Le marché de l'amidonnerie

• Le maïs comme principale matière première. Le marché de l'amidonnerie européenne est estimé à 4 millions d'euros, pour une production d'amidon de 7,5 millions de tonnes. Le maïs, dont les grains sont constitués à 70% d'amidon, est la principale matière première utilisée par cette industrie, puisqu'il représente 45% de l'approvisionnement, contre 43% pour le blé et 12% pour la pomme de terre.
  
  

  
  Source : Service Central des Enquêtes et des Etudes Statistiques (SCEES) - avril 2002.

• Produits de l'industrie amidonnière. L'amidon obtenu par transformation du maïs peut être vendu tel quel, sous forme d'amidon natif, ou soumis à des transformations plus poussées. L'amidon modifié est obtenu par torréfaction, cuisson ou oxydation, alors que des hydrolyses par voie acide ou enzymatique produisent divers composés comme des sirops de glucoses, des dextroses, des polyols etc.. L'amidon et ses dérivés sont utilisés dans de nombreux secteurs : pharmacie, chimie, production de papier et carton... L'industrie agroalimentaire, très exigeante en termes de qualité et de traçabilité, est également un client majeur pour les amidonniers.
  En savoir plus avec le dossier "Le maïs dans notre environnement".
  

• Des co-produits valorisés. Le process qui aboutit à l'extraction de l'amidon génère différents produits valorisés par l'industrie amidonnière. Ils ne sont donc pas considérés comme de simples sous-produits, mais comme de véritables co-produits, dont la qualité doit être maîtrisée. Il s'agit du gluten, qui correspond à la partie protéique après centrifugation, mais aussi des huiles, des tourteaux et du gluten-feed, utilisé pour l'alimentation du bétail.

  Process et qualité

Les grains de maïs livrés à l'industrie amidonnière sont transformés en amidon par mouture humide. Parmi les critères de qualité de la matière première qui interviennent dans le rendement final en amidon, on distingue :

• Une teneur du grain en amidon élevée. En effet, plus la teneur en amidon est élevée, meilleur sera le rendement en usine.
  
  
• Une grande qualité intrinsèque de l'amidon. Ce qui est recherché, c'est un amidon présentant une granulométrie régulière au séchage et des performances constantes en modification. Un bon niveau de viscosité en solution est également requis. La viscosité est mesurée en Unités Brabender. Elle est optimale à 1000 UB, et jugée mauvaise en dessous de 800 UB (Ecophysiologie du maïs - fonctionnement de la plante et de la culture. Ph. Girardin, 1998). Jusqu'à présent, il n'existe pas de méthode pour prédire cette qualité au champ.
  
  
• Une faible proportion de grains cassés. Les grains de maïs une fois nettoyés, sont introduits dans des cuves de trempage. Au cours de cette étape, les grains cassés ou abimés vont subir des pertes d'amidon préjudiciables au rendement final.
  
  
• Une bonne séparabilité amidon / protéine. Après trempage, le maïs est soumis à plusieurs traitements : broyage grossier, dégermage, broyage fin, tamisage. Vient alors la centrifugation, qui aboutit à la séparation du lait d'amidon et des protéines. La qualité amidonnière du maïs est d'autant plus grande que cette séparation est facile.
  

• Une humidité du grain inférieure à 32%. Le taux d'humidité du grain influe en fait sur les deux points précédents. En effet, plus le grain est sec, moins il craint la casse au moment de la récolte, et mieux il résiste au séchage conservant une séparabilité amidon / protéine facile. De plus, un grain de maïs bien sec est moins sensible aux pertes mécaniques d'amidon liées à des températures de séchage trop élevées ou à la méthode de séchage (décollement des enveloppes et du germes).
  
  

Monsieur Chazal, responsable qualité pour l'achat des matières premières chez CERESTAR, a apporté lors de l'Agro Forum le point de vue du transformateur sur la qualité amidonnière du maïs. CERESTAR, qui était déjà leader sur le marché européen de l'amidon et de ses dérivés, a conforté sa position en intégrant le groupe CARGILL en avril 2002. Bien entendu, la facilité de séparation des divers constituants et la qualité intrinsèque de l'amidon obtenu sont des critères de choix primordiaux, mais d'autres facteurs entre en ligne de compte.

• A la recherche d'un maïs polyvalent. Pour CERESTAR, l'industrie alimentaire constitue le principal débouché de l'amidonnerie, puisqu'elle représente 50% du volume des ventes. CERESTAR propose une large gamme de produits plus ou moins raffinés, qui entrent dans la composition des confiseries, pâtisseries, plats cuisinés, produits laitiers etc.. L'industrie du papier et des cartons ondulés représente quant à elle 25% du volume commercialisé, le reste étant absorbé par l'industrie chimique et pharmaceutique. La multiplicité des débouchés à partir d'une même matière première, et la valorisation parallèle des co-produits, conduisent à rechercher un maïs polyvalent, plutôt qu'une qualité de grain spécifiquement adaptée à des produits de niche.

• L'exception Waxy. Le maïs Waxy constitue cependant une exception dans cette recherche de polyvalence, d'autant que les volumes concernés dépassent ceux d'une production de niche. Le maïs Waxy a une teneur en amylopectine beaucoup plus importante qu'un maïs régulier, ce qui lui confère notamment des propriétés alimentaires spécifiques recherchées par les industriels. Les produits finis ont une valeur-ajoutée importante, ce qui permet à CERESTAR d'acheter le maïs Waxy un peu plus cher. Cependant, du fait du caractère essentiellement alimentaire des débouchés, les clients sont très exigeants en matière de qualité, et ce niveau d'exigence est répercuté en amont. Notons que le cas du maïs Waxy reste pour l'instant exceptionnel. Bien que l'amidonnerie travaille sur des amidons cibles susceptibles d'être intégrés à des "aliments fonctionnels", les volumes sont pour l'instant trop faibles pour attirer l'attention des sélectionneurs et conduire à la mise au point de maïs spéciaux qui puissent être réellement valorisés.

• Dans un souci de réduction des coûts. Cela commence bien évidemment par un prix compétitif de la matière première. Mais il est également nécessaire que les rendements en amidon soient constants et élevés. Le transformateur cherche aussi à limiter la consommation d'énergie au cours du processus de fabrication. Il est donc important que le résultat du Promatest soit bon, car plus l'amidon est facile à séparer, moins l'énergie à dépenser est importante.
  

• Satisfaire les exigences des clients. Les exigences de ses clients, et en particuliers des industriels de l'agroalimentaire, sont au cœur des préoccupations de l'entreprise. Pour eux, la priorité en terme de qualité est de disposer de matières premières d'origine traditionnelle, c'est à dire ne contenant pas d'OGM. En effet, certains clients sont de grandes marques qui ont pris des positions assez fortes vis-à-vis des OGM, pour ne parler que cet aspect de la qualité. Pour garantir l'absence d'OGM dans ses produits et disposer d'une réelle traçabilité, CERESTAR a effectué de nombreux audits auprès de ses fournisseurs (organismes stockeurs), et les a référencés. Cette démarche est d'autant plus importante que deux autres questions se posent : celle des mycotoxines d'une part, et celle des résidus de pesticides d'autre part. Afin de mieux connaître le problème des mycotoxines qui semble mineur, les fournisseurs sont désormais invités à mettre en place des plans d'analyse de risques et des plans de contrôle. En ce qui concerne les résidus de pesticides, le souci d'une meilleure utilisation des traitements est clairement affiché. Cette limitation de l'utilisation des pesticides offre par ailleurs l'avantage de minimiser l'impact de l'agriculture sur l'environnement, ce qui est très important pour certains clients directs, et clients de clients comme la grande distribution.

Les objectifs qualitatifs de CERESTAR sont donc ambitieux, et nécessitent de la part des organismes stockeurs un investissement important en terme de traçabilité. Mais pour Monsieur Chazal, la satisfaction du consommateur et la valorisation de la filière sont à ce prix, et les progrès énormes réalisés ces dernières années prouvent que ces adaptations sont possibles.

  Choix de la variété

• La teneur en amidon. Le choix de la variété influe tout d'abord sur la teneur en amidon des grains. Plus cette teneur est élevée, meilleur sera le rendement en usine. Les variétés dentées sont généralement privilégiées, bien que le process puisse être adapté à des variétés cornées-dentées si les conditions économiques le justifient.

• La précocité. La précocité de l'hybride doit être adaptée aux conditions climatiques. En effet, le grain de maïs doit être récolté à maturité, le plus sec possible. La casse des grains à la récolte est ainsi limitée, et les grains d'amidon supportent mieux le séchage.

• Et aussi... D'autres caractéristiques variétales ont une influence sur l'intérêt d'un maïs pour l'industrie amidonnière, comme la facilité de séparation des grains de la rafle, ou l'homogénéité de la taille et de la forme des grains. Cette homogénéité améliore le rendement du trempage. La tolérance aux ravageurs constitue également un critère de choix, puisque les grains abîmés sont source de pertes d'amidon.

  Conduite de la culture

• Le semis. Il doit être effectué le plus tôt possible afin que le grain ait atteint la maturité au moment de la récolte.
  
  
• L'alimentation en eau. Une bonne alimentation en eau est nécessaire. En effet, un stress hydrique pendant la phase de remplissage des grains limite la production d'amidon. Le rendement diminue fortement, ainsi que le PMG (poids de mille grains) et le calibre du grain. L'aptitude à l'extraction de l'amidon diminue également en cas de fort stress hydrique, avec un comportement différent selon les variétés.
  
  
• Protection de la culture et fertilisation azotée. Les ravageurs peuvent avoir un impact sur l'intégrité des grains, ce qui conduit à des pertes d'amidon. Il est donc important de réaliser les traitements nécessaires. Par contre, la fertilisation azotée ne semble pas influencer directement la qualité amidonnière.
  
  
• Récolte. La récolte doit être effectuée à maturité et la moissonneuse réglée de façon à limiter la casse des grains : attention aux batteurs trop rapides et contre-batteurs trop serrés !

  La séparation amidon / protéines

La séparation entre l'amidon et les protéines est basé sur la différence de densité de ces deux constituants, la densité des protéine étant plus faible que celle de l'amidon. Il est primordial de préserver ce différentiel, qui dépend essentiellement des opérations de post-récolte, et en particulier du séchage. En effet, le séchage se déroule en deux phases, qui tendent à réduire l'écart entre les densités.

• Première phase du séchage. Le séchage provoque une augmentation progressive de la température du grain. Sa périphérie (enveloppes et partie vitreuse riches en protéines) sèche et chauffe, ce qui provoque une coagulation, d'où une augmentation de la densité des protéines.

• Deuxième phase du séchage. Le séchage se poursuit et l'intérieur du grain se réchauffe, mais reste toujours plus humide que la périphérie. L'albumen farineux, qui contient de plus gros grains d'amidon, devient chaud et humide, ce qui entraîne une gélatinisation. On observe alors une baisse de la densité de l'amidon.

• La densité des protéines, en moyenne de 1,3 tend vers 1,4
• La densité de l'amidon, en moyenne de 1,5 tend vers 1,4

Cela conduit à une équivalence des densités et par conséquent à une baisse de la séparabilité.

• Durée du préstockage. Elle doit être limitée à 24-48 heures. Dans tous les cas, le maïs prestocké devra être séché à des températures inférieures à celles adoptées pour le maïs frais car il sera devenu beaucoup plus sensible à l 'effet de la chaleur.

• La méthode de séchage.Les différentes méthodes que peut envisager l'OS, en fonction de son environnement, n'ont pas toutes les même possibilités de rendement thermique, de débit de grain, de qualité du produit séché. Le refroidissement lent différé (ou dryération) et le séchage en 2 passages se dégagent et permettent de bien concilier les 3 impératifs.
  

  Pourcentage de grains fêlés et de grains brisés obtenus en séchage normal et en dryération (Thomson et Foster, 1967)

  Méthode de séchage	Grains fêlés (%)	Grains brisés (2)
  Témoins (1)	1,5	5,6
  Séchage normal	43,6	11,3
  Dryération	7,6	6,7

  (1) Témoin : grain récolté à la moissonneuse-batteuse à 25% de teneur en eau et séché à l'air ambiant (2) Pourcentage pondéral de brisures passant au travers du tamis à trous ronds de 4,76 mm

• Température de séchage. Le choix de la température de séchage constitue un véritable dilemne. En effet, si on élève la température, les performances du séchoir augmentent, mais la qualité du maïs se dégrade.

• Le débit de l'air chaud. Pour une même température de séchage, plus le débit est élevé plus les risques de dégradation de la qualité sont grands.

• La maturité. Un grain bien mûr, donc bien sec (H₂O < 32%), supporte mieux le séchage. Les granules d'amidon sont correctement formés et l'intérieur du grain se dessèche plus vite (phase 2), ce qui limite la gélatinisation. De plus, un grain bien sec est moins sensible aux pertes mécaniques d'amidon liées à des températures de séchage trop élevées ou à la méthode de séchage (décollement des enveloppes et du germe).
  

  Echelle de températures à appliquer au cours du séchage du maïs* en fonction de son humidité pour produire un maïs de qualité amidonnière acceptable

  Humidité du maïs (% H2O)	Température maximale de séchage °C
  20-24	130-140
  25-27	130-140
  28-30	120-130
  31-34	110-120
  35-38	100-110
  39-43	80-90

  * séchage classique monotempérature, ou étage supérieur d'un séchoir bithermique.

Le Promatest a été mis au point en 1991 par l'AGPM et l'ITCF. Il donne une indication sur la facilité de séparation entre les protéines et l'amidon. Il apporte la même information que le test de turbidité, en corrigeant l'effet lieu et l'effet année.

• Principe. L'état de solubilité des protéines thermosensibles, ou Protéines Salino-Solubles (PSS), est retenu comme indicateur de choc thermique. On dose les PSS demeurées intactes. Si elles sont nombreuses, cela indique que le séchage a été modéré, ce qui est favorable à la séparation amidon / protéines. Si le nombre de PSS en solution est limité, c'est qu'elles ont coagulé sous l'effet d'un chauffage brutal, néfaste à la séparation amidon / protéines.

• Utilisation. C'est l'outil de mesure le plus répandu aujourd'hui au sein des organismes stockeurs, ainsi que chez les industriels pour le pilotage de la qualité amidonnière. Il entre même dans certains cahiers des charges. C'est notamment le cas des contrats Waxy, pour lesquels une valeur minimale de Promatest est stipulée.

La diversité des produits de l'amidonnerie fait de cette industrie un débouché solide et durable pour le maïs. Mais pour que le maïs reste en tête des sources d'approvisionnement, la qualité des grains livrés doit être à la hauteur des exigences d'un secteur largement tourné vers l'alimentation humaine. Bien que cette qualité dépende en grande partie des opérations de séchage, le rôle du céréalier reste fondamental en particulier pour les étapes suivantes : choix d'une variété précoce caractérisée par une forte teneur en amidon, alimentation en eau suffisante, protection de la culture, récolte respectueuse de l'intégrité du grain et effectuée à maturité. En matière d'évaluation de la qualité amidonnière, le Promatest fournit de précisieuses indications prédictives sur le comportement du maïs lors de la séparation. Cependant, il n'existe pas encore de méthode permettant de mesurer la qualité intrinsèque de l'amidon au champ. Notons que CERESTAR-CARGILL travaille actuellement sur ce sujet en collaboration avec l'AGPM.