La levure est un ingrédient essentiel dans la fabrication du pain, mais un excès peut entraîner des problèmes de goût et de texture. Cet article explore les conséquences d'une utilisation excessive de levure et propose des solutions pour obtenir un pain parfaitement équilibré.
Qu'est-ce que la levure ?
Les levures sont des organismes vivants microscopiques unicellulaires, parmi lesquels on trouve notamment l'espèce Saccharomyces cerevisiae, plus connue sous le nom de « levure de boulanger ». C'est en effet elle qui, en se nourrissant des glucides présents dans la farine, produisent des bulles de gaz (CO2) qui assurent le gonflement du pain avant cuisson.
La « levure » chimique est bien différente et tire son nom trompeur (on devrait plutôt dire « poudre levante ») du fait qu'elle permet aussi de faire gonfler les préparations (gâteaux, notamment) ; il s'agit en effet d'un mélange de bicarbonate de sodium et d'acide tartrique qui produit du dioxyde de carbone lors de la cuisson des préparations dans lesquelles il a été ajouté.
De manière générale, et malgré une tendance répandue (favorisée par un manque global de culture scientifique), il n'y a pas lieu de se méfier de tout ce qui est « chimique ». En effet, la chimie, comme science, produit de la connaissance (par essence bénéfique), et comme industrie, produit le meilleur (médicaments,…) comme le pire (polluants,…).
Les bases de la fermentation
D'abord quelques notions importantes Ă retenir :
- La levure se nourrit de sucre et génère du CO2 (gaz carbonique).
- Ce gaz nécessite d'être retenu dans la pâte afin qu'elle gonfle et apporte de la légèreté au pain.
- C'est la formation du gluten qui génère un réseau plus ou moins serré qui permet de le retenir.
NB : Il n'y a pas de gluten dans la farine ! Le gluten ne se forme que lorsque la farine entre en contact avec l'eau. Les protéines insolubles (la gliadine et la gluténine) s'enchevêtrent pour former le gluten.
L'importance du dosage de la levure
Dans une pâte levée non sucrée telle que la pâte à pain, la levure nécessite d'être utilisée en faible quantité : 15g par kilo de farine devrait être le maximum. Cela permet de favoriser une plus longue fermentation et un développement des saveurs. Seul le sel ralenti la fermentation et donc la production gazeuse. Dans une pâte levée sucrée, la présence de sucre, de beurre, d'oeufs, de lait et la faible quantité d'eau ralentissent la fermentation. De plus, ces ingrédients nuisent au développement du gluten.
C'est pourquoi dans certaines recettes de croissants ou de brioches la quantité de sel est portée à 25g par kilo de farine car si le sel ralenti la fermentation, il permet de renforcer le réseau glutineux. Cependant, le sel à l'inconvénient de ralentir davantage la fermentation que le sucre. Il faut donc apprendre à les mettre en équilibre c'est pourquoi je suis partisan d'une diminution du sel que d'une augmentation.
Il est donc suggéré d'augmenter la levure en conséquence pour favoriser un plus grand développement gazeux. C'est d'ailleurs pour cette raison que la pousse se fait à des températures plus élevée car la température élevée favorise la fermentation et par conséquent le développement gazeux.
Même si la pâte retient moins de Gaz la quantité produite sera suffisament importante du à la quantité de levure et à la température pour que la pâte prenne du volume. C'est pourquoi il est important de ne pas pousser trop loin la pousse finale car le réseau glutineux n'est pas suffisamment fort pour retenir le gaz et les produits pourraient s'effondrer.
Levure fraîche vs Levure sèche : Quel dosage ?
La levure fraîche supporte bien la pression exercée par le sel et plus ou moins bien la pression exercée par le sucre. Certaines levures fraîches sont davantage aptes à supporter des grandes quantités de sucre que d'autres. Cependant l'industrie a développé des levures osmotolérantes qui sont plus aptes à supporter le sucre. Elles font fi des entraves du sucre, du sel et même certaines d'entre elles se comportent parfaitement bien en présence de pâte moins hydratée.
Cette levure Osmotolérante permet donc de se comporter comme une levure ordinaire et donc de produir plus de Gaz avec une quantité moindre. Il n'est donc pas nécessaire de mettre autant de levure que suggéré dans la plupart des recettes. De plus cette baisse de levure améliore les qualités gustatives du produit et sa conservation. Il est donc surprenant de voir des quantités de levure atteindre jusqu'à 60g par kilo de farine. Même 35g est encore trop.
Voici quelques recommandations de dosage :
- Pour les pâtes levées sucrées contenant plus de 10% de sucre avec 16g à 17g de sel au Kilo.
- Pour une levure fraîche plus ou moins osmotolérante : 20g à 25g de levure est suffisant.
- Pour une levure sèche active (levure en bille que l'on dissout dans l'eau) : 10g à 12g par kilo de farine suffisent.
Si vous utilisez une levure fraîche plus ou moins osmotolérante, 15g à 20g maximum de levure est suffisant. Pour une levure sèche active (levure en bille que l'on dissoud dans l'eau), 7g à 10g par kilo de farine suffisent .
Conséquences d'un excès de levure
Ces deux facteurs peuvent conduire à un goût désagréable en bouche ou un pain maison qui s’effrite à la sortie du four. Généralement, les recettes sont indiquées au gramme près ce qui évite de mettre trop de levure dans la préparation.
En revanche, le temps de pousse à un taux d’hydratation constant est souvent négligé puisque certaines recettes ont des consignes peu détaillées ou uniquement conçues pour les machines à pain.
Comment obtenir un pain équilibré ?
Pour obtenir un pain maison parfaitement équilibré, il faut en premier lieu avoir la bonne recette. Pour un pain de 500 grammes, ajoutez exactement 18 grammes de levure fraîche, soit 7 grammes de levure sèche. Il faut toujours 2,5 fois plus de levure fraiche que de levure sèche. Ne vous fiez pas à ce que les fabricants préconisent, car ils indiquent toujours des doses de levure plus élevées afin de garantir une mie mieux alvéolée et un pain moins lourd.
Si au bout de la première phase de pousse, vous trouvez que votre pâte sent la levure, rajoutez une cuillère à café de jus de citron. Pas d’inquiétude, on ne sent pas le citron dans le pain, mais l’avantage c’est qu’on ne sent pas non plus la levure !
La température de fermentation
Par ailleurs, en ce qui concerne la température de fermentation, nous vous recommandons vivement de procéder à la pousse de votre pain dans un four à l’abri de la lumière. Dans cette petite surface, vous avez la possibilité de contrôler le niveau de température (minimum 30° C et maximum 50° C), mais aussi la capacité de vérifier le niveau d’hydratation. Ajoutez simplement un bol d’eau chaude à côté du récipient contenant la pâte en pousse.
Note : Si vous utilisez de la levure sèche à la place de la levure fraîche, il faut mettre 2,5 fois moins de levure. Ajoutez le verre d’eau / levure au récipient contenant la farine.
À l’issue de cette première période de fermentation, dégazez la pâte et façonnez la miche finale. Placez la boule de pain au centre du saladier, couvrez-le. Avec cette recette facile et rapide, dites adieu au pain maison qui sent la levure, succès garanti !
Caractéristiques d'un pain réussi
Il doit être de forme régulière, bien développée, mais sans excès. La croûte fine, craquante et croustillante est de couleur caramel-clair à blonde. La mie n’est pas parfaitement blanche mais plutôt de couleur de beige clair à crème. La texture de la mie est à la fois moelleuse et légèrement élastique.
Les défis modernes pour les levures
Diversité des recettes, évolution des technologies boulangères, nouvelles exigences industrielles et économiques : les nouvelles souches de levures de boulangerie s’adaptent aux évolutions des process de production (pousse lente, différée, résistance aux conservateurs…). Ainsi, certaines recettes mettent en œuvre d’importantes quantités de sucre ou de sel, ou incorporent des acides organiques destinés à allonger la durée de conservation, dont les effets se révèlent délétères (pression osmotique élevée, pH acide) pour l’activité fermentaire de la levure. En parallèle, le process impose aux microorganismes de résister à des variations de températures (réfrigération, surgélation, etc.) et de pH (panification au levain) notamment.
Les facteurs environnementaux affectant la levure
Lors de la panification, les levures de boulangerie sont exposées à de nombreuses agressions environnementales. Ces organismes unicellulaires ont développé un large éventail de réponses afin de lutter contre ces multiples agressions, qu’il s’agisse de la pression osmotique, de la chaleur, du froid, de l’oxydation, du manque de substrat, du pH et des solvants organiques (dont l’éthanol).
Disponibilité en substrat
Si le glucose représente le substrat de prédilection de la levure, S. cerevisiae peut métaboliser une large gamme de sucres (fructose, mannose, galactose, maltose, saccharose, tréhalose et raffinose). Or, si le substrat est indispensable à la levure, des concentrations trop élevées peuvent pénaliser son activité.
Pression osmotique et sucres
Selon la loi de Van’t Hoff, la pression osmotique est proportionnelle à la masse de soluté par unité de volume et inversement proportionnelle à la masse molaire du soluté.
- Pour une même masse de sucre mise en jeu, plus la masse molaire du sucre sera faible, plus la pression osmotique engendrée sera élevée.
Les cellules de levure utilisées pour la panification doivent s’adapter aux concentrations de sucres au cours des processus de fermentation de la pâte. En particulier, dans les pâtes sucrées qui contiennent jusqu’à 30 % de saccharose (le « sucre » du commerce), les levures subissent un stress osmotique (fuite d’eau vers le milieu le plus concentré en solutés -la pâte) qui endommage leurs composants cellulaires et inhibent leur capacité de fermentation.
Le rĂ´le du sel
Le sel est généralement mis en œuvre à des taux de 1 à 2 % du poids de la farine en panification. Placées dans un milieu de pression osmotique trop élevée (pâte très salée), les levures vont presque immédiatement voir l’eau de leur cytoplasme fuir dans la pâte, et leur volume cellulaire se réduire en conséquence. Malgré ces mécanismes de défense, les levures perdent 50 à 75 % de leur viabilité lorsqu’elles sont placées dans des solutions de 0,6 à 2,5 mol/L de NaCl.
Acidité (pH)
Les levures affectionnent en général un substrat légèrement acide avec un pH compris entre 4,5 et 5,5. Cependant, elles montrent une importante capacité d’adaptation et peuvent croître à des pH compris entre 3 et 8. Leur tolérance demeure néanmoins dépendante des acides utilisés, et plus précisément de leur constante de dissociation acide mesurée par le pKa : plus le pKa est élevé, plus la dissociation de l’espèce acide à pH donné est faible, et donc plus l’acide est faible.
Les acides organiques, qui inhibent la croissance de nombreux microorganismes, sont largement utilisés dans la production industrielle d’aliments et de boissons. En panification, les acides acétiques et/ou propioniques permettent par exemple d’allonger la durée de conservation des pains de mie en évitant le développement de moisissures.
Nutriments
L’apport en certains nutriments (Mg2+, K+, Ca2+ et Zn2+) peut améliorer l’activité fermentaire et la viabilité des levures : un ratio élevé Mg2+/Ca2+ permet d’optimiser la fermentation. S. cerevisiae ne peut fixer l’azote atmosphérique et a besoin d’azote organique (acides aminés) ou inorganiques (sels d’azote). Des acides aminés sont généralement présents dans la pâte.
Impact de la farine
Le degré d’extraction des farines influence la fermentation. Notamment, les farines complètes contiennent des niveaux plus élevés de sucres, en particulier de saccharose et fructanes, améliorant le rendement des premières étapes de fermentation. Elles présentent en outre des niveaux plus élevés en α-amylases, permettant la libération de maltose durant la fermentation. Enfin, les farines complètes comportent davantage de vitamines et minéraux dont la disponibilité peut néanmoins être limitée par la présence de phytates : en effet, ces acides organiques créent des complexes avec le fer, le magnésium, le calcium, le zinc…, empêchant leur absorption intestinale.
Température et processus de fermentation
La fermentation panaire se déroule en général entre 25 °C et 32 °C, plage de température idéale pour la croissance des levures. La destruction cellulaire des levures non thermorésistantes commence dès 52 °C. Mais comme tout micro-organisme, les levures présentent une large diversité et des températures optimales variables selon les souches (levures psychrophiles, mésophiles et thermophiles).
RĂ©ponse au choc thermique
En cas de hausse de la température (par exemple de 23°C à 37°C), S. cerevisiae stoppe sa multiplication asexuée et accroît sa thermotolérance. Puis les cellules récupèrent, reprennent leur croissance malgré la température plus élevée. Ainsi, en cas de choc thermique, on observe l’arrêt rapide de la synthèse de la plupart des protéines cellulaires. Des protéines spécifiques sont produites : certaines sont les homologues des protéines produites en situation normale et vont donc assurer leurs fonctions cellulaires à leur place ; d’autres sont impliquées dans la dégradation ou la réactivation des protéines endommagées par la température.
Protection contre la chaleur
L’activation d’une enzyme, la tréhalose synthase, induit la production de tréhalose, un disaccharide protégeant de la chaleur, de la dessiccation et du gel. Enfin, la production décuplée de sphingolipides membranaires dans les 15 minutes suivant le stress thermique améliorerait la tolérance de la membrane à la chaleur et pourrait jouer un rôle de signal.
Surgélation et dommages cellulaires
Lors de la surgélation, les cellules de levures peuvent être endommagées par la formation de cristaux de glace et la déshydratation. La vitesse de surgélation représente un paramètre déterminant quant aux dommages subis par les cellules : à des vitesses élevées, se produit une surgélation principalement intra-cellulaire induisant des dommages liés à la formation de cristaux de glace ; à des vitesses faibles (- de 7°C par minute), la glace extra-cellulaire prédomine impliquant une concentration supérieure du milieu extra-cellulaire en solutés, et donc ne déshydratation intracellulaire, l’eau fuyant de la cellule vers la pâte.
Panification au levain
Lors d’une panification au levain, un écosystème comprenant à la fois des levures et des bactéries est mis en jeu. Outre la disparition de certaines espèces de levures, on observe une faible multiplication des souches toujours présentes. En effet, la chute de pH liée à la production par les bactéries d’acide acétique (et dans une moindre mesure d’acide lactique) inhibe fortement la croissance des levures. Ainsi, dans les levains très acides tels que ceux préparés pour la panification du seigle, le nombre de cellules de levures est très limité par rapport au nombre de bactéries.
Stress oxydatif
Si la levure est capable de respirer en présence d’oxygène, ce métabolisme aérobie génère des composés oxydatifs (les radicaux libres) qui peuvent réagir et affecter de nombreux composants de la cellule, comme l’ADN (mutagénèse, carcinogénèse), les protéines (protéolyse et lésions) ou les lipides (peroxydation). « En réponse au stress oxydatif, la levure active des systèmes de défense.
Biotechnologies et adaptation des levures
La réponse des levures à différents stress sollicite le potentiel génétique de la cellule via des mécanismes complexes. Aujourd’hui les biotechnologies ont permis une compréhension détaillée des gènes impliqués, des mécanismes sous-tendant leur activation en réponse à différentes formes de stress, etc. Ces connaissances permettent ainsi de sélectionner les levures les plus adaptées à l’application boulangère qui en sera faite (froid, pâtes sucrées…).
Adaptation aux substrats
Dans les pâtes non sucrées, les hexoses sont rapidement dégradés laissant le maltose comme seul substrat pour les étapes suivantes de la fermentation. Pour éviter un arrêt de la fermentation le temps que les levures adaptent leur processus fermentaire au nouveau substrat, des levures capables de rapidement consommer le maltose ont été sélectionnées. Une mutation naturelle de leur génome au niveau des gènes MAL leur confère des niveaux basaux élevés d’expression de la maltase et de la maltoperméase, leur permettant de fermenter le maltose après une période très courte d’adaptation.
Levures osmotolérantes
Dans les pâtes sucrées, jusqu’à 30 % de sucre peut être mis en œuvre, induisant une pression osmotique élevée. L’activité fermentaire des levures peut alors être affectée. Pour compenser, certains boulangers surdosent la levure standard dans les pâtes sucrées ; mais cela confère au produit fini des notes très fermentées. La levure osmotolérante contient des souches de levures capables de supporter les pressions osmotiques élevées découlant de l’addition de sucres (essentiellement du saccharose). Ces souches présentent néanmoins des inconvénients : la réduction de la teneur en sucres réducteurs (glucose, fructose) dans le milieu peut être responsable de problèmes de coloration.
RĂ©sistance aux acides
Des schémas de fermentation ont été développés afin d’obtenir des souches plus résistantes aux acides : celles-ci sont relativement dépourvues d’une protéine membranaire appelée aquaglycéroporine qui facilite l’entrée passive par simple diffusion des acides indissociés, protégeant ainsi les levures de leurs effets. De la même manière, des levures tolérantes aux acides carboxyliques (acétate, sorbate, benzoate) ont été développées : celles-ci expriment rapidement le facteur de transcription WAR1p (Weak Acid Resistance), un régulateur positif de l’expression de Pdr12, permettant la démultiplicationdes transporteurs membranaires Pdr12 et ainsi l’exportation active des acides hors du cytoplasme de la cellule. A l’inverse, les levures dépourvues de War1p sont hypersensibles aux acides faibles, puisqu’elles ne parviennent pas à induire Pdr12p.
Adaptation aux températures de stockage
Le stockage durant de longues périodes à des températures inférieures à 0°C induit souvent un manque de levée de la pâte, en raison notamment d’une chute de la viabilité des levures, qui affecte largement la qualité finale du produit. Ainsi, les souches de levures dépourvues de tréhalase (enzyme qui détruit le tréhalose) se montrent plus tolérantes à la surgélation. Enfin, aussi tolérante soit-elle à la surgélation, la levure reste un organisme vivant qui sera fragilisé par les traitements thermiques appliqués lors de son conditionnement : les levures sèches sont à éviter pour des applications en cru surgelé ; la levure fraîche ou la levure sèche à humidité intermédiaire (LHIS) dont le séchage optimisé préserve la qualité des membranes, doivent être privilégiées. En outre, une fermentation trop avancée de la pâte avant la surgélation est à éviter car la levure aura consommé une partie des osmolytes qui la protégeait du froid et présentera des cicatrices consécutives au bourgeonnement qui sont autant de zones de faiblesse.
Pâtes réfrigérées
Les pâtes réfrigérées sont des pâtes conservées plusieurs heures en froid positif, c’est-à -dire à des températures comprises entre 0 °C et 10 °C, afin d’offrir plus de souplesse aux boulangers. La fermentation reste néanmoins difficile à contrôler car les levures et enzymes, bien que ralenties, demeurent métaboliquement actives : les levures boulangères continuent de produire du CO2 durant leur stockage à 5-8°C, affectant les qualités organoleptiques et rhéologiques de la pâte et la qualité des produits finaux. Pour limiter au maximum l’activité fermentaire des levures, une levure boulangère spécifique de type Saccharomyces cerevisiæ a été sélectionnée : elle se distingue par un métabolisme particulier issu du gène CSF1. Elle régule sa croissance et sa capacité fermentaire à basse température, sans doute via la modulation du transport de nutriments. Dans un environnement contrôlé à moins de 10°C, cette levure spécifique exprime une activité fermentaire réduite de moitié par rapport à une levure conventionnelle.
Stockage à température ambiante
Certains process de panification impliquent le stockage, sur plusieurs heures, de pâtons pré-poussés à température ambiante (10-25°C). Pour répondre à ces situations, des levures spécifiquement adaptées ont été sélectionnées, à savoir des souches dont l’activité est limitée par le substrat : les levures « maltose-négatives » ne peuvent pas utiliser le maltose comme substrat et consomment uniquement des substrats plus contrôlables et limitants comme le saccharose et les fructanes, dont les concentrations dans la pâte sont plus stables que celles du maltose.
Conclusion
Les biotechnologies et le décryptage du génome de la levure ont permis d’améliorer les connaissances des complexes mécanismes mis en jeu par ces organismes et notamment S. cerevisiae pour s’adapter aux stress subis au cours de la panification, qu’ils découlent de la recette ou du process choisis. Depuis plus de 150 ans, un large éventail de levures permettant de répondre aux différentes situations auxquelles doivent faire face les boulangers a ainsi pu être progressivement collecté aux quatre coins du monde par Lesaffre. Aujourd’hui, le levurier dispose d’une très importante collection de souches et donc d’un stock de ressources génétiques nécessaires pour créer, par des techniques conventionnelles et grâce à sa maîtrise des schémas de fermentation, les levures de demain, adaptées à toutes les attentes des boulangers.
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