La science de la pizza

Article écrit par MRBioComm pour Pizza LAB

Pour produire une pizza facile à digérer et aux propriétés organoleptiques optimales, cela demande non seulement des ingrédients d’excellente qualité et une grande manualité de la part du pizzaiolo, mais aussi un savoir-faire technique des différentes phases de travail. En effet, une bonne connaissance des processus chimiques et biochimiques à la base de la préparation de la pizza permet de modifier et d’ajuster les temps ou les conditions de travail de la pâte lors des différentes étapes, pour arriver au meilleur produit final possible.

La pâte

Les ingrédients pour préparer la pâte à pizza sont : la farine de blé, l’eau, la levure boulangère, le sel et l’huile.

La farine de blé est fondamentale pour la préparation de la pizza parce qu’elle contient de la gliadine et de la gluténine, les protéines qui au contact de l’eau formeront la structure élastique du gluten. Les grains de blé contiennent environ 60 à 70% d’amidon, 8 à 15% de protéines dont 85 à 90% de gluten, 10 à 15% d’humidité, 1 à 2 % de lipides et environ 4% de cendres1. La farine contient en outre des enzymes très importantes, les protéases et les amylases. Les premières ont un rôle à jouer dans la formation du gluten, tandis que les secondes convertissent l’amidon présent dans la farine en dextrines (sucres non fermentescibles) et en maltose (source de sucres fermentescibles pour la levure)2.

L’eau est importante pour la formation du réseau du gluten durant la préparation de la pâte. Selon son degré de dureté, l’eau va influencer différemment la formation du réseau du gluten et la rapidité de la fermentation3.

La levure boulangère (Saccharomyces cerevisiae) consomme les sucres fermentescibles présents dans la pâte et produit du dioxyde de carbone (CO2) et de l’éthanol (C2H5OH) qui sont responsables de la levée de la pâte et de l’augmentation du volume pendant la phase de cuisson.

Le sel est très important pour la formation de la structure du gluten4, mais s’il est présent en excès il peut provoquer un stress osmotique et ionique dans les cellules de la levure et influer sur la fermentation. Le sel est aussi ce qui confère de la saveur au produit final.

L’huile agit comme lubrifiant de la pâte et la rend plus facile à modeler pendant la phase du façonnage des boules (pâtons) et au moment d’étaler la pizza. L’huile a aussi un impact sur le volume de la pâte, le croquant et le goût de la pizza, ainsi que sur la bonne « mâche » du produit final. Elle évite également l’absorption de l’eau de la sauce tomate par la pâte.

L’ajout de sucre est optionnel, et doit toujours se faire en très petite quantité, pour fournir d’autres glucides fermentescibles à la levure, et du sucre résiduel pouvant améliorer la coloration de la pizza lors de la cuisson au four.

La formation du réseau du gluten

La capacité de la farine de blé à former une pâte visqueuse et élastique qui retienne le CO2 produit lors de la fermentation est due principalement aux protéines du gluten. Ces protéines sont principalement les suivantes : la gliadine et la gluténine.
La gliadine est une protéine monomérique de forme globulaire, avec un bas poids moléculaire (30-80 KDa), qui permet aux molécules de gluténine de bouger les unes par rapport aux autres pendant le pétrissage de la pâte.
La gluténine est un mélange hétérogène de polymères linéaires, avec un poids moléculaire très variable (de 80 à 1000 KDa), qui se tiennent ensemble grâce à des liaisons chimiques appelés ponts disulfures5.

Chacune de ces protéines joue un rôle légèrement différent : la gliadine hydratée confère à la pâte sa viscosité et son extensibilité, tandis que la gluténine hydratée lui apporte de la résistance et de l’élasticité1.
La gliadine et la gluténine, une fois mises en contact avec l’eau, commencent à interagir et à former le réseau élastique du gluten. Les molécules d’amidon (présentes dans la farine) absorbent elles-aussi l’eau et forment une suspension à l’intérieur du réseau du gluten.
Travailler et étirer la pâte permet d’allonger les chaînes de gluténine (qui reprennent ensuite leur position initiale lorsque la pâte se détend) et de dérouler et réaligner les protéines en longs fils. Cette phase permet la formation du réseau élastique et fort du gluten.

En général, lors du processus normal de digestion, les longues chaînes de protéines des aliments sont coupées par les enzymes digestifs en fragments plus petits appelés peptides. La majeure partie de ces peptides peuvent être ultérieurement digérés en dipeptides ou tripeptides qui sont absorbés depuis l’intestin et utilisés par le corps humain6.
La gluténine est digérée plutôt facilement par les enzymes gastriques grâce à sa structure linéaire. En revanche la gliadine, riche en proline et en glutamine et avec une structure très compacte, n’est que partiellement digérée en longs peptides plutôt qu’en dipeptides ou tripeptides 1.6.
Certains de ces peptides dus à la digestion partielle de la gliadine peuvent donner lieu à des réactions immunitaires indésirables chez les personnes atteintes de maladie cœliaque 1.7.

La levée

La levée, c’est-à-dire l’augmentation du volume de la pâte, est due à l’action de la levure boulangère. La levure boulangère est un micro-organisme unicellulaire appartenant au règne des champignons. Ce micro-organisme a la capacité de transformer les sucres présents dans la farine en CO2 et en éthanol. Ce processus – appelé fermentation alcoolique – est utilisé par la levure pour générer de l’énergie en l’absence d’oxygène et donc de respiration cellulaire. La fermentation alcoolique utilise comme substrat des sucres simples comme le glucose et le fructose. La levure est dans tous les cas en mesure de métaboliser aussi des sucres complexes (disaccharides) comme le saccharose et en particulier le maltose présent en grande quantité dans la farine, en les transformant en sucres simples.

La levure transforme par fermentation le glucose en acide pyruvique, qui a son tour est converti en acétaldéhyde avec libération de CO2. Enfin, l’acétaldéhyde est réduit en alcool éthylique 2.8. La fermentation alcoolique est la clef de la levée de la pizza. Le CO2 produit pendant la fermentation reste en effet piégé sous forme de bulles dans le réseau du gluten de la pâte, provoquant l’augmentation du volume de celle-ci. L’éthanol contribue aussi en partie à la levée de la pâte en s’évaporant pendant la phase de cuisson8.

Pendant la fermentation alcoolique, la levure produit aussi des produits secondaires comme du glycérol, de l’eau oxygénée, du glutathion et des acides organiques qui modifient les caractéristiques structurelles de la pâte. L’eau oxygénée et les acides organiques augmentent l’élasticité de la pâte, tandis que le glycérol augmente sa capacité à retenir les gaz. Le glutathion, avec les acides organiques, joue un rôle clef dans la maturation de la pâte 9.

La fermentation alcoolique dépend de nombreux facteurs. La concentration de levure, les sucres contenus dans la farine, le sel, la température et le temps de levée sont des variables qui influent la croissance de la pâte. Bien que la fermentation soit plus efficace à une température comprise entre 25 et 35°C, une fermentation longue à basse température (5°C) est préférable pour une bonne pizza2.4. Une température basse favorise le développement de composés aromatiques et empêche l’oxydation des lipides, ce qui amène une amélioration des propriétés organoleptiques de la pâte10.

La maturation

Des temps de levée prolongés permettent également une maturation optimale de la préparation. Une fermentation longue provoque une légère mais significative acidification de la pâte (pH 5.5). Ce phénomène est dû à l’accumulation des acides organiques – en particulier l’acide succinique – produits par la levure pendant la fermentation, et dans une moindre mesure de la dissolution du CO2 dans la phase aqueuse qui génère de l’acide carbonique (H2CO3)8.11. Le pH acide favorise l’activité des protéases d’origine végétale, naturellement présentes dans la farine, qui coupent certaines portions du réseau du gluten.

Contemporainement, le glutathion produit par la levure pendant la fermentation rompt chimiquement les ponts disulfures entre les molécules de gluténine. L’éventuelle présence de ferments lactiques, naturellement présents dans la farine et dans l’eau utilisés dans la pâte, peut contribuer au remodelage du réseau du gluten à travers la production d’acide lactique et l’augmentation de l’activité protéolytique12. La réorganisation du réseau du gluten est un facteur clef pour obtenir une bonne pizza qui se digère facilement : le gluten ainsi déstructuré est plus facilement accessible pour les enzymes de l’appareil digestif humain, ce qui réduit significativement la durée de digestion et la sensation de poids sur l’estomac. L’activité protéolytique caractéristique de la phase de maturation améliore la digestibilité de la pâte sans dégrader complètement le gluten.

La cuisson

La cuisson est la phase durant laquelle les changements biochimiques survenus pendant les phases précédentes s’accompagnent d’une série de transformations physico-chimiques irréversibles générées par les hautes températures du four. L’eau et l’éthanol s’évaporent et, sous forme de gaz, s’unissent au CO2. Le mélange des gaz ainsi obtenu se développe sous l’effet de la chaleur et conduit la pâte vers sa croissance finale.

Dans le même temps, l’amidon restant se gélatinise et les protéines – y compris celles du gluten – coagulent en entraînant la rigidification de la structure et en piégeant les gaz en expansion. L’ensemble de ces processus conduit à la structure alvéolaire classique de la pâte à pizza8.
Enfin, la chaleur favorise une série de réactions chimiques qui sont responsables de l’arôme final : une partie des sucres non fermentés par la levure caramélisent et confèrent à la croûte sa couleur brune caractéristique ; d’autres sucres subissent la réaction de Maillard. Dans ce cas, des sucres simples comme le glucose réagissent avec des acides aminés libres (qui dérivent de l’activité protéolytique pendant la maturation) et/ou des protéines, et forment ainsi une série de molécules volatiles (principalement des aldéhydes et des cétones) qui confèrent à la pizza son arôme caractéristique10.13.

Les acides organiques, les esters et une série de molécules libérées par la levure désactivée par la chaleur confèrent ses goûts et arômes à la pizza14. Il ne faut pas oublier que ces réactions surviennent pendant un laps de temps très court : une bonne cuisson requiert des température élevées (250° – 350 °C pour un four électrique ou à gaz ; 400°– 485°C pour un four à bois)15, mais un temps de cuisson réduit.

Buona Pizza !

Article écrit par MRBioComm pour Pizza LAB.

Références bibliographiques

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