Questionnement
Chaque étape de transformation modifie la qualité du produit cru initial. Dans le cas des céréales pour petit-déjeuner comme les flocons grillés ainsi que les produits extrudés ou soufflés, on parle même d'aliments ultra-transformés. Or, on attend des aliments bio et biodynamiques qu'ils soient aussi naturels que possible. Selon la directive européenne sur l'agriculture biologique, seules les méthodes de transformation qui préservent les caractéristiques et les qualités écologiques des produits peuvent être utilisées (règlement européen 2018/848). Cela soulève la question de savoir dans quelle mesure la qualité est maintenue, par exemple lors de la fabrication de céréales pour petit-déjeuner bio.

L'étude présentée ici examine donc quatre céréales différentes (épeautre, sarrasin, riz, quinoa) et les céréales pour petit déjeuner préparées à partir de ces céréales et issues de différents procédés de transformation. Les aspects qualitatifs suivants, liés au produit, ont été analysés :

• Les concentrations de substances chimiques sensibles à la chaleur et liées à la santé humaine.
• Les aspects structurels des aliments, détectés par une méthode holistique (spectroscopie d'excitation de fluorescence), qui identifie les aspects sensibles de la qualité liés à la transformation et à l'intensité de production.
• Expériences émotionnelles induites par les aliments (Wirksensorik®) [Empathic Food Test]: Il s'agit de percevoir des expériences physiques et émotionnelles après avoir consommé des aliments.

Conduite
L'étude a été conduite en Allemagne en collaboration avec l'institut de recherche KWALIS, le Forschungsring e.V. et la société Wirksensorik GmbH.
Ont été étudiés de l'épeautre (Triticum spelta), du sarrasin (Fagopyrum esculentum), du riz (Oryza sativa) et du quinoa (Chenopodium quinoa) issus de l'agriculture biologique contrôlée, sous forme de grains crus et de produits issus de quatre procédés de transformation différents. Il s'agissait du floconnage des grains cuits à la vapeur (F), du floconnage et du grillage des grains cuits (FG), de l'extrusion de la pâte (E) et du soufflage des grains (S). Seul le quinoa n'a pas été transformé en (FG) et (S).1

En ce qui concerne les substances contenues, les concentrations de vitamine B1 (thiamine), de vitamine B9 (folate), de lysine ainsi que d'une substance nocive, l'acrylamide, ont été mesurées. Les vitamines bénéfiques pour la santé ainsi que l'acide aminé lysine sont très sensibles à la chaleur et conviennent comme marqueurs de la dégradation due à la chaleur. L'acrylamide est en revanche un paramètre approprié pour la formation de substances nocives pour la santé qui peuvent se former sous l'effet de la chaleur.

La structure des aliments a été mesurée par spectroscopie d'excitation de fluorescence. L'institut KWALIS a développé cette méthode, décrite par Stolz et al. (2019).2  La fluorescence retardée de chaque échantillon a été enregistrée en mesurant l'émission de photons après excitation au moyen de lumière visible dans sept plages de longueur d'onde différentes. Au total, 108 paramètres ont été évalués, comme par exemple l'émission à court et à long terme par couleur d'excitation.
La mesure des émotions induites par les aliments a été effectuée à l'aide du test EmpathicFood, qui a été développé par Geier et al.3 en tant que méthode sensorielle efficace. Ce test interroge, à l'aide de 12 questions polaires, les états physiques et psychiques ainsi que leur durée (p. ex. : chaud vs froid, éveillé vs fatigué, nerveux vs détendu). Ont été examinés uniquement les produits transformés à base d'épeautre et de sarrasin.

Résultats
Les résultats ont montré des pertes de vitamines B1 (thiamine) et B9 (folate) ainsi que de l'acide aminé lysine dans tous les échantillons, dues à la transformation. La transformation en flocons (F) n'a entraîné que de très faibles pertes de vitamine B1, dont la teneur après transformation était de 81 % ± 18 %. La transformation en flocons grillés (FG), en pâte extrudée (E) et en grains soufflés (S) a présenté les pertes de vitamines les plus élevées. Dans les grains soufflés en particulier, la teneur en vitamine B1 n'était plus que de 10 % ± 7 % par rapport aux grains crus. La lysine était également nettement réduite dans les échantillons soufflés (60 % ± 9 %), surtout dans le riz et l'épeautre.
Dans les flocons (F), l'acrylamide n'a été mesuré pour aucune céréale (<10 ± 0 µg kg-1). En revanche, dans les flocons grillés (FG) et les grains soufflés (S), l'acrylamide était élevé pour toutes les céréales, et plus fortement pour l'épeautre (>200 µg kg-1). Dans les extrudés (E), l'acrylamide n'a été détectée que dans l'épeautre. Cela est probablement dû au fait que l'épeautre a une teneur en sucre plus élevée (4-6 g/100 g) par rapport aux autres céréales et que le sucre est, avec les acides aminés, l'une des substances de départ à partir desquelles l'acrylamide se forme sous l'effet de la chaleur.

L'évaluation de la fluorescence retardée a montré que les différents échantillons réagissaient avec une sensibilité différente à la transformation. Il est connu que l'intensité de l'émission retardée de photons est liée, par exemple, au vieillissement des produits, mais aussi à la production agricole du matériau de base. Le spectre d'excitation reflète l'état physiologique des produits. Les spectres à large bande avec une émission relativement élevée après une excitation jaune et rouge sont caractéristiques des échantillons de type feuille et peuvent être interprétés comme une expression des processus de croissance. Les spectres à bande étroite, dans lesquels l'émission vers le bleu et le blanc domine, sont plutôt observés dans les grains en phase de repos - une expression que la croissance a conduit à la différenciation. Les spectres à bande extrêmement étroite sont présents dans les matériaux qui ne sont plus intégrés dans un contexte organique, comme les cristaux, les pierres ou les métaux. Dans l'étude, les grains crus présentaient un spectre relatif à large bande, tandis que les échantillons transformés présentaient des spectres à bande étroite. Ces décalages du schéma d'émission sont le signe que les échantillons à haut degré de transformation (flocons grillés et extrudés) présentent une nette perte de la qualité spécifique des grains. Les émissions totales après stimulation jaune et verte ont également donné des résultats similaires : Alors que l'émission totale était très élevée pour les produits fortement transformés, les grains crus ne présentaient qu'une faible émission totale. Les flocons de grains traités à la vapeur (F) ont émis à un niveau moyen. Cette méthode d'analyse a permis de mettre en évidence une dégradation de la qualité initiale en fonction de l'exposition à la chaleur et de l'intensité de la transformation.

L'EmpathicFoodTest a prouvé que le type de transformation influence les émotions induites par les aliments. Ainsi, par exemple, les flocons de grains cuits à la vapeur (F) ont été évalués avec des émotions plutôt positives, ce qui était plus évident pour l'épeautre que pour le sarrasin. L'évaluation des émotions induites par les aliments concordait avec les résultats de la fluorescence retardée, mais il y avait des différences avec les paramètres analytiques : par exemple, les extrudés (E) ont été les plus mal notés, tant pour l'épeautre que pour le sarrasin, mais les paramètres chimiques analytiques ont montré des effets moins nocifs de l'extrusion par rapport au soufflage ou au grillage des flocons.

Les résultats montrent que les pertes de qualité liées à la transformation sont présentes dans chacun des procédés de fabrication testés. Le floconnage des grains étuvés (F) est le procédé qui a le mieux préservé la qualité du grain d'origine et peut donc être classé comme une méthode de transformation douce ou respectueuse de la qualité. Les résultats suggèrent en outre qu'il existe un aspect de la qualité qui n'a pas été détecté par les paramètres d'analyse matérielle, mais qui est apparu à la fois dans la fluorescence retardée et dans les émotions induites par les aliments.

Discussion
Certains aliments, comme les céréales crues, sont peu ou pas digestes au départ. Ce n'est qu'après une transformation telle que la germination ou l'application de chaleur qu'ils deviennent digestes pour l'homme. La transformation des aliments est donc plutôt bénéfique et peut constituer un élément valorisant. Elle est efficace lorsque la digestibilité, l'arôme et l'assimilation sont améliorés et que les nutriments sont largement préservés. Comme le montre l'étude, une analyse des substances est possible en ce qui concerne les effets sur la santé, comme par exemple le fait que la formation d'acrylamide devrait être évitée en raison de son effet cancérigène et qu'elle est donc considérée comme une diminution de la qualité. Toutefois, l'étude montre également que cela ne suffit pas pour tirer une conclusion globale sur la qualité. Les résultats confirment qu'il existe des aspects de la qualité qui ne peuvent pas être mesurés uniquement au niveau analytique quantitatif, mais qui se reflètent dans des méthodes de mesure telles que la fluorescence retardée et les émotions induites par les aliments. Avec de telles méthodes de mesure, la qualité peut être appréhendée de manière globale.


Source : J Wohlers, P Stolz, U Geier (2024) : « Intensive processing reduces quality of grains : a triangulation of three assessment methods », Biological Agriculture & Horticulture,
DOI : 10.1080/01448765.2023.2295868

1 Le procédé de fabrication des flocons (F) comprenait une humidification du grain entier à la vapeur (environ 70°C), suivie d'un aplatissement (floconnage) et d'un séchage à basse température. Les flocons grillés (FG) étaient fabriqués à partir de grains cuits avant le floconnage, puis séchés à haute température et toastés. Pour les produits extrudés (E), une pâte de céréales moulues était fabriquée à la chaleur et pressée à travers une matrice. Pour le soufflage (S), des grains entiers ont été humidifiés avec de la vapeur, puis mis sous pression à haute température. Une chute rapide de la pression provoque alors l'expansion ou le soufflage des grains. L'effet de la chaleur est le plus faible pour le traitement (F) et le plus élevé pour le traitement (S).

2 Stolz P, Wohlers J, Mende G (2019) : Measuring delayed luminescence by FES to evaluate special quality aspects of food samples – an overview. Open Agric. 4(1) : 410–417. DOI : 10.1515/opag-2019-0039.

3 Geier U, Buessing A, Kruse P, Greiner R, Buchecker K (2016) : Développement et application d'un test pour les émotions induites par la nourriture. PLoS ONE 11(11) : e0165991. DOI: 10.1371/journal. pone.0165991.