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Cuisson des gâteaux et réactions chimiques

Au-delà des ingrédients, c’est un ensemble de réactions chimiques qui se déroulent au cours de la cuisson d’un gâteau. Prenant pour modèle la génoise, des chercheurs de l’Inra et d’AgroParisTech ont mis en évidence que l’addition de composés précurseurs des réactions de caramélisation et de Maillard, étaient responsables du brunissement de la croûte du gâteau et de la production de composés furaniques, à l’origine de certains arômes ou potentiellement cancérigènes.

Génoise forêt noire © fotolia
Par Catherine Foucaud-Scheunemann
Mis à jour le 22/11/2017
Publié le 22/11/2017

La génoise… un gâteau moelleux qui sert de base au moka, opéra et autre forêt noire des desserts de nos dimanches. Sa cuisson génère nombre de réactions chimiques dont l’harmonie dessine notamment les saveurs. Cependant, certains des composés formés peuvent être à l’origine de préoccupations sanitaires, notamment parce qu’ils sont susceptibles d’être ingérés en grande quantité. L’identification des molécules produites au cours de  la cuisson est donc essentielle.
Combinant les subtilités d’une recette scientifique et les méthodes les plus sophistiquées de la chimie et de la biochimie, des chercheurs de l’Inra et d’AgroParisTech ont exploré, au cours de la cuisson, la génération de composés furaniques. Certains, comme le furfural, sont responsables des notes caramel et d’autres, les furanes, potentiellement cancérigènes.

Production des composés furaniques et coloration

Analysant arômes et molécules produites lors de la cuisson les scientifiques ont déterminé que l’ajout de glucose et d'un acide aminé, la leucine dans la pâte générait des concentrations élevées de composés furaniques. Plus la cuisson se prolongeait, plus ces concentrations étaient conséquentes, jusqu’à 40 µg/g pour le furfural contre 20 ng/g maximum pour le furane, la production de furfural étant nettement favorisée et plus rapide en présence de leucine. L’ajout de glucose et de leucine était également responsable du brunissement de la croûte : en fin de cuisson, la génoise supplémentée en leucine arborait une coloration brun foncé du fait de la réaction de Maillard tandis que celle non supplémentée restait blanche ; la génoise enrichie en glucose présentait une coloration intermédiaire.

Au cœur du produit

Concocté dans l’antre des laboratoires, ce travail offre une nouvelle approche pour comprendre les réactions thermiques qui s’opèrent dans les produits cuits. Il ouvre la voie à une meilleure compréhension de la cuisson des produits alimentaires solides et à la mise en œuvre, dans le domaine plus vaste de l’agro-alimentaire, à des procédés de plus en plus maîtrisés, susceptibles de jouer tant sur les concentrations des ingrédients que sur les conditions de cuisson.

Ce travail a été financé dans le cadre du Domaine d’intérêt majeur "Agrosciences, Ecologie des Territoires, Alimentation" ou DIM Astrea de la région Île-de-France.

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Caractérisation et élaboration des produits issus de l’agriculture
Centre(s) associé(s) :
Jouy-en-Josas

Pour faire une génoise modèle…

La recette mise en œuvre par les scientifiques mélange amidon de maïs et dérivés de cellulose en solution dans la perspective de reproduire notamment la structure alvéolaire de la génoise cuite tout en occultant les autres réactions chimiques susceptibles de se développer lors de la cuisson. Additionnée d’un sucre simple, le glucose ou d’un acide aminé, la leucine, cette recette permet d’étudier également deux réactions chimiques spécifiques et bien connues des cuisiniers : la réaction de caramélisation et la réaction des sucres sur les acides aminés ou réaction de Maillard - notons que cette dernière se produit à des températures inférieures à la caramélisation. La pâte est ensuite cuite dans un moule, à 170 °C dans un four à chaleur tournante pour des temps s’étalant entre 4 et 90 minutes. Température et humidité de l’air dans le four sont dûment contrôlées au cours de la cuisson.

Référence

Rohit Srivastava; Josselin Bousquières; Mayela Cepeda-Vázquez; Stéphanie Roux; Catherine Bonazzi and Barbara Rega. 2017. Kinetic study of furan and furfural generation during baking of cake models. Food Chemistry. 10.1016/j.foodchem.2017.06.126.