que la fabrication de farines de type 45, avec une extraction de seulement 68%, génère un cout de production logiquement beaucoup plus élevé que pour une farine extraite à 94%.

L’importance pour les meuniers est par conséquent telle qu’elle a rapidement créé le besoin de méthodes adaptées pour mesurer le plus précisément possible le taux de cendre

Commençons par nous pencher sur la méthode de mesure de référence. Elle demande de :

  • Peser avec précision une nacelle non humide (on utilise des nacelles en quartz, ou mieux, en platine).
  • Placer entre 3 et 5g de farine dans la nacelle.
  • Peser précisément nacelle + farine.
  • Les placer dans un four à plus de 550°C (parfois 900°C) soit à temps fixe, soit jusqu’à ce que le poids devienne constant (cela peut prendre plusieurs heures)
  • Peser nacelle + résidus
  • La différence entre la masse nacelle + résidus et la masse de la nacelle, rapportée à la masse de farine initiale correspond au taux de cendre.

Cette méthode par incinération est reconnue internationalement (avec de petites variantes) mais elle demeure longue et assez contraignantes. Il y a donc une forte demande des producteurs et utilisateurs de farines pour avoir accès a des méthodes de détermination du taux de cendre qui soient simples, rapides et précises.

          

Et lorsque l’on associe simplicité, rapidité et précision, la méthode par spectrométrie en proche infrarouge (SPIR) apparaît comme une alternative de choix. À ce stade, il est toutefois important de bien noter que les matières minérales constitutives des cendres n’ont pas de liaisons moléculaires répondant à la mesure proche infrarouge classique. Du coup, elles sont inertes aux longueurs d’ondes de la lumière utilisées en SPIR, ce qui rend leur mesure rapide physiquement impossible. Heureusement pour les meuniers, là ou il y a plus de cendres, il y a aussi plus de composés constitutifs des tissus du son tels que la cellulose. Cette dernière étant organique, elle absorbera des longueurs d’onde spécifiques en SPIR.

Mais soyons très clairs : on ne mesure pas les cendres en spectrométrie proche infrarouge. On mesure un (ou des) composé(s) organique(s) qui sont corrélés avec la présence de cendres. La mesure SPIR est une mesure indirecte par nature, dans le cas des cendres, elle est doublement indirecte.

Le challenge est d’autant plus ardu que la méthode de référence par incinération n’est pas des plus simples et qu’elle demande une grande précision d’exécution afin d’obtenir des résultats répétables. Et ceci impacte directement sur la qualité des modèles de prédiction.

En conséquence, espérer obtenir en proche infrarouge des résultats plus précis qu’en méthode de référence est une utopie. Dans les conditions décrites et lorsque l’on comprend réellement ce qu’est la « mesure » des cendres par SPIR, obtenir une justesse de mesure équivalente ou très légèrement supérieure à celle de la méthode de référence se révèle déjà être un tour de force. Demander des performances supérieures à la méthode de référence suppose une méconnaissance des fondamentaux de la mesure. Le pire est que de tels résultats peuvent parfois être obtenus sur des gammes d’échantillons particuliers, mais cela ne tient pas la distance. Soyons raisonnables, obtenir par SPIR des résultats équivalents à la méthode de référence est déjà extraordinaire.

Il est intéressant de voir que les tendances actuelles vont vers la consommation de produits de plus en plus riches en son. De nombreuses études ayant démontré que la consommation de produits trop raffinés (de farines trop blanches) n’était pas forcément bonne pour la santé. Il nous faut consommer plus de fibres, et le son est une très bonne source de fibres. Du coup, là où on essayait d’éviter la présence de son et où l’on valorisait la pureté des farines, il semble que la tendance soit à préférer désormais des farines plus riches en cendres…l’histoire est un éternel recommencement.

 

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