Origine

Les pentosanes se trouvent naturellement dans la cellulose des plantes et dans l'humus.

Structure arabinoxylane. Résidu D-xylopyranosyle substitué sur C(O)-2 et C(O)-3 par des résidus L-arabinofuranosyle.

Alimentation

Voici quelques céréales et farines contenant des pentosanes :

• Blé entier :
  • 0,9 pentosanes solubles
  • 2,45 pentosanes extractibles par des enzymes
  • 8,95 % de pentosanes totaux
• Farine de blé :
  • 0,7-0,83 % de pentosanes solubles
  • 1,66-1,86 % de pentosanes extractibles par des enzymes
  • 1,5-2,12 % de pentosanes totaux
• Son de blé :
  • 0,28 pentosanes solubles dans l'eau
  • 21,30 % de pentosanes totaux
• Seigle :
  • 2,08 pentosanes solubles dans l'eau
  • 5,41 % de pentosanes totaux
• Farine de seigle :
  • 2,40 pentosanes solubles dans l'eau
  • 3,15 % de pentosanes totaux
• Son de seigle :
  • 1,60 pentosanes solubles dans l'eau
  • 14,86 % de pentosanes totaux dans l'eau

Il existe des pentosanes extractibles à l'eau (WEP) et des pentosanes non extractibles à l'eau (WUP). La différence entre WEP et WUP est le degré de ramification. WUP est réticulé dans la structure de la paroi cellulaire. WUP,  fibre alimentaire insoluble, réduit le temps de transit et augmente la masse fécale, la fréquence de défécation, ainsi que la liaison et l'excrétion des cancérigènes. Les WEP, fibres alimentaires solubles, sont plus facilement fermentescibles dans le côlon que les fibres alimentaires insolubles. Il provoque une baisse du pH colique et augmente le nombre et modifie le profil des micro-organismes intestinaux.

La fermentation des fibres alimentaires entraîne la production d'acides gras à chaîne courte favorisant la santé intestinale. Les fibres alimentaires solubles, en particulier, réduisent à la fois l'absorption du cholestérol et du glucose dans l'intestin grêle et les taux d'insuline dans le sang postprandiaux. L'atténuation du cholestérol sanguin est liée à la réduction du risque de diabète de type 2.

Fonction

Le pentosan a un effet significatif sur la fonctionnalité du blé.

Le WEP forme des solutions très visqueuses lorsqu'il est dissous dans l'eau. La viscosité de la solution est assez élevée par rapport à celles d'autres polysaccharides non amylacés tels que la gomme arabique, le dextran ou le pullulane. Le WEP augmente la viscosité de la phase aqueuse de la pâte, augmentant ainsi la stabilité des films liquides et de la structure de la mousse de la pâte. La stabilité accrue peut prolonger la montée du four et empêcher la coalescence précoce des cellules à gaz. Il en résulte un volume de pain plus élevé et une chapelure plus fine et homogène. Il est également possible que le WEP, en raison de son poids moléculaire élevé, forme un réseau secondaire plus faible renforçant le réseau du gluten.

Contrairement au WEP, le WUP déstabilise la structure de la pâte. Il est présent dans les fragments de paroi cellulaire discrets qui peuvent former des barrières physiques pour le réseau de gluten pendant le développement de la pâte. Lors de la fermentation, il peut former des intrusions dans les cellules à gaz. Il absorbe également une grande quantité d'eau, qui n'est donc pas disponible pour le développement du gluten et la formation de film. Le WUP a une forte tendance à absorber l'eau et à gonfler, étant capable de retenir 6 à 10 fois son poids en eau. En tant que tel, il diminue la stabilité du réseau de gluten. Des volumes de pain inférieurs avec une mie plus grossière et une fermeté initiale de mie plus élevée sont obtenus.

WEP et WUP peuvent tous deux retarder le taux de rassissement du pain en raison de leur grande capacité de rétention d'eau.

Candidature

Les pentosanes sont souvent ajoutés dans la panification en tant qu'améliorants naturels, enrichissement en fibres alimentaires ou pour des avantages économiques. La source, la qualité et la quantité de pentosanes à ajouter sont importantes pour l'amélioration de la qualité du pain. La recherche montre que lorsque le WEP et le WUP du blé et le WEP du seigle sont ajoutés à des concentrations de 0,5 %, 1,0 %, 1,5 % et 2,0 % aux échantillons de farine, les trois pentosanes augmentent considérablement l'absorption d'eau et le volume du pain, et retardent le rassissement du pain. La structure de WUP peut être modifiée au cours du processus d'extraction. Dans d'autres études, 0,8 % d'AX ont été ajoutés à la farine de pain de blé, avec 2,5 % d'élimination de la farine. Le pain fortifié AX a conservé un poids, un volume, une hauteur et une fermeté similaires à ceux du pain blanc standard.

Pour résoudre le problème causé par le WUP, des endoxylanases ayant une spécificité vis-à-vis de l'arabinoxylane non extractible à l'eau (WU-AX) peuvent être utilisées. Ils catalysent la conversion de WU-AX nuisible en AX solubilisé par une enzyme de poids moléculaire élevé avec une fonctionnalité bénéfique dans la panification. Le dosage enzymatique est important. Un dosage optimal pourrait améliorer le volume du pain, la structure de la mie et la douceur de la mie, augmenter la stabilité de la fermentation et la résistance aux contraintes mécaniques et à la montée au four. Pourtant, un dosage important entraîne une dégradation importante de WU-AX. Cela conduit à la diminution de la capacité de rétention d'eau de la pâte. Des pâtes lâches et une pâte collante après le mélange peuvent se produire.