Pas d'équation pour l'empesage de l'amidon

On m'interroge à propos de l'empesage de l'amidon, et l'on me demande quelle en est l' "équation chimique". La réponse est : puisqu'il n'y a pas de modifications moléculaire, il n'y a pas de modification chimique ; les produits sont identiques aux réactifs.
Expliquons

Considérons une pâte, telle une pâte à pain ou une pâte à tarte. Il y a principalement : des "polysaccharides", des protéines, de la matière grasse, de l'eau.

Les polysaccharides sont initialement dans des granules d'amidon, avec des couches concentriques faites de deux sortes de composés :
- des amyloses : polymères linéaires du glucose
- des amylopectines : polymères ramifiés du glucose
Ici, je ne stipule pas la forme du glucose, ni plein d'autres caractéristiques, parce que cela ne sera pas utile pour la discussion, mais si l'on voulait aller plus loin, on le pourrait largement.
Puis il y a des protéines, notamment ce que l'on nomme le "gluten", mais également bien d'autres sortes. Les protéines, on le sait, sont des polymères dont les monomères sont des résidus d'acides aminés. Et ces protéines ont pour nom gliadines, ou gluténines, par exemple.
La "matière grasse" : en réalité, on utilise souvent du beurre, lequel apporte jusqu'à 18 % d'eau, plus des protéines et d'autres composés (tel ce sucre élémentaire qu'est le lactose), et, enfin et surtout, des "triglycérides", composés faits d'un résidu de glycérol (un "manche de peigne") et de trois résidus d'acides gras. Il y a environ 400 sortes de résidus d'acides gras, d'où un très grand nombre de combinaisons, pour engendrer une foule de triglycérides différents, tous mêlés.

Quand on chauffe, que se passe-t-il ?

Initialement, les granules d'amidons sont secs, mais quand l'amidon est chauffé en présence d'eau, l'amylose s'en échappe, se dissolvant dans l'eau, tandis que les molécules d'eau s'insèrent entre les molécules d'amylopectines et font gonfler les granules d'amidon. Il est souvent dit que des températures supérieures à 80 °C sont nécessaires pour cela.

Pour les triglycérides, ces molécules sont assez résistances. Certes, elles s'oxydent dans les huiles chauffées, mais -dans les conditions culinaire- cela ne change guère le comportement physique des graisses.

L'eau ? Elle s'évapore en partie, d'autant plus que la cuisson est plus longue. Son évaporation se fait à toute température (même à la température ambiante), mais l'ébullition a lieu à 100 °C dans les conditions habituelles de pression (niveau de la mer), plus bas quand on va en altitude. Surtout, sa présence limite la température des pâtes cuites : dans les conditions de pression où la température d'ébullition de l'eau est de 72 °C, la température des pâtes ne dépasse pas 72 °C.

Les protéines : il y a en a plusieurs sortes, qui peuvent ou non coaguler selon leur composition moléculaire. Dans le lait, par exemple, certaines coagulent (la "peau"), et d'autres (les caséines) non, en tout cas quand on chauffe.

L'eau ? C'est de l'eau, qu'elle soit ou non chauffée.


La chimie de l'affaire ?

Pour les polymères, il peut y avoir des "hydrolyses", et il y en a d'ailleurs, comme on s'en aperçoit en utilisant de la liqueur de Fehling (bleue) ajoutée à de l'eau de cuisson des nouilles : après une longue cuisson, le changement de couleur, du bleu au rouge, indique l'apparition de glucose libre. Pour les protéines, aussi, il peut y avoir des hydrolyses, mais il faut savoir que l'attaque des protéines par des acides très vigoureux prend des journées. Et les chimistes ont un ordre de grandeur en tête : chaque diminution de 10 °C correspond à un doublement du temps de réaction.


Mais finalement, 72 °C ?

Evidemment la question a été étudiée, comme on s'en aperçoit en quelques clics sur Google Scholar, avec les bons mots clés. Et, par exemple, dans Olkku (1978), on lit que la température initiale de gélatinisation d'amidon de blé est de 58 °C, avec une fin de transition à 64 °C. L'hydrolyse, elle, est décrite par Goni et al. (1997), par exemple.
L'oxydation des lipides ? Elle est rapide à haute température, mais elle a lieu même à la température ambiante, quand il y a de la lumière : c'est le rancissement, qui dépend des conditions, et s'accroît notamment en présence de fer.
Bref, il faut y regarder de plus près.


Goni I, Garcia-Alonso A, Saura-Calixto F. 1997. A starch hydrolysis procedure to estimate glycemic index, Nutrition Research, 17(3), 427-437.

Olkku H. 1978. Gelatinisation of starch and wheat flour starch-a review, Fd. Chem. (3), 293-317.