Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
L’usage des polymères en agroalimentaire offre au formulateur de produits de multiples possibilités de texture. En effet, la diversité des ingrédients et la grande capacité de modulation des structures gélifiées laissent place à une large innovation. Les phénomènes physico-chimiques, à l’origine des mécanismes de gélification au sein des mélanges de biopolymères et des systèmes dispersés, engendrent des propriétés fonctionnelles spécifiques, notamment en rhéologie et en réversibilité thermique. La compréhension de la structuration de ces produits formulés reste pour autant difficile.
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The use of polymers in food products provides the formulator with multiple possibilities of texture. Indeed, the diversity of ingredients and the high modulation capacity of gelled structures facilitate innovation. The physico-chemical phenomena at the origin of gelling mechanisms within biopolymer mixtures and dispersed systems generate specific functional properties and notably in rheology and thermal reversibility. The structuration of these formulated products remains nonetheless difficult.
Auteur(s)
-
Camille MICHON : Professeur - AgroParisTech – Institut des Sciences et Industries du Vivant et de l'Environnement
-
Véronique BOSC : Maître de Conférence - AgroParisTech – Institut des Sciences et Industries du Vivant et de l'Environnement
-
Gérard CUVELIER : Professeur - AgroParisTech – Institut des Sciences et Industries du Vivant et de l'Environnement
INTRODUCTION
La texture est souvent l'une des caractéristiques premières de la qualité d'un produit appréciée par le consommateur et une source d'innovation. Elle est la résultante de sa structure. L'usage des polymères offre au formulateur de multiples possibilités de construire et de gérer la structure des produits par la création des réseaux gélifiés qu'ils permettent de mettre en place en milieu aqueux. Cela ne va pas sans une maîtrise conjointe des conditions de mise en œuvre, que ce soit :
-
de l'environnement constitué par les autres éléments de la formulation (solvant, éléments dispersés...) ;
-
des paramètres de procédés mis en œuvre pour la fabrication ;
-
des conditions de conservation et d'usage.
Dans ce dossier, on expose tout d'abord la problématique générale liée à la texture et à la structure des produits, ainsi que le rôle que peuvent jouer les polymères dans l'organisation de structures gélifiées en fonction des finalités recherchées. Les différentes classes de polymères et leur origine sont ensuite présentées de façon non exhaustive et en insistant sur les biopolymères utilisés dans les formulations alimentaires, mais qui trouvent de plus en plus d'application dans d'autres secteurs en particulier dans les produits cosmétiques et pharmaceutiques.
Les phénomènes physicochimiques à l'origine des mécanismes de gélification sont ensuite développés à la fois pour les systèmes simples – un polymère gélifiant dans l'eau –, pour les mélanges de biopolymères et pour les systèmes dispersés au sein desquels la dynamique des interactions entre éléments de la formule est déterminante.
Les principales propriétés des gels, ainsi que des méthodes expérimentales de mesures permettent de revenir sur l'importance d'une démarche de formulation qui part des propriétés recherchées pour construire la structure du produit adaptée en intégrant les possibilités offertes par les interactions produit/procédé.
Les auteurs s'appuient principalement sur leur expérience des produits alimentaires pour donner une démarche généralisable aux systèmes de même nature, rencontrés dans d'autres secteurs, en particulier celui des produits cosmétiques où les problématiques sont comparables aussi bien en termes de propriétés recherchées qu'au niveau des phénomènes physicochimiques mis en jeu.
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Gérer la structuration de systèmes complexes
En anglais
7. Conclusion/perspectives
La diversité des ingrédients disponibles et la capacité de moduler les structures gélifiées aux différentes échelles par les conditions de milieu offre au formulateur une capacité de création de texture extrêmement grande. Le champ des possibilités offertes par le procédé pour gérer les conditions de milieu par les phénomènes de transfert (traitements thermique et mécanique, couplés ou non) et donc les structures et textures obtenues, est lui aussi très grand. Le couple produit/procédé est indissociable dans la « construction raisonnée » du produit.
Il reste que la complexité des systèmes multiphasiques impliqués dans beaucoup de produits formulés et les multiples interactions entre polymères et avec les éléments dispersés qui les constituent rendent la compréhension de l'organisation de ces produits bien difficile. La physicochimie des interactions (diagramme de phases notamment) couplée à l'observation des structures demeure une voie de recherche indispensable pour la maîtrise de la texture.
La compréhension de la structuration des produits au cours du processus de fabrication – en particulier pour ce qui est des interactions produits/procédés – mais aussi de leur conservation et de leur usage nécessite également la quantification de la dynamique des phénomènes engagés. Toutefois, l'impossibilité d'une mesure expérimentale directe au niveau local limite la capacité de quantifier et de modéliser les phénomènes de transferts au cours de la plupart des opérations de traitements mécaniques ou thermomécaniques. La simulation numérique et la modélisation moléculaire ouvrent aujourd'hui des possibilités nouvelles dans ce domaine.
Au plan des applications, l'innovation offerte par la diversité des structures possibles passe sans doute par une exploration plus poussée des fonctionnalités recherchées en elles-mêmes et du rôle des structures utilisées : il s'agit de mieux comprendre par exemple la perception d'un produit alimentaire en bouche, sa déstructuration sous contrainte ou plus localement les interactions avec la muqueuse buccale, la libération d'arômes associée. Il en est de même avec une forme cosmétique à formulation et structure ou texture innovante pour ce qui est des interactions avec la peau. Jouer sur les relations texture/flaveur ou texture/parfum est sans doute une voie d'innovation à fort potentiel.
Pour ce qui est de l'aliment, du point de vue nutritionnel, la compréhension...
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Conclusion/perspectives
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - KILCAST (D.), CLEGG (S.) - Sensory perception of creaminess and its relationship with food structure. - Food Quality and Preference, 13, p. 609-623 (2002).
-
(2) - SCHORSCH (C.) - Formulations des mousses laitières. - [J 2 268].
-
(3) - NORTON (I.), FOSTER (T.), BROWN (R.) - The science and technology of fluids gels. - WILLIAMS (P.A.) et PHILLIPS (G.O.). In : Gums and Stabilizers for the Food Industry, no 9, RSC Cambridge, p. 259-268 (1998).
-
(4) - ARGIN-SOYSAL (S.), KOFINAS (P.), LO (Y.M.) - Effect of complexation conditions on xanthan-chitosan polyelectrolyte complex gels. - Food hydrocolloids, 23, p. 202-209 (2009).
-
(5) - BOURNE (M.C.) - Relationship of rheology to food texture. - In Encyclopedia of Agricultural and Food Engineering, ed., HELDMAN (D.R.). Marcel Dekker Inc., New-York (2002).
-
(6) - DOUBLIER (J.L.), CUVELIER (G.) - Gums...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Analyse sensorielle – Vocabulaire – V 00-150 - NF ISO 5492 - 1992
ANNEXES
En termes de réglementation, il faut distinguer les additifs des ingrédients :
-
les ingrédients ne donnent pas lieu à une réglementation spécifique et peuvent être utilisés dans des formulations sans obligation d'indiquer leur présence ;
-
les additifs, eux, sont répertoriés dans les directives et un code E (cf. norme NF ISO 5492)... leur est attribué et doivent être employés dans le respect strict de la législation.
La législation européenne sur les additifs gélifiants définit les additifs qui peuvent être utilisés dans les denrées alimentaires, ainsi que leurs conditions d'emploi, afin de protéger la santé des consommateurs. Elle vise aussi à appliquer des règles plus strictes pour lesdits additifs s'ils sont destinés aux préparations alimentaires des nourrissons et des enfants en bas âge.
Directive 95/2/CE du parlement européen et du conseil du 20 février 1995. Cette directive établit la liste des additifs alimentaires autres que les colorants et les édulcorants.
Directive 96/85/CE du parlement européen et du conseil du 19 décembre 1996 modifiant la directive 95/2/CE concernant les additifs alimentaires autres que les colorants et les édulcorants. Cette directive autorise l'utilisation des algues Eucheuma en tant que nouvel additif alimentaire.
Directive 2003/52/CE du parlement européen et du conseil du 18 juin 2003. Cette directive suspend temporairement l'autorisation d'utilisation de l'additif alimentaire E 425 konjac à cause de sa dangerosité par risque de suffocation, particulièrement pour les enfants, présent dans les produits de gelée en minibarquettes, ainsi que dans toute autre confiserie gélifiée.
Directive 2006/52/CE du parlement européen et du conseil du 5 juillet 2006 modifiant la directive 95/2/CE concernant les additifs alimentaires autres que...
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