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Qualité culinaire et technologique de la pomme de terre / Quels leviers pour maîtriser la teneur en sucres du tubercule et assurer sa commercialisation ?

28 novembre 2013

Pour l’industrie comme pour l’utilisation sur le marché du frais, la maîtrise de la teneur en sucres solubles de la matière première constitue souvent un enjeu important. Une bonne connaissance des mécanismes de synthèse et de dégradation de ces éléments, au cours du cycle végétatif puis pendant la période de conservation, est utile pour raisonner au mieux les points clés de l’itinéraire de la mise en place de la culture jusqu'à la livraison au destinataire final. Le choix variétal et une température de conservation adaptée au débouché et à la date d’utilisation envisagée constituent des éléments prépondérants.

Les sucres : un rôle essentiel sur la qualité
Les sucres solubles du tubercule sont du saccharose (sucre non réducteur constitué d’une molécule de glucose et d’une molécule de fructose) et des sucres réducteurs (glucose et fructose).
Les sucres réducteurs conditionnent dans une large mesure la couleur des produits transformés. Ils réagissent, lors de la cuisson, avec les acides aminés ou leurs amides (asparginine, glutamine) et les protéines pour donner des composés bruns qui altèrent la couleur et la saveur (amertume) des chips et des frites et, dans une moindre mesure, celle des flocons et des pommes de terre stérilisées. Ce phénomène est connu sous le nom de réaction de Maillard ou brunissement non enzymatique. Ils sont également à l’origine de la formation d’acrylamide, composé indésirable, lors de certaines préparations ménagères telles que les frites, les pommes rissolées ou les röstis ainsi que lors des process industriels à haute température.
Pour la plupart des produits transformés, la teneur en sucres réducteurs doit être faible à modérée. Celle-ci doit, plus précisément, être inférieure à 0,2-0,3 % (idéalement inférieure à 0,1 %) du poids frais pour la transformation en chips, et inférieure à 0,4-0,6 % pour la transformation en frites surgelées, flocons et pommes de terre stérilisées (idéalement inférieure à 0,25 %).
Pour la consommation sur le marché du frais, le seuil maximal visé en sucres réducteurs pour la confection de frites ou de pommes rissolées est également de l’ordre de 0,4-0,6 % du poids frais. Pour les autres modes d’utilisation la teneur en sucres peut être plus élevée. Cependant, les sucres solubles en quantité trop importante (situation pouvant être constatée après stockage à basse température) donnent un goût sucré aux pommes de terre, peu apprécié de certains consommateurs lorsqu’il est trop intense sur des pommes de terre dégustées relativement « nature » (en salades, pommes « vapeur » ou raclettes par exemple).
Une excellente corrélation existe entre les quantités de glucose et de fructose dans le tubercule (de l'ordre de 95 % d'explication). En moyenne, et notamment après conservation, le ratio fructose : glucose est d'environ 0,8 : 1,0 et la connaissance de la teneur en glucose est suffisante pour estimer celles en sucres réducteurs ou en sucres solubles totaux. Cette dernière constitue donc un indicateur pertinent des caractères d’utilisation (figure 1).
Pour orienter les lots, une grille de classification, proposée en France par le CNIPT dans le cadre de la segmentation culinaire sur le marché du frais, fixe les seuils maxima selon les usages recommandés sur les emballages. Les « frites ou spéciales frites » doivent avoir une teneur en glucose dans le jus inférieure ou égale à 0,4 % (environ 0,32 % du poids frais) ou un indice de coloration des frites inférieur à 3,2 sur l’échelle standard CNIPT/ARVALIS graduée de 0 (très claire) à 5 (très foncée). Les « pommes vapeur, à l’eau (salades, raclettes)… », doivent avoir une teneur en glucose dans le jus inférieure ou égale à 1,0 % (environ 0,8 % du poids frais) (recommandé).


Figure 1 : Teneur en glucose (en % du poids frais) et coloration à la friture pour divers lots commerciaux prélevés en distribution.



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Comment ça marche ?Une teneur très variable en culture et en conservation

• A la récolte, la teneur en sucres dépend principalement de la variété et de l'état de maturité de la culture (exemple figure 2). Elle est minimale à l’approche de la maturité. Tous les facteurs de production retardant cette dernière (été frais et pluvieux, absence de prégermination, excès d’azote, irrigation mal conduite, etc.) ou qui empêche de l'atteindre volontairement (défanage) favorisent une teneur plus élevée.


Figure 2 : Variabilité de couleur des chips transformées à partir de 20 lots de pomme de terre des variété Lady Claire et Bintje.

• En conservation, elle est susceptible d'augmenter fortement sous l'influence du froid (« sucrage à basses températures ») et du vieillissement des tubercules (« sucrage de sénescence »). Cette évolution dépend essentiellement de la variété, de la maturité, de la température et de la durée du stockage.
Le « sucrage à basses températures » peut se développer dès que la température est inférieure à 10°C. La réaction est rapide mais partiellement réversible par réchauffage des tubercules à 15-18°C pendant 10 à 20 jours, une fraction des sucres formés étant reconvertie en amidon ou consommée par la respiration (« reconditionnement ») (figure 3). La quantité maximale de sucres formée est d'autant plus importante que la température est basse et, pour une température de consigne donnée, augmentée par la vitesse d'abaissement à cette dernière. Utilisée parfois sur pomme de terre industrielle, le reconditionnement est toutefois déconseillé sur les pommes de terre destinées au marché du frais en raison des risques d'altération de la qualité de présentation (gale argentée, germination, flétrissement) qu'il peut engendrer. Les différences de comportement variétal au "sucrage à basses températures" sont importantes.
Le « sucrage de sénescence » se caractérise par la formation de sucres non reconditionnables. Le phénomène apparaît d'autant plus précocement en stockage que la température de consigne est élevée (9-10°C). Il peut se déclencher relativement tôt (mars-avril) sur certaines variétés à repos végétatif court et à incubation rapide. Par ailleurs, il peut être amplifié de façon importante par un reconditionnement effectué tardivement (figure 3).


Figure 3 : Evolution des sucres réducteurs dans des pommes de terre stockées à différentes températures. Effet d'un « reconditionnement » (réchauffage des tubercules) de 10 jours (R10) et de 20 j (R20) à 15°C (var. Felsina).

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Les références expérimentales ARVALISLa caractérisation de la valeur culinaire et technologique des variétés et l’étude des interactions avec les facteurs de production et les modalités de conservation constituent un volet permanent des activités de l’Institut. Plus spécifiquement, en lien avec la maîtrise de la teneur en sucres du tubercule, diverses actions ont été menées ces 10 dernières années :

Evaluation des nouvelles variétés
L'évaluation des nouvelles variétés en cours d'inscription (10 à 15 variétés/an) a été réalisée pour les différents types de pomme de terre (marché du frais et industrie). Pour cela, l'Institut a participé aux essais et commissions du réseau du Comité Technique Permanent de la Sélection (CTPS) et plus particulièrement à la seconde année de tests (réalisation d’études agronomiques et de la majorité des évaluations de valeur culinaire et technologique). Ce travail, réalisé en partenariat avec l’INRA et le GEVES, contribue au processus d’inscription et permet de fournir rapidement une première évaluation des variétés (note de coloration à la friture). Après inscription, ces nouveautés, ainsi que diverses variétés communautaires en pré développement ou développement en France (au total 40 à 50 variétés/an), ont fait l'objet d'études complémentaires pendant trois années, permettant ainsi de mieux les caractériser, en particulier sur leur comportement en conservation (figures 4 et 5).

La définition de la conduite optimale de la conservation :
Pour le marché du frais : mesure de l’incidence des basses températures de stockage sur la qualité (choix de la température optimale en fonction de l'utilisation culinaire). L'objectif est de caractériser le comportement des variétés, notamment en termes de production de sucres réducteurs et de germes à différentes températures (4,5 °C : valeur minimale retenue par la norme Afnor NF V 25-111 « Bonnes pratiques de production de la pomme de terre de conservation destinée au marché du frais » et 6,5 °C valeur « haute » pour le maintien de la qualité de présentation ou une recommandation d'usage culinaire « spéciale frites ») (figure 4). La capacité des variétés à pouvoir être stockées à basses températures est devenue un critère important face aux exigences de plus en plus fortes de qualité de présentation et culinaire mais aussi « santé » (suppression ou réduction des quantités appliquées pour les inhibiteurs de germination et limitation de la formation d'acrylamide lors de certaines préparations ménagères comme les frites, les pommes rissolées ou les rösti).



Figure 4 : Classement de diverses variétés selon leur teneur en glucose après 6 mois de stockage à 4,5°C ou 6°C - Audeville 2011-2012.

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Pour les débouchés industriels (chips et frites) : définition des paramètres de stockage spécifiques à chaque variété (sensibilité au sucrage « à basse température » et au « sucrage de sénescence »), notamment la température optimale de consigne, voire les possibilités de reconditionnement en fonction de la période d'utilisation envisagée (figure 5). Pour ce secteur, la recherche, à la récolte, d’indicateurs de l'aptitude au stockage (prévision du risque d'accumulation de sucres réducteurs en cours de conservation) constitue également un objectif. Ces travaux ont démontré l'effet de la « maturité » à la récolte sur le potentiel de stockage en termes de maîtrise de la teneur en sucres réducteurs. Cette dernière peut influencer à la fois le « sucrage à basses températures » et le « sucrage de sénescence » mais son incidence dépend du facteur variétal et de l'année de culture. Par ailleurs, l'effet est principalement observé en cas de grande immaturité. En pratique, dans la plupart des situations et dès qu'une maturité raisonnable est atteinte, le choix de la température de consigne en fonction de la variété et de la durée de stockage envisagée ainsi que la qualité de sa régulation restent les éléments prépondérants (figure 5).


Figure 5 : Evolution de la couleur des chips pour la variété Chipie, stockée à différentes température pendant 3 à 9 mois (moyenne de 3 années).

En liaison avec l’activité Equipement-Stockage, l’incidence de la conservation sous atmosphères contrôlées et éthylène sur la qualité culinaire et technologique a été évaluée pour diverses variétés destinées au marché du frais ou à la transformation en chips ou en frites. En raison de son effet stimulant sur la formation de sucres réducteurs, la conservation sous éthylène est déconseillée pour la pomme de terre destinée à l’industrie des produits frits.

Incidence des techniques de production :
L’impact des techniques de production telles que fertilisation azotée ou potassique, stratégies d’irrigation, etc. sur la teneur en sucres réducteurs a, enfin, fait l’objet d’évaluations systématiques.

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Les préconisations d'ARVALISConséquences pratiques au champ et en stockage

• Pour la pomme de terre destinée à la transformation, et tout particulièrement en produits frits (chips et frites), il est important :
     - de mettre en œuvre des techniques culturales permettant d'atteindre la maturité physiologique naturelle de la plante (teneur en matière sèche élevée ; teneur en sucres solubles minimale) à un moment compatible avec une récolte en conditions optimales (températures, humidité du sol). Les points clés concernent, en particulier, la préparation des plants, le travail du sol ainsi que le pilotage de la fertilisation azotée et de l'irrigation,
     - d'éviter de récolter trop tardivement et/ou à une température des tubercules trop basse (inférieure à 12-15°C) car le séchage de pommes de terre humides à la mise en tas entraîne toujours un abaissement rapide de leur température pouvant provoquer une élévation importante de la teneur en sucres réducteurs,
     - de réserver au stockage de longue durée que les lots issus de parcelles défanées à maturité et, en tous cas, d'écarter ceux pour lesquels la teneur en sucres ou l'aptitude à la friture est voisine du seuil maximal d'acceptabilité à la récolte,
     - d'abaisser progressivement (maximum 0,2-0,5°C/jour) la température au niveau souhaité selon la connaissance du comportement de la variété, le débouché et la date de déstockage envisagée. En pratique, le choix de la température de consigne est un compromis entre une température assez élevée (9-10°C) permettant d'éviter le « sucrage à basses températures » et une température plus basse (6°C) limitant les pertes de poids, la germination et le « sucrage de sénescence ». Dans ce dernier cas, le « reconditionnement » peut toutefois s'avérer nécessaire avant le déstockage. L'optimum dépend principalement de la variété, du débouché et de la durée de conservation envisagée, la règle générale étant de faire un choix d'autant plus bas que la durée est longue (tableau 1).
     - de maîtriser parfaitement la régulation de la température (précision-homogénéité), d'où l'intérêt de disposer d'un système automatisé par mélange d'air et d'un groupe froid,
     - d'éviter toute accumulation de CO2 (renouvellement d'air),
     - de ne mettre en œuvre le « reconditionnement » qu'en cas de nécessité absolue et dans les situations suivantes : refroidissement temporaire un peu sévère (période de gel) ou choix volontaire d'une basse température de consigne.


Tableau 1: Températures de conservation « guides » de diverses variétés de transformation en fonction du débouché et de la durée de stockage envisagée.

• Pour le marché du frais, où la commercialisation se fait majoritairement en tubercules lavés, il est évident que la qualité de présentation est un critère d'achat important pour le consommateur. En production, le but est donc avant tout de répondre aux exigences de calibre et d'aspect du tubercule mais également, assez souvent, à des contraintes de limites de teneur en matière sèche (texture). En pratique, contrairement à la pomme de terre industrielle pour laquelle la maturité est recherchée, cela conduit à un défanage d'une culture plus ou moins immature et l'atteinte du seuil minimal de sucres solubles ne constitue pas un objectif.
En conservation, les objectifs prioritaires sont le maintien de la turgescence et le contrôle de la gale argentée, de la dartrose et de la germination. Le choix de la température contribue en partie à ces objectifs puisque la germination et le développement de ces pathogènes sont fortement réduits en dessous de 5-6°C. Toutefois, ce choix doit être compatible avec l'utilisation culinaire des tubercules. Il est recommandé :
     - de sécher efficacement les tubercules puis de refroidir rapidement à environ 12°C pour la cicatrisation des blessures,
     - d'abaisser assez rapidement la température au niveau souhaité selon la variété et le débouché (0,5 à 0,6 °C/jour),
Pour les variétés ayant une bonne aptitude à la friture à la récolte et destinées à une commercialisation spécifiquement pour cet usage (« spéciale frites ») (exemple Bintje, Victoria, Agria, Soleia …), il est nécessaire d'adopter une consigne au moins égale à 6-7 °C.
Pour les autres modes d'utilisation (pommes « vapeur », purées, gratins, salades), et dans le cas général où l'utilisation d'un inhibiteur de germination est possible en cas de stockage prolongé, une température comprise entre 4,5°C (variétés à teneur en sucres faible à modérée : Charlotte, Belle de Fontenay, BF 15, …) et 6-6,5 °C (variétés à teneur en sucres assez élevée à élevée : Monalisa, Samba, Nicola, Franceline,…) semble le meilleur compromis. Le seuil minimal de 4,5 °C est d'ailleurs une des exigences de la Norme de « production raisonnée » AFNOR NF V 25-111.
     - de maîtriser parfaitement la régulation de la température et de l'hygrométrie (précision-homogénéité) d'où l'intérêt de disposer d'un système automatisé par mélange d'air et/ou d'un groupe froid.

Doser les sucres du tubercule pour garantir la qualité
Mis au point par ARVALIS, Gluco-LIS® Blue permet de doser de façon simple et rapide la teneur en glucose dans les tubercules. Présenté sous forme d'une mallette, Gluco-LIS® Blue est un outil de terrain simple et rapide à mettre en œuvre, sans formation spécifique. Il peut être utilisé pour des applications multiples :
     - évaluer les variétés,
     - choisir la date optimale de récolte (suivi de fin de cycle) pour les débouchés chips ou frites,
     - piloter la conservation (transformation et marché du frais) : tri des lots à la récolte, choix des températures de consigne, élaboration des plannings de déstockage (suivi en conservation) …,
     - vérifier l'adéquation aux exigences des cahiers des charges.



La méthode consiste à :
     - extraire et diluer le jus des pommes de terre,
     - effectuer une mise en contact de ce jus dilué avec des bandelettes réactives, réaliser la mesure en quelques secondes à l'aide d'un lecteur spécifique.

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Sources documentaires 

- Les fiches variétés - Pomme de terre, www.arvalis-infos.fr, 2013.
- GRAVOUEILLE J.M., PONTHONNE S. - Gluco-LIS® Blue - Doser les sucres pour assurer la qualité. La pomme de Terre Française, n° 583, septembre-octobre 2012, 46-47.
- Anonyme - Catalogue 2012 des variétés de pommes de terre produites en France, FN3PT, GNIS, ARVALIS-Institut du végétal, janvier 2012, 332 pages.
- GRAVOUEILLE J.M. - Pomme de terre. Adapter l’itinéraire à l’utilisation culinaire. Perspectives Agricoles, n° 333, avril 2007, 15-17.
- GRAVOUEILLE J.M. - Segmentation culinaire. Frites et purées ménagères : la sélection des lots s’impose. Les Dossiers de Pomme de Terre Hebdo, Hors-série n° 1, janvier 2006, 2-5.
- GRAVOUEILLE J.M., 2004 - Maîtriser les sucres pour une pomme de terre de qualité. Plaquette ARVALIS-Institut du végétal, 8 p.
- ITCF - ITPT, 2001 - Brochure « Stockage et conservation de la pomme de terre », septembre 2001.


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