Nouvelles connaissances sur la valeur meunière

61st JTIC & 5th IAOM meeting – October 14‐15, 2010 ‐ Reims
Nouvelles connaissances sur la valeur meunière
New insights on the milling value
Valérie Lullien-Pellerin
INRA Montpellier
UMR Ingénierie des
Agropolymères et
Technologies Emergentes
(IATE)
Nouvelles Connaissances sur la valeur meunière
New Insights on wheat milling value
Mouture
= Séparer l’albumen amylacé (sous forme de farines)
des tissus périphériques
(milling) =to isolate the starchy endosperm
Courbes de teneur en cendres
High milling value: high yield, low ash
content & few E for its obtention
1,8
Soissons Ash content
according to
Crousty extraction
rate
1,6
Teneurs cendres (% MS)
Bonne valeur meunière (VM) d’un
blé permet l’obtention d’un bon
rendement en farine sans
« contamination » par les tissus
périphériques (marqueur cendres) et
avec peu d’E
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0
20
40
60
Taux d'extraction (%B1)
80
100
Nouvelles Connaissances sur la valeur meunière
New Insights on wheat milling value
Mouture
= Séparer l’albumen amylacé (sous forme de farines)
des tissus périphériques
(milling) = to isolate the starchy endosperm
Hard
Soft
La VM des blés cultivés
français est variable
French wheats display distinct
milling value
VM
+8
+ 7,5
Différents mécanismes sont impliqués dans la valeur meunière
Résultats obtenus grâce à un 1er Consortium de Recherche (2003-06) et Thèse V. Greffeuille
Distinct mechanisms could be involved in the wheat milling value
First results were obtained in a previous Research Consortium + phD of V. Greffeuille
Envelopes friability
Separation from the endosperm
Séparabilité
albumen/enveloppes
Résistance mécanique
des enveloppes
Ou ?
Ability to grind the endosperm
Aptitude à la réduction
en taille de l’albumen
?
interfaces ?
Rendement en farines ! (yield)
Pureté des farines ! (flour purity)
Evaluation propriétés
mécaniques/ E
broyage
Evaluation propriétés
mécaniques
mechanical properties
& grinding E
(mechanical
properties)
Dosage de marqueurs
des # tissus
(Quantification of tissue
using molecular markers)
parois cellulaires
cell walls
Les propriétés mécaniques de l’albumen amylacé dépendent
de la variété (génétique) et des conditions agronomiques
Mechanical properties of the starchy endosperm are due both to
genetic and agronomical conditions
Matrice
protéique
¾Facteurs génétiques (chromosome 5D)
définissent 2 classes de dureté du grain (hard/soft)
Amidon
Adhésion aux interfaces ?
¾ Facteurs Environnementaux peuvent moduler
aptitude fractionnement
Structure +/- vitreuse de
la matrice protéique ?
Protein
network
Genetic factors on 5D chromosome are thought
to affect the adhesion between protein matrix
and starch granules & help to differenciate
between hard & soft wheats (2 hardness
classes)
Starch
Other factors which appear to be
linked more with
environnemental factors affect
the grain texture and thus the
milling behavior
Les propriétés mécaniques de l’albumen amylacé dépendent
de la variété (génétique) et des conditions agronomiques
Mechanical properties of the starchy endosperm are due both to
genetic and agronomical conditions
Matrice
protéique
¾Génétique : 2 classes de dureté du grain (hard/soft)
Estimée par mesure PSI, NIRS ou par marqueurs
moléculaires des gènes codant Puroindolines (Pins a et b)
Amidon
Pina+
Soft
Pinb+
Hard
Pina+
Pinb-
¾Environnement : en particulier vitrosité
Estimation visuelle au farinotome de Pohl
Protein
network
Genetic : 2 hardness classes
Measured by PSI, NIRS or molecular
markers for DNA sequences encoding Pins
If Soft : wild type Pina & Pinb
If Hard : wild type Pina + mutated Pinb
Starch
Environment : Vitreousness
Estimated optically (classes
depending on %)
Les propriétés mécaniques de l’albumen amylacé dépendent
de la variété (génétique) et des conditions agronomiques
Mechanical properties of the starchy endosperm are due both to
genetic and agronomical conditions
Matrice
protéique
Amidon
Pina+
Soft
Pinb+
Hard
Pina+
Pinb- (différentes formes possibles)
CapHorn
Camp-Remy
Crousty
Ornicar
Pinb de type b
Soissons
Pinb de type d
L’aptitude à la réduction des semoules dépend de facteurs
génétiques et environnementaux
Farina ability to size reduction are both linked to genetic and
agronomical conditions
Grosses Semoules (farina)
20
avec vitrosité
Caphorn
Volume %
Hard
Camp
Rémy
Soissons
15
10
Analyse
granulométrique
Crousty
(vitreousness effect)
V. Greffeuille et al., J. Cereal
Sci. 45 : 97-105, 2007
Soft
Ornicar
5
0
10
100
Diamètre des particules (µm)
1000
Particule Size
avec dureté (hardness effect)
Etude de la réduction de l’amande avec des blés de dureté contrôlés par la
sélection génétique dans un dispositif expérimental conçu pour moduler la
structure vitreuse
Study of the endosperm reduction using genetically selected wheat grains
cultivated in specific conditions to diversify vitreousness
Le dispositif pour mieux étudier la réduction de l’amande…
What have we engaged to better study the endosperm reduction …
Lignées quasi-isogéniques pour la dureté
(near-isogenic lines differing by hardness)
Soft
Hard
Hard b « type CapHorn »
Hard d « type Soissons »
+ des variétés cultivées connues
Tous cultivés dans différents lieux (7 dont 4
communs chaque année), apport azoté, 3
années
All cultivated in distinct sites, N amount, year
Comment la vitrosité est elle affectée dans ces conditions ?
How vitreousness evolved in this context?
Type Soft (1 lignée, 4lieux, x An)
Soft-2008- 2 lignées- 7 Lieux
n=42
60
60
n=48
40
40
Vitrosité %
50
30
20
ClermontFerrand
10
Orgeval
30
20
Cappelle
Estrées-Mons
Maule
Rennes
10
0
2007
2009
0
Lignée (Hard/Soft )- 20087lieux
2 lignées Soft, 4 lieux, 3ans
40
20
1010
Vitrosité %
1259
0
80
n=48
60
Vitrosité %
Vitrosité %
2008
50
Estrées-StDenis
60
40
20
0
a
b
n=56
La vitrosité apparaît liée à la friabilité du grain et l’aptitude à la
réduction de l’amande quelque-soit la classe de dureté
Whatever the hardness class, vitreousness appears to affect grain
or endosperm mechanical properties
fB1
Soft (n=24)
2 lignées, 3 lieux, 2 niveaux N, 2 années
Hard type b
2 lignées, 3 lieux, 2 niveaux N, 2 années
Hard type b
3 lignées, 4 lieux, 2 niveaux N, 1 année
Hard type d
3 lignées, 4 lieux, 2 niveaux N, 1 année
‐0,725 *
fCl/gros. S fC/fines S
‐‐
0,528
* Coeff. de corrélation r avec vitrosité
‐0,855
‐0,772
‐‐
‐0,936 *
‐0,806
‐0,722
‐0,852
‐0,804
‐0,607
f : farine (flour)
B1 : broyage 1
(breaking)
Cl: Claquage
(sizing)
C: Convertissage
(reduction)
Grosses Semoules
(farina)
Fines Semoules
Si la vitrosité influe sur la réduction de l’amande, elle
n’explique pas tout !
Vitreousness affect endosperm reduction but other
factors are also involved
50
45
FCl/Gros.S %
40
35
30
25
Soissons
L1 hardb
L1hardd
L2hardb
L2hardd
20
15
10
5
0
0
20
40
60
80
100
Vitrosité %
¾ Pour une même vitrosité, réduction plus facile des semoules de Soissons !
For a similar vitreousness, Soissons displays more easily reduced farina
Les propriétés des enveloppes sont différentes suivant la
dureté du grain
Mechanical properties of the envelopes are distinct
depending on grain hardness
Envelopes
from hard
wheat
grains break
more easily
compared to
envelopes
from soft
type grains
Linear stress N/mm
F lin max (N/mm)
¾Les enveloppes issues de blés de classe de dureté « hard » sont plus friables (moins extensibles)
5
Soissons
4
Camp Rémy
Caphorn
3
Crousty
2
Ornicar
1
Scipion
H
0
5
10
15
Extensibilité (%)
20
25
S
Strain %
¾ Relation Extensibilité des enveloppes & taille des gros Relationship strain & bran size
& phytic acid content in flour
sons & richesse des farines en composés de la couche
à aleurone (phytic acid)
¾ Cendres ne traduit pas bien présence de composés
d’enveloppes
Ash content not sufficient !
V. Greffeuille et al., Cereal Chem. 83 : 641-646, 2006 & J Cereal Sci. 45: 227-235, 2007
Conclusions-Perspectives
Conclusions - Outlooks
Envelopes friability
Résistance mécanique
des enveloppes
Separation from the endosperm
Séparabilité
albumen/enveloppes
Ou ?
¾Soft /
Hard
¾# Extensibilité sur tissus
isolés du grain
Ability to grind the endosperm
Aptitude à la réduction
en taille de l’albumen
?
¾Rôle de la vitrosité ?…
¾# Soft / Hard
¾ Importance de la vitrosité (lieu,
année)
- soft :
pour réduction fines semoules
- hard :
sur la réduction des semoules
¾Mais aussi des #
variétales
¾Relié au taux de
réticulation des composés
pariétaux au sein du tissu
le plus externe …
¾Relation avec structure
de l’albumen, facteurs de
prédiction …
Les personnes impliquées et Remerciements
People mainly involved & Acknowledgments
P. Lasme (2008-11)
PhD
students
V. Greffeuille
(2003-06)
INRA
UMR ASP, Clermont-Ferrand (FX. Oury)
UMR GV, Gif sur Yvette (M. Rousset)
Arvalis (C. Bar L’Helgouach)
AFSA (C. Michelet)
Chopin (A. Dubat)
ANMF (F. Souply), Ecole de Meunerie
UMR IATE, Montpellier
Lu France (A. Verel)
- les Consortium I et II avec ses autres partenaires (IRTAC, ULICE, Bühler)
- le Fonds de Soutien à l’obtention Végétale