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Theses Year : 2013

Improvement of tailored food development of neutral dairy desserts through linking chemical-physics interactions of ingredients, structure set up and sensory perception of the products

Etude des interactions physico-chimiques des ingrédients fonctionnels des crèmes desserts et de leurs impacts sur leurs microstructures et leurs propriétés sensorielles

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Abstract

Neutral dairy desserts are composed of a large diversity of products of similar composition but different structures and textures. Their structure set up is defined by the interactions between three of their quantitatively minor components: starch, milk proteins and carrageenan. The objective of this PhD project was to better understand the chemical-physics mechanisms beyond the neutral dairy desserts structure set up and their impact on the sensory perception of the product.The study focused on single, binary and ternary mixtures containing starch. It was performed with a modified waxy maize starch, reconstituted skim milk and kappa carrageenan mostly. Using rheological and microscopic tools, different interactions were highlighted. In binary mixtures, carrageenan was found to adsorb on the starch granules. A specific study on those interactions pointed out that they depended on carrageenans' charge density and molecular weights. In ternary mixtures, preferential carrageenan / casein micelles interactions in comparison to starch / carrageenan ones were pointed out even when milk proteins were added after starch pasting in a carrageenan solution. The addition of milk before or after starch pasting led to products of same formula but different microstructures. Starch granules were in both cases embedded in a carrageenan / casein micelles network still, the starch granules states or characteristics and the network formed differed. Dispersed starch and carrageenan / milk phases were defined as the key structure parameters of neutral dairy desserts. To assess their impact on sensorial perception, nine products of same formula but built differently were produced. The evaluation was done by subjects by means of a free sorting task followed by a ranking task on free discriminating terms. Sensory differences were found between the products. These differences were characterized and correlated with instrumental attributes.This work permitted to collect numerous data on chemical-physics properties, link them to the structure set up and to their potential impact on sensory properties of dairy creams. All this knowledge would be easily used to improve tailor food development and particularly to formulate new dairy cream texture through a reverse engineering approach.
L'appellation ‘desserts laitiers neutres' regroupe de nombreux produits de composition similaire mais de structure et de texture différente. Trois de leurs composants et leurs interactions définissent leur structure : l'amidon, les carraghénanes et les protéines de lait. L'objectif de cette thèse était de mieux appréhender les mécanismes physico-chimiques impliqués dans la mise en place de la structure de ces produits et leur impact sur la perception sensorielle.Ce travail s'est focalisé sur les interactions entre l'amidon et les carraghénanes en présence ou non de protéines de lait. De l'amidon modifié de maïs cireux, du lait écrémé reconstitué et des kappa-carraghénanes ont été utilisés. Différentes interactions ont été mises en avant par l'utilisation d'outils rhéologiques et microscopiques. En mélange binaire le carraghénane s'adsorbe sur le granule d'amidon gonflé. Cette interaction dépend de la densité de charge, et de la masse moléculaire du carraghénane utilisé. En mélange ternaire le carraghénane interagit préférentiellement avec les micelles de caséines et ce quel que soit le moment ou le lait est ajouté (avant ou après empesage de l'amidon). Cette modification de l'ordre d'incorporation des ingrédients permet d'obtenir des produits de microstructures différentes. Dans les deux cas les granules d'amidon sont inclus dans un réseau carraghénanes / micelles de caséines mais les caractéristiques de ces deux phases (amidon et carraghénanes / micelles de caséines), responsables de la structuration des produits, sont modifiées. Afin d'en évaluer l'impact sur la perception sensorielle de crèmes, neuf produits de formules identiques mais assemblés différemment ont été fabriqués. Un tri libre, suivi d'un classement des groupes sur des termes discriminants à consonance personnelle, ont été mis en place. Des différences entre les produits ont été perçues. Ces différences ont été décrites par des termes de texture corrélés à des mesures instrumentales de texture.Ce travail a permis de mettre en avant les mécanismes physico chimiques déterminants dans la mise en place de la structure ainsi que leur potentiel impact sur les propriétés sensorielles de produits de type crèmes desserts. Ces connaissances pourraient être mises à profit dans des démarches de conception raisonnée ou de rétro ingénierie pour formuler de nouveaux produits.
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tel-01899743 , version 1 (19-10-2018)

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Cite

Anne Matignon. Etude des interactions physico-chimiques des ingrédients fonctionnels des crèmes desserts et de leurs impacts sur leurs microstructures et leurs propriétés sensorielles. Alimentation et Nutrition. AgroParisTech, 2013. Français. ⟨NNT : 2013AGPT0044⟩. ⟨tel-01899743⟩
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