L’étude chimique du pain (mie et croûte) a permis d’identifier près de 2 000 composés différents appartenant à des classes chimiques très variées.
Le pétrissage, la fermentation puis la cuisson entraînent la formation de certains composés par voie enzymatique liée ou non au métabolisme des levures et des bactéries.
La panification
Aux deux grands types de pains correspondent deux procédés : le pain au levain et le pain à la levure de boulanger industrielle.
Le pain à la levure de boulanger industrielle
Dans le cas du pain fabriqué à partir de levure de boulanger, 95% des sucres sont transformés par fermentation par les levures du genre Saccharomyces avec formation d’éthanol et de gaz carbonique qui provoque l’alvéolage de la mie. Les 5% restants sont engagés dans les fermentations dites secondaires qui aboutissent à la formation de diverses substances volatiles : alcools supérieurs, composés carbonylés, esters, acides organiques.
Le milieu s’acidifie, ce qui élimine des bactéries indésirables au profit des levures acidophiles et des bactéries lactiques.
Après avoir laissé reposer la pâte quelques instants dans le pétrin, le boulanger la divise et la pèse pour former des pâtons homogènes. Pendant qu’il les façonne en pains, baguettes, boules ou épis..., la fermentation se poursuit. Selon la quantité de farine et leur méthode de préparation, les pâtons pourront voir leur volume se multiplier par 3. Le boulanger stocke les pâtons à l’abri, de manière à conserver leur humidité. Au moment de l’enfournement, il signe son pain en l’entaillant légèrement.
Pour que le pain cuise sans se dessécher tout en formant une belle croûte, le boulanger injecte de la vapeur d’eau dans le four porté à 250°C.
Au début de la cuisson, les pâtons gonflent encore un peu par une phase de fermentation explosive mais de courte durée. Les réactions enzymatiques ont été activées par la chaleur. Au fur et à mesure que s’élève la température (elle ne dépasse pas 100°C au cœur), la mie se fige. Les arômes formés au cours de la cuisson sont essentiellement tributaires de la nature et de la quantité des composés volatils formés lors des opérations précédentes. Il existe cependant des phénomènes de décomposition thermique : caramélisation et réaction de Maillard, à l’origine de l’arôme et de la couleur caractéristique de la croûte.
Quand la cuisson est terminée, le pain est fragile. La vapeur d’eau et le gaz carbonique s’échappent lors du ressuage.
Le pain au levain
Le levain naturel est une pâte obtenue par fermentation de la farine mêlée à l’eau et au sel. Cette pâte est entretenue par rafraîchi. Au fur et à mesure que la levure et les bactéries se multiplient, le boulanger apporte régulièrement de l’eau et de la farine. L’apport d’eau permet une hydratation des macromolécules de la farine, de l’amidon et surtout des protéines du gluten. Ainsi, lors du pétrissage, les différents constituants du pain sont mélangés dans le pétrin, la fermentation alcoolique peut commencer grâce aux ferments du levain.
Dans le levain, la population de levures est moins importante que dans la pâte à la levure, mais elles travaillent plus longtemps, aidées par la population de ferments lactiques qui produit une grande quantité d’acide lactique. Ceci explique la saveur légèrement aigrelette de la mie du pain au levain.
Le blanchiment poussé de la mie est dû à l’oxydation complète des caroténoïdes contenus dans la farine.
Le pétrissage intensif réalisé avec les pétrins modernes apporte une plus grande quantité d’oxygène. De ce fait, les différents composés du pain entrent en contact et induisent l’apparition en plus grandes quantités de composés aux odeurs très marquées comme l’hexanol, l’acide isobutyrique et isovalérique.
Pour en savoir plus
Un site sur les mécanismes physiques de la cuisson du pain www.cemagref.fr/
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