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Le maïs, un aliment riche en amidon

Dossier - Le maïs, une céréale aux grains précieux
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Le maïs est une plante tropicale annuelle de la famille des graminées. Il est cultivé comme céréale pour ses grains riches en amidon, mais aussi comme plante fourragère. C'est la céréale la plus cultivée dans le monde.

  
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Le maïs est un aliment riche en amidon. C'est même la céréale qui en contient le plus : 100 g de maïs contient environ 65 g d'amidon. Mais de quoi s'agit-il exactement ?

L'amidon est une macromolécule glucidique présente chez de nombreux végétaux, animaux et champignons, dans les organes de réserve et dans les semences (blé, maïs, riz, etc.), où il constitue une forme de stockage du glucose et où il peut être caractérisé in situ avec une goutte de lugol.

Le maïs est un aliment riche en amidon. Ici, du maïs d'Amérique latine. © Hubertl, CC by-sa 4.0

Constitution chimique de l'amidon et coloration de l'amidon par l'iode

Dans la molécule d'amidon comme dans celle de glycogène, des unités glucose reliées par des liaisons osidiques alpha 1-4 forment des chaînes hélicoïdales d'amylose, sur lesquelles de courtes chaînes de même constitution se branchent par des liaisons osidiques alpha 1-6. Dans l'amidon, ces ramifications sont présentes environ tous les trente résidus glucose tandis que dans le glycogène, elles sont présentes environ tous les dix résidus.  

En présence d'iode, l'amidon se colore en bleu-violet alors que le glycogène se colore en brun-acajou. 

Dans les cellules, l'amidon forme des grains de quelques micromètres (µm) de diamètre observables au microscope optique sans coloration ou après coloration par le lugol dilué. 

À froid, l'iode moléculaire (diiode) est adsorbé par les molécules de polyholosides : il se forme entre l'iode et la molécule glucidique un complexe coloré bleu foncé plus ou moins intense selon la concentration.

À chaud, il y a désorption réversible de l'iode et la couleur disparaît. Par refroidissement, l'iode se fixe à nouveau et la couleur réapparaît. En milieu alcalin, il y a également désorption et la couleur disparaît. 

La coloration de l'amidon par l'iode résulte de la fixation de molécules de diiode à l'intérieur des hélices d'amylose. 

Le lugol, réactif iodo-ioduré, colore intensément l'amidon dans certaines conditions de température (ambiante) et de pH (acide ou neutre). Le complexe coloré iode et polymère glucosique est d'autant plus intense que la polymérisation est importante.

Amidon. © Philippa Uwins, CC by-sa 3.0

Usages de l'amidon dans l'industrie : colles, papiers, cosmétiques…

L'amidon est utilisé principalement dans la fabrication de glutamate monosodique, de glucose, de papiers, ainsi que dans l'industrie de la levure, de l'agroalimentaire, du textile et dans le blanchissage.

L'amidon est présent dans une vaste gamme de produits non alimentaires. En voici des exemples :

  • Colles : adhésifs thermofusibles, timbres, reliures, enveloppes, étiquettes ;
  • Explosifs liants pour têtes d'allumettes ;
  • Papier : couchage du papier, couches jetables ;
  • Construction de liants pour blocs de béton, adhésifs de contre-plaqué ;
  • Métaux : colles pour métal fritté, liant pour noyaux de fonderie ;
  • Textiles : apprêt de tissu, impression ;
  • Cosmétiques : produits de maquillage, crèmes de beauté ;
  • Produits pharmaceutiques : enrobage des comprimés, agents dispersants ;
  • Exploitation minière : flottation et sédimentation du minéral ;
  • Films plastiques biodégradables ;
  • Batteries de piles sèches.

Il y a une grande variété d'applications à valeur ajoutée pour l'amidon dans des industries non alimentaires mais chaque application exige des caractéristiques particulières. Par exemple, les amidons adhésifs sont traités aux acides ou aux alcalis, et modifiés avec des agents oxydants, des sels et des alcools. Quant aux amidons textiles, ils sont estérifiés, oxydés et soumis à des agents de réticulation.

L'utilisation d'amidons « haut de gamme » est importante dans l'industrie du papier, pour rendre plus résistants les mouchoirs et les serviettes en papier et utiliser plus de papier recyclé dans les cartons. La demande de produits biodégradables s'intensifie ; les volumes utilisés augmentent, car l'amidon est utilisé dans des films et des feuilles plastiques ainsi que dans des préparations de fibres naturelles. 

En fait, les utilisations non alimentaires de l'amidon sont un indicateur important de l'économie d'un pays : matériaux de construction, papier, emballages, adhésifs, etc. Lorsque l'économie est en plein essor, le volume des amidons destinés à des utilisations non alimentaires augmente. 

Amidon et industrie alimentaire

Dans l'industrie alimentaire, aucun autre ingrédient ne donne une texture à autant d'aliments que l'amidon :

  • potage ;
  • ragoût ;
  • jus ;
  • garniture pour tartes ;
  • sauce ;
  • crème.

L'amidon donne un produit qui se conserve bien et que les consommateurs apprécient souvent pour son « moelleux ». Une proportion croissante de ces caractéristiques est obtenue à partir d'amidons naturels génétiquement modifiés.

Le glutamate, un exhausteur de goût

Le glutamate monosodique, communément nommé GMS, est utilisé principalement comme exhausteur de goût dans l'alimentation. Dans la culture alimentaire japonaise, il est responsable de l'umami. En tant qu'exhausteur de goût, il est très souvent utilisé dans les cuisines asiatiques.

Le glutamate est un additif alimentaire autorisé par l'Union européenne (E621). D'autres sels de l'acide glutamique sont aussi utilisés :

  • glutamate monopotassique (E622) ;
  • diglutamate de calcium (E623) ;
  • glutamate d'ammonium (E624) ;
  • diglutamate de magnésium (E625).

Les sels de l'acide glutamique sont autorisés jusqu'à un maximum de 10 grammes par kilo, seuls ou en mélange. Il n'y a pas de limitation d'usage dans les condiments et assaisonnements.

Le Conseil européen de l'information sur l'alimentation (EUFIC) considère que « le glutamate monosodique peut être utilisé en toute sécurité pour ajouter du goût ou pour réduire les taux du sodium présent dans les aliments ».

Amidon et développement

Les propriétés physiques et chimiques particulières de chaque amidon sont la clé de leur succès commercial. Une recherche des bases de données de Food Science and Technology Abstracts et de Foods Intelligence a mis en lumière l'énorme lacune existant entre l'information disponible sur les propriétés physiques des trois grands amidons (blé, maïs et pomme de terre), qui représentent à eux seuls 75 % des publications !