Chap. 1
Généralités sur les céréales
1. Définition et classification des céréales
Les céréales sont des plantes de la famille des graminées dont les grains sont utilisés en alimentation humaine et animale. Parmi les principales céréales, on trouve :
- Blé, seigle, orge, avoine, riz, maïs
- Sarrasin, sorgho, millet, quinoa
- Triticale (hybride blé-seigle), épeautre, engrain (variétés de blé)
En 2017, l'ANSES recommande de privilégier les céréales moins raffinées : pain complet, pâtes complètes, riz complet ou semi-complet.
2. Le blé : variétés et caractéristiques
| Type de blé | Nom scientifique | Caractéristiques principales | Usage principal |
|---|---|---|---|
| Blé tendre | Triticum aestivum | Grains arrondis, enveloppes épaisses, riche en son, farine avec 8-10% gluten, bonne panification | Farine de qualité, pain |
| Blé dur | Triticum durum | Grains durs, allongés, enveloppes fines, 12-14% gluten, plus lipides, vitamines, minéraux | Semoule, pâtes |
| Blé mitadins | - | Qualité intermédiaire entre blé tendre et dur, cultivé dans le sud de la France et Afrique du Nord | Mélanges pour farine panifiable |
3. Structure du grain de blé (caryopse)
- Son : enveloppes externes (péricarpe, tégument séminal) riches en fibres.
- Albumen amylacé (endosperme) : partie la plus volumineuse, réserve d'amidon et protéines pour la germination.
- Germe : embryon de la plante, riche en lipides, protéines, vitamines.
4. Composition nutritionnelle du grain de blé (pour 100 g)
| Partie du grain | % poids | Eau (g) | Protéines (g) | Lipides (g) | Glucides (g) | Fibres solubles (%) | Fibres insolubles (%) | Cendres (minéraux) (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Grain entier | 100 | 16 | 10 (min) | 2 | 58.5 (amidon) | 6.5 | 4.5 | 12 |
| Péricarpe (enveloppes) | 9 | - | 5 | 1 | 13.3 | 13 | 21 | 3 |
| Assise prolifique | 8 | - | 18 | 9 | 19 | - | 7 | 16 |
| Albumen (endosperme) | 80 | - | ≥ 10 | 1 | 68.3 - 72 | 0.5 | 2 | 0.5 |
| Germe | 3 | 12 | 26.5 | 10 | 13 | 8 | 3 | 4.5 |
À retenir : Le grain de blé est majoritairement composé d'amidon dans l'endosperme, tandis que le son concentre les fibres et minéraux, et le germe est riche en lipides et protéines. La qualité nutritionnelle dépend donc de la fraction du grain utilisée (complet vs raffiné).
Chap. 2
Le blé : variétés, structure et composition
1. Composition du grain de blé
| Composant | Caractéristiques principales |
|---|---|
| Eau | Faible teneur, permettant un stockage prolongé. |
| Protéines | - Solubles (faible quantité) : albumines (9%), globulines (5%) bien équilibrées en acides aminés essentiels (AAI).<br>- Insolubles (majoritaires) : protéines de réserve dans l'albumen, constituent le gluten.<br> - Gliadine : prolamine, riche en proline et glutamine, facteur limitant lysine, faible en tryptophane.<br> - Gluténine : glutéline, facteur limitant lysine.<br>Qualité protéique :<br>- CUD (Coefficient d'Utilisation Digestive) ~86% pour le grain entier.<br>- Protéines du gluten limitées en lysine.<br>- Élimination de l'assise protéique et du germe diminue la valeur biologique (VB) de 67 à 52, l'indice chimique (IC) de 55 à 45, mais améliore le CUD à 96% (moins de fibres). |
| Lipides | Faible teneur, concentrés dans le germe et l'assise protéique, majoritairement en acides gras ω6. |
| Glucides | - Amidon : 58,5% (75% amylopectine, 25% amylose).<br>- Oses et oligosides : 1%, surtout dans le germe. |
| Fibres | Solubles (6,5%) et insolubles (4,5%). Présence d'acide phytique qui diminue le CUD des cations bivalents. |
| Vitamines | Vitamine E (liposoluble) dans le germe, perdue lors de la mouture.<br>Bon apport en vitamines B (B1, PP), mais chute importante après blutage. |
a) Teneurs en acide phytique (pour 100 g)
| Aliment | Acide phytique (mg) | Commentaire |
|---|---|---|
| Grain de blé | 1000 | 75% du phosphore total |
| Pain complet | 320 | Réduction par phytases |
| Pain blanc | 20 | Réduction par mouture + phytases |
2. Autres céréales proches du blé
| Céréale | Particularités principales |
|---|---|
| Seigle | Cultivé en Europe, utilisé pour pain de seigle et pain d'épices.<br>Protéines moins abondantes que le blé.<br>Fibres 1/3 plus élevées que dans le blé. |
| Orge | Composition proche du blé.<br>Très pauvre en gluténine, impropre à la panification.<br>Utilisée germée (malt) pour bière et whisky. |
| Avoine | Forte teneur en lipides (40% AGMI, 40% AGPI), céréale dite grasse.<br>Riche en protéines mais impropre à la panification.<br>Très riche en fibres.<br>Consommée souvent en flocons au petit déjeuner. |
3. Points clés à retenir
Le gluten du blé, formé par la gliadine et la gluténine, est essentiel pour l'élasticité de la pâte à pain, mais sa qualité protéique est limitée par un faible taux de lysine.
La mouture et le blutage modifient la composition nutritionnelle, améliorant la digestibilité (CUD) mais réduisant la valeur biologique des protéines et les vitamines.
L'acide phytique, présent en grande quantité dans le grain entier, limite la biodisponibilité de certains minéraux mais est réduit par la fermentation et la mouture.
Chap. 3
Le seigle, l'orge et l'avoine
1. Le seigle, l'orge et l'avoine
a) Caractéristiques générales
- Seigle, orge et avoine sont des céréales secondaires utilisées en alimentation humaine et animale.
- Elles ont des propriétés nutritionnelles et technologiques différentes du blé, notamment en teneur en protéines, amidon et fibres.
b) Le seigle
- Grain plus petit et plus allongé que le blé.
- Teneur élevée en fibres alimentaires et en minéraux.
- Amidon riche en amylopectine, ce qui favorise une certaine collabilité.
- Utilisé principalement pour la fabrication de pains rustiques, plus denses et à saveur caractéristique.
- Digestibilité meilleure que celle du blé.
c) L'orge
- Grain plus rond et plus gros que le seigle.
- Contient une proportion importante de bêta-glucanes, fibres solubles bénéfiques pour la santé cardiovasculaire.
- Amidon à structure particulière, favorisant une bonne hydratation.
- Utilisé en alimentation humaine (soupes, bouillies) et surtout en alimentation animale.
- L'orge perlé est un orge décortiqué et poli, plus rapide à cuire.
d) L'avoine
- Grain plus gros et plus rond que le seigle et l'orge.
- Riche en lipides (environ 5-7%), ce qui est élevé pour une céréale.
- Contient aussi des bêta-glucanes et des protéines de bonne qualité.
- Amidon moins collant, avec une bonne digestibilité.
- Utilisée pour les flocons d'avoine, aliments diététiques et nutritionnels.
e) Comparaison nutritionnelle (simplifiée)
| Céréale | Protéines (%) | Lipides (%) | Fibres (%) | Particularités |
|---|---|---|---|---|
| Seigle | 8-12 | 1-2 | Élevées | Amidon riche en amylopectine, pain dense |
| Orge | 9-12 | 1-2 | Moyennes | Bêta-glucanes, orge perlé pour cuisson rapide |
| Avoine | 11-15 | 5-7 | Moyennes | Riche en lipides, flocons diététiques |
Le seigle, l'orge et l'avoine apportent des fibres et nutriments spécifiques qui complètent l'alimentation céréalière classique à base de blé.
f) Usage alimentaire
- Seigle : pain de seigle, mélanges avec blé, produits fermentés.
- Orge : soupes, bouillies, maltage (bière), alimentation animale.
- Avoine : flocons, farine pour pâtisserie, alimentation santé.
g) Points clés à retenir
- Le seigle est riche en fibres et amylopectine, ce qui le rend collant et digeste.
- L'orge est une source importante de bêta-glucanes, bénéfiques pour la santé.
- L'avoine se distingue par sa richesse en lipides et protéines de qualité.
- Ces céréales ont des usages alimentaires variés, souvent complémentaires au blé.
Chap. 4
Le riz : présentation, structure et usinage
1. Composition nutritionnelle du riz
| Constituant | Caractéristiques clés |
|---|---|
| Eau | 13%, faible, permet un stockage long à l'abri de l'humidité. Perte d'eau à l'usinage compensée à la cuisson (absorption 2-3 fois le poids initial). |
| Protéines | 6,6%, plus faible que dans d'autres céréales. Plus élevées dans le son que dans le riz blanc. CUD (Coefficient d'Utilisation Digestive) : 90% pour riz complet, 70% pour riz blanc. Lysine limitante, mais complémentation possible avec produits animaux/légumineuses. |
| Lipides | Négligeables. |
| Glucides | 78%, essentiellement amidon. Riz rond riche en amylopectine, meilleure digestibilité. IG bas mais variable selon cuisson. |
| Minéraux | Plus concentrés dans riz cargo (son), moins dans riz blanc. Teneur moyenne en fer héminique. |
| Vitamines | Vitamines B1 moins présentes que dans le blé. |
| Fibres | Plus abondantes dans riz cargo. Fibres solubles (pectine) dans l’albumen, effet anti-diarrhéique et hypocholestérolémiant. |
| Énergie | Élevée, céréale très énergétique. |
À retenir : Le riz ne contient pas de gluten.
2. Conséquences nutritionnelles de l'usinage
- Augmentation du CUD : élimination des facteurs anti-nutritionnels (FAV) comme l’acide phytique.
- Diminution des protéines : mais celles restantes sont de bonne qualité, supérieure à celles du blé.
- Perte minérale : environ 60% des minéraux sont perdus.
- Perte vitaminique : près des deux tiers des vitamines sont éliminés par rapport au riz complet.
- IG bas mais variable selon le mode de cuisson.
3. Formes commerciales du riz
| Forme | Description | Avantages | Inconvénients |
|---|---|---|---|
| Riz étuvé (incollable) | Étuvage à la vapeur sous pression, puis séchage avant décorticage et polissage. | Meilleure valeur nutritionnelle (vitamines et minéraux migrent vers le centre), cuisson plus résistante, grains non agglutinés. | Cuisson plus longue, couleur jaunâtre. |
| Riz précuit (riz rapide) | Blanchi, précuit à la vapeur, puis déshydraté. | Cuisson rapide (5 min), incollable. | Perte de saveur, valeur nutritionnelle amoindrie, tenue médiocre à la cuisson. |
| Riz glacé | Riz poli enrobé d'une suspension de talc dans une solution de glucose. | Amélioration de l'apparence. | - |
| Riz huilé (riz Camolino) | Riz poli enduit d'huile de cameline. | - | Rancit facilement. |
À retenir : L’étuvage améliore la valeur nutritionnelle et la tenue à la cuisson du riz en faisant migrer vitamines et minéraux vers le centre du grain.
Chap. 5
Valeurs nutritionnelles et formes commerciales du riz
1. Riz spéciaux
- Riz gluant : variété asiatique très collante, utilisée dans certaines préparations culinaires spécifiques.
- Riz parfumé : comprend notamment le Basmati et le riz Thaï, connus pour leurs saveurs naturellement prononcées.
- Riz sauvage (Zizania aquatica) : céréale aquatique, grain noir très fin et allongé, souvent mélangé avec d'autres riz.
- Plus riche en protéines (13-17%), en minéraux et en vitamine B2 que le riz blanc.
2. Formes commerciales du riz
| Forme commerciale | Description | Particularités nutritionnelles |
|---|---|---|
| Riz blanc | Grain décortiqué, débarrassé de son enveloppe et du son | Moins riche en fibres, vitamines et minéraux |
| Riz complet | Grain entier avec son enveloppe (son) | Plus riche en fibres, vitamines B, minéraux |
| Riz précuit | Riz partiellement cuit puis séché | Cuisson rapide, conservation des nutriments variable |
| Riz étuvé (parboiled) | Riz trempé, chauffé à la vapeur puis séché | Meilleure conservation des vitamines et minéraux |
3. Valeurs nutritionnelles du riz (g/100 g)
| Composant | Riz blanc | Riz complet | Riz sauvage |
|---|---|---|---|
| Eau | ~12% | ~12% | Variable |
| Protéines | 6-7% | 7-8% | 13-17% |
| Lipides | 0,5-1% | 2-3% | Plus élevé |
| Glucides | 75-80% | 70-75% | Variable |
| Fibres alimentaires | Faible | Élevé | Élevé |
| Minéraux | Moins | Plus | Plus |
| Vitamines B2 | Faible | Plus | Plus |
À retenir : Le riz sauvage est plus nutritif que le riz blanc, notamment en protéines, minéraux et vitamines B2, tandis que le riz gluant et parfumé se distinguent par leurs propriétés culinaires spécifiques.
Chap. 6
Le maïs : structure, composition et utilisation
1. Structure et fabrication du maïs
- Fabrication de la semoule : après trempage, le grain est dégermé par broyage grossier et tamisage.
- La semoule est ensuite broyée finement, tamisée en milieu liquide pour obtenir un lait d'amidon, qui est centrifugé, essoré et séché.
2. Principales utilisations du maïs
| Produit | Description / Usage |
|---|---|
| Polenta | Semoule de maïs |
| Pop corn | Maïs éclaté |
| Flocons de maïs | Céréales pour petit déjeuner |
| Tortillas | Aliment de base au Mexique |
| Bière | Boisson traditionnelle au Bénin |
| Bourbon | Whisky produit aux USA |
| Maïs doux | Consommé en salade |
3. Risques liés aux produits phytosanitaires
- Usage de produits phytosanitaires pour lutter contre les parasites des grains.
- Présence possible de résidus toxiques dans les grains, pouvant altérer la chair des animaux consommateurs et conférer des arrières goûts.
4. Composition nutritionnelle du maïs
a) Protéines : teneur en acides aminés (g/100g de protéines)
| Acide aminé | Maïs | Protéines animales (réf.) |
|---|---|---|
| Acide glutamique | 18,8 | 18,2 |
| Proline | 8,5 | 5,1 |
| Alanine | 7,6 | 7,0 |
| Leucine | 12,4 | 6,7 |
| Lysine | 2,9 | 6,4 |
| Arginine | 4,8 | 6,0 |
- Le maïs est riche en leucine et proline, mais pauvre en lysine, un acide aminé limitant pour sa valeur protéique.
b) Lipides : composition en acides gras (% du total)
| Acide gras | Maïs (%) |
|---|---|
| Acide palmitique C16:0 | 12 |
| Acide oléique C18:1 (1 double liaison) | 28 |
| Acide linoléique C18:2 (2 doubles liaisons) | 60 |
| Acide linolénique C18:3 (3 doubles liaisons) | 2 |
- Le maïs contient majoritairement des acides gras polyinsaturés (linoléique).
c) Vitamines (mg/100g de grains)
| Vitamine | Maïs |
|---|---|
| Thiamine (B1) | 0,37 |
| Riboflavine (B2) | 0,12 |
| Niacine (PP) | 2,20 |
| Pyridoxine (B6) | 0,55 |
| Tocophérol (E) | 1,5 |
À retenir : Le maïs est une céréale riche en amidon et en acides gras polyinsaturés, avec une protéine déficiente en lysine, ce qui limite sa qualité nutritionnelle. Ses utilisations sont multiples, allant de l'alimentation humaine (polenta, tortillas, pop corn) à la production de boissons (bière, bourbon).