Les grains de maïs ne sont pas des matières inertes, mais des organismes vivants dotés d'une activité physiologique. Lors du stockage, trois principaux types d'activités métaboliques biologiques se produisent au sein du tas de grains, contribuant conjointement à la détérioration de la qualité du maïs : le métabolisme physiologique des grains eux-mêmes, les dommages causés par les insectes et les acariens, et la reproduction microbienne.
Les grains de maïs eux-mêmes : subissent continuellement une respiration et des réactions enzymatiques, consommant constamment leurs propres nutriments ;
Ravageurs et acariens : ils creusent des galeries dans l'albumen et le germe des grains, provoquant leur bris et une perte de poids ;
Microorganismes (moisissures, bactéries, levures) : prolifèrent en grand nombre dans des conditions de température et d'humidité appropriées, décomposent les nutriments des céréales et produisent des toxines fongiques.
L'effet synergique des trois types d'organismes entraîne deux changements fondamentaux dans la qualité de conservation du maïs : quantitatif et qualitatif.
Pertes de quantité : Les pertes de matière sèche et la réduction du poids sont dues aux pertes par respiration des grains, aux dommages causés par les insectes et les rongeurs, et à la décomposition microbienne.
La détérioration de la qualité comprend à la fois le vieillissement interne des grains et le développement de moisissures externes. Le vieillissement interne se manifeste par une augmentation des taux d'acides gras, une dénaturation des protéines et une rétrogradation de l'amidon ; le développement de moisissures externes se manifeste par la prolifération de champignons, l'accumulation de toxines et une détérioration des qualités organoleptiques.
La matière grasse est le composant nutritif le plus instable des grains de maïs et constitue un indicateur clé de la détérioration du maïs pendant le stockage.
La détérioration des graisses de maïs se produit principalement simultanément par deux voies : l'hydrolyse et l'oxydation.
Hydrolyse : Les lipases endogènes du maïs et les lipases exogènes des champignons catalysent conjointement l'hydrolyse des graisses, produisant du glycérol et des acides gras libres. Ces derniers sont difficilement assimilables par les micro-organismes et s'accumulent dans les grains, ce qui entraîne une augmentation de leur teneur en acides gras.
Oxydation : Les acides gras insaturés subissent une oxydation lipidique, générant des peroxydes qui se décomposent ensuite en substances volatiles telles que des aldéhydes et des cétones, ce qui rend le maïs rance et amer, produisant un goût rance typique.
Données clés sur l'oxydation des graisses :
① La valeur en acides gras du maïs frais est d'environ 20 mgKOH/100 g ;② Après stockage en entrepôt, la teneur en acides gras augmente rapidement et une détérioration significative survient après un an. Après deux ans ou plus de stockage, une augmentation soudaine et importante est probable.③ À 30℃ et 70 % d'humidité relative, le maïs atteindra un état d'impossibilité de stockage sévère après 100 jours ;④ La teneur en malondialdéhyde (MDA, un produit final de la peroxydation lipidique) dans le maïs stocké pendant 4 ans a augmenté de 20 fois.
La teneur en protéines brutes du maïs a légèrement augmenté pendant le stockage, ce qui était une fausse augmentation due à la perte d'humidité et à la concentration en matière sèche ; la véritable teneur en protéines des grains a diminué de manière significative.
Le mécanisme principal de la dégradation des protéines : les protéines sont hydrolysées en polypeptides et en acides aminés libres par les protéases ; simultanément, une dénaturation structurale spatiale se produit, la formation de ponts disulfure augmente et la solubilité des protéines diminue. Les sucres réducteurs subissent des réactions de Maillard avec les acides aminés, ce qui entraîne une perte de lysine disponible.
Le stockage réduit considérablement la digestibilité des protéines de maïs : après 6 mois de stockage à 25 °C et 37 °C, la digestibilité in vitro des protéines a diminué, l'effet de détérioration étant plus prononcé dans les environnements à haute température.
La teneur en amidon suit un schéma « d'abord une hausse, puis une baisse » : la teneur en amidon est la plus faible au début de la récolte, augmente légèrement après la maturation du grain et diminue pendant le stockage à long terme, car l'amylase hydrolyse continuellement l'amidon pour produire de petites molécules telles que la dextrine, le maltose et les monosaccharides, ce qui entraîne une diminution de la teneur totale en amidon.
Détérioration des propriétés fonctionnelles de l'amidon :
1. Diminution de la viscosité de gélatinisation : La viscosité maximale et la viscosité finale ont diminué de manière significative ; le maïs avec une teneur en humidité de 14 % stocké pendant 60 jours a montré une diminution de la viscosité finale d'environ 300 mPa•s.
2. Diminution de la teneur en amidon résistant : La plus grande diminution de la teneur en amidon résistant, d'environ 29 %, a été observée dans le maïs avec une teneur en humidité de 12 % stocké pendant 1,5 mois.
3. Diminution de la digestibilité : Les acides gras libres se combinent à l'amylose pour former des complexes, inhibant l'hydrolyse de l'amidon et réduisant la digestibilité.
Durant le stockage, la masse volumique apparente du maïs continue de diminuer. Le maïs présentant une teneur en eau de 14 % subit une baisse significative de sa masse volumique apparente après 60 jours de stockage. Les principales causes sont la consommation de matière sèche par respiration et le rétrécissement dû à la perte d'humidité des grains.
Les grains foncent progressivement et perdent leur éclat ; leur arôme frais naturel s'estompe et une odeur de rance se développe. En cas de détérioration importante, l'oxydation des graisses provoque une odeur de rance et le développement de moisissures une odeur de moisi. La détérioration sensorielle du maïs à forte teneur en humidité devient alors plus évidente.
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Technologie et usine clé en main pour l'amidon de maïs | Meckey