Academic literature on the topic 'Aliments enrichis – Applications industrielles'

Des biscuits enrichis en protéines et/ou en fibres, contenant peu de matières grasses et de sucres ont été formulés, en optimisant à la fois les paramètres de composition et notamment la teneur en eau de la pâte ; mais également les paramètres du procédé, comme ceux du pétrissage, du façonnage par mouleuse rotative et de la cuisson. Des outils d'aide à la formulation ont été développés afin d'optimiser cette phase. Il s'agit d'un outil sensoriel prédictif de la machinabilité des pâtes moulées et d'un outil mathématique de prédiction de l'hydratation des pâtes biscuitières en fonction de leur composition en protéines et/ou en fibres. La première étape de prototypage, réalisée à l'échelle du laboratoire, a aboutit à la formulation d'environ 250-300 recettes. Les prototypes ont ensuite subit trois sélections multicritères successives (250-300 -> 40 -> 14 -> 4 recettes), avec une fabrication des produits réalisée à l'échelle pilote. Le transfert d'échelle, laboratoire vers pilote, a pu être optimisé en identifiant de façon précise et détaillée les variables de contrôle et les variables d'état du diagramme de production des biscuits. L'étape de prototypage a permis de sélectionner les candidats (protéines et fibres) pertinents pour l'enrichissement. Parmi les 250-300 recettes initiales, 40 recettes ont été sélectionnées sur des critères de composition et de machinabilité et ont été caractérisées d'un point de vue sensoriel (réalisé par Kraft). Parmi ces 40 recettes, 14 recettes ont été sélectionnées pour être représentatives de l'espace sensoriel engendré par les 40 recettes. Sur ces 14 recettes, des études de rassasiement et de satiété, ont été réalisées par d'autres acteurs du projet (tâche 2 et tâche3), pour aboutir à la sélection finale de 4 recettes avec une recette contrôle, une recette enrichie en protéines, une recette enrichie en fibres et une recette enrichie en protéines + fibres. Des digestions in vitro ont été réalisées sur ces 4 maquettes, à l'aide d'un outil sophistiqué et dynamique le TIM-1, pour suivre l'évolution de la viscosité, et de l'hydrolyse des protéines et de l'amidon, le long du tractus gastro-intestinal. Les caractérisations instrumentales réalisées sur les produits sélectionnés aux différentes étapes de la sélection ont permis de montrer l'importance de l'effet de l'hydratation de la pâte et/ou de l'enrichissement en protéines et/ou en fibres sur i) le dimensionnel des pâtons et des biscuits, ii) sur les propriétés rhéologiques à la rupture des biscuits et iii) sur l'état de l'amidon après cuisson et iv) sur l'apport de viscosité et la dégradation des composants durant la digestion. Ces caractérisations ont également permis de s'assurer de la bonne reproductibilité lors des différentes phases de production industrielle. Les résultats obtenus lors des digestions in vitro seront comparés avec ceux de l'étude in vivo
Cookies enriched with protein and/or fiber, and containing little fat and sugar, were formulated by optimizing both compositional parameters, in particular the water content of the dough, and process parameters such as kneading, shaping by rotary molding machine and baking. Formulation tools have been developed to optimize this phase. These include a sensory tool for predicting the machinability of molded doughs, and a mathematical tool for predicting the hydration of cookie doughs as a function of their protein and/or fiber composition. The first prototyping stage, carried out on a laboratory scale, resulted in the formulation of around 250-300 recipes. The prototypes then underwent three successive multi-criteria selections (250-300 -> 40 -> 14 -> 4 recipes), with product manufacture carried out at pilot scale. The transfer of scale from laboratory to pilot was optimized by precisely identifying the control and state variables in the cookie production diagram. The prototyping stage enabled the selection of relevant candidates (proteins and fibers) for enrichment. From the initial 250-300 recipes, 40 were selected on the basis of composition and machinability criteria, and were characterized from a sensory point of view (carried out by Kraft). From these 40 recipes, 14 were selected to be representative of the sensory space generated by the 40 recipes. On these 14 recipes, satiation and satiety studies were carried out by other project participants (task 2 and task 3), leading to the final selection of 4 recipes: a control recipe, a protein-enriched recipe, a fiber-enriched recipe and a protein + fiber-enriched recipe. In vitro digestions were carried out on these 4 models, using a sophisticated and dynamic tool, TIM-1, to follow the evolution of viscosity and hydrolysis of proteins and starch along the gastrointestinal tract. The instrumental characterizations carried out on selected products at different stages of the selection process demonstrated the importance of the effect of dough hydration and/or protein and/or fiber enrichment on i) the dimensional properties of dough pieces and cookies, ii) the rheological properties at cookie breakage, iii) the state of starch after baking, and iv) the contribution to viscosity and component degradation during digestion. These characterizations also ensured good reproducibility during the different phases of industrial production. The results of the in vitro digestions will be compared with those of the in vivo study

Les emballages alimentaires antimicrobiens élaborés à partir de ressources renouvelables constituent une réponse aux problèmes de santé publique causés par les intoxications alimentaires, et aux problèmes de gestion des déchets d'emballages en matières plastiques synthétiques. L'élaboration de tels emballages a donc été envisagée ici sous la forme d'un système de papiers enduits de chitosane, un biopolymère à l'activité antimicrobienne démontrée. Cette étude s'est attachée à réduire le Coefficient de Transfert à la Vapeur d'Eau de tels matériaux, tout en conservant leur activité biologique. Deux approches ont pour cela été mises en place : Une approche "matériaux" consistant à enduire un mélange simple de chitosane et d'acide gras sur les papiers, Une approche chimique consistant à modifier chimiquement le chitosane tout en préservant son activité antimicrobienne. L'étude de l'influence de ces deux approches sur la structure des matériaux, sur la bioactivité et sur les propriétés classiques des emballages alimentaires a ensuite été réalisée (sensibilité à l'eau liquide, propriétés mécaniques, coefficient de transfert à l'oxygène). L'enduction du mélange simple chitosane-acide gras et l'utilisation de chitosane O-acylé n'ont pas permis de réduire le CTVE des matériaux, mais ceux-ci ont montré une activité efficace contre Listeria monocytogenes et Salmonella typhimurium ainsi qu'une résistance à l'eau liquide et des propriétés mécaniques intéressantes. Par ailleurs, pour la première fois, un dérivé du chitosane potentiellement bioactif a été oxydé en position C6 par le TEMPO. Enfin, une étude fondamentale des interactions eau-matériaux a été réalisée par RMN-basse résolution, conduisant à des corrélations avec les propriétés macroscopiques des emballages.

Cette thèse est une contribution à l'analyse de la consommation et de la distribution des biens alimentaires. Elle s'inscrit à la fois dans le cadre théorique de l'économétrie de la demande et des relations verticales en Organisation Industrielle. La première partie s'appuie sur l'exemple de la consommation de vin. Il s'agit de comprendre sur le plan statistique l'extrême diversité des valeurs disponibles pour les élasticités-prix et revenu. A l'aide d'une méta-analyse, nous montrons comment les résultats obtenus varient suivant les caractéristiques socio-économiques de la population étudiée, le type de bases de données, et les technologies de modélisation retenues par les auteurs. Après avoir constaté que les caractéristiques des vins influencent l'estimation des élasticités-revenus, nous proposons un protocole d'économie expérimentale, permettant de mesurer le consentement à payer des consommateurs pour les marques privées et les appellations d'origine. La deuxième partie de la thèse s'intéresse à l'amélioration du consentement à payer par les distributeurs. Nous montrons tout d'abord comment il est possible d'envisager une distribution sélective des produits par des distributeurs efficaces sur les efforts de commercialisation. En s'appuyant sur une étude des marques de distributeurs de produits frais, le dernier chapitre de la thèse étudie la possibilité pour la grande distribution d'améliorer la qualité des produits, et les effets induits d'une telle stratégie sur l'économie d'une filière agro-alimentaire.

La synthese du xylitol s'effectue classiquement par hydrogenation catalytique du xylose, extrait de la biomasse vegetale. Cette etude porte sur la faisabilite d'une synthese biologique par des levures du genre candida. Dans la premiere partie du travail, les aptitudes de differentes souches sont appreciees et les conditions operatoires determinees. Dans une deuxieme phase, l'analyse metabolique et physiologique de la reaction d'hydrogenation est particulierement developpee. Notamment, grace a l'etude de croissances sur des substrats heterogenes, il est mis en evidence une relation complexe entre les reactions de croissance et de production (decouplage partiel). Une approche stchiometrique, associant des bilans matieres (spectrometre de masse) et l'analyse metabolique par utilisation de traceurs radioactifs, permet de proposer une explication a ce decouplage et de souligner le role primordial de l'oxygene. La derniere partie du travail porte plus specialement sur les aspects de procedes et de faisabilite industrielle; y sont donc etudies differents systemes de fermentation ainsi que differents types d'hydrolysats de biomasse vegetale. L'interet d'une culture en batches successifs est demontre

Afin de preparer en continu des substrats de fermentation ou des maltodextrines, la gelatinisation et la liquefaction sequentielles d'amidon de mais ont ete realisees dans un cuiseur-extrudeur bi-vis clextral bc45 a fourreau long (1500 mm) utilise en tant que reacteur enzymatique. Certaines caracteristiques d'activite de l'alpha-amylase bacterienne thermostable mise en uvre (termamyl 120 l novo) ont d'abord ete determinees: 1) constantes cinetiques a 37c et ph 5,6; 2) activite selon la nature du substrat amylace; 3) stabilite au cours de l'entreposage refrigere et resistance a un traitement thermique ou mecanique. Des essais d'inactivation, d'inhibition ou d'elimination de l'enzyme ont aussi ete effectues. Une etude de la seule gelatinisation de l'amidon, realisee sur 2 sections de l'extrudeur (500 mm), et en absence d'alpha-amylase, a confirme l'influence negative et preponderante de la teneur en eau en cours d'extrusion ainsi que l'influence positive de la temperature du fourreau et de la vitesse de rotation des vis sur la solubilite dans l'eau des extrudats et sur leur susceptibilite a l'alpha-amylase in vitro. Des conditions de gelatinisation ont ete selectionnees afin de favoriser la liquefaction enzymatique de l'amidon dans le procede sequentiel. Le procede sequentiel de gelatinisation-liquefaction a ensuite ete etudie. Un plan d'experience multifactoriel a permis de determiner, a concentration non limitante en alpha-amylase et a forte teneur en eau en cours de liquefaction), les conditions d'extrusion optimales pour obtenir des hydrolysats totalement solubles dans l'eau et de dextrose equivalent maximal (de=23; dosage a l'acide dinitrosalicylique). Des experiences d'extrusion complementaires, effectuees dans des conditions quasi-optimales, ont precise l'influence du rapport enzyme/substrat, de la vitesse de rotation des vis, de la temperature et des teneurs en eau et en ions calcium en cours de liquefaction sur les caracteristiques des hydrolysats

Ce travail de thèse porte sur l'étude de l'effet du prétraitement des tissus végétaux par CEP sur leur procédé de congélation. Pour cela une étude plus profonde sur les mécanismes de perméabilisation des tissus végétaux par CEP a été réalisée. Les résultats obtenus montrent que les cellules traitées dans le sens parallèle aux lignes des champs électriques sont perméabilisées plus facilement que les cellules traitées dans le sens perpendiculaire aux champs ; qu'il n'existe pas une relation directe entre l'efficacité du traitement par CEP et le rayon cellulaire, et que le rapport entre la conductivité électrique du tissu avant et après traitement joue un rôle important dans la définition des paramètres du traitement par CEP. Les résultats de l'étude de l'effet du prétraitement des produits par CEP révèlent que le prétraitement par CEP à faible intensité (400-580 V/cm) des produits étudiés, permet un gain parfois conséquent en temps de congélation. Les résultats d'une première approche de modélisation montrent un effet significatif des CEP sur la chaleur latente de changement de phase contrairement aux résultats expérimentaux. Ceci peut être expliqué par la diminution de la teneur en eau des échantillons après traitement par CEP. D'autre part les produits traités par CEP+DO sont congelés et lyophilisés plus rapidement que les échantillons non traités et avec un aspect visuel meilleur
This work focuses on the study of the PEF pretreatment effect of plant tissue on the freezing process. For that purpose, a study of the mechanisms occurring during the plant tissue permeabilization by PEF was performed. Results show that cells treated in a perpendicular direction to the electric field lines are more readily permeabilized than those treated in the direction parallel to the fields. There is no direct relationship between the effectiveness of CEP treatment and the cell radius. The ratio of the electrical conductivity of the tissue before and after treatment plays an important role in the choice of the PEF treatment parameters. Results have shown that the effect produced by a PEF pretreatment on the osmotic dehydration (OD), the freeze-drying and the freezing process show that a pretreatment at low intensity (400-580 V/cm) reduces the required freezing time. The results of the model developed showed that treatment with CEP seems to decrease their latent heat by changing their water content. Products treated with CEP + DO are frozen and freeze-dried faster than the untreated samples and with a better visual appearance

Le developpement d'un procede de fabrication d'une boisson nutritive constituee de jus de fruits (fraise et kiwi) et d'hydrolysats de proteines de lactoserum, a ete etudie dans ce travail. L'ultra ou la microfiltration etant l'outil principal pour la clarification et la sterilisation de la boisson. Dans un premier temps, l'etude a ete menee sur la microfiltration de la pulpe de fraise. Les conditions optimales de pression, temperature et vitesse de circulation ont ete choisies en fonction du flux de permeation en utilisant une membrane en oxyde de zirconium de 0,1 micrometre de diametre moyen de pores. Nous avons observe que le flux de permeation est independant de la pression appliquee et qu'il est ameliore par un traitement de depectinisation de la pulpe de fraise. Le jus ainsi obtenu est tres aromatique et presente une belle couleur rouge brillante. L'utilisation de la membrane en zircone de 0,1 micrometre pour la microfiltration de la pulpe de kiwi n'a pas resolu le probleme de formation de filaments dans le permeat. Cependant, le flux de permeation est superieur a celui obtenu lors de la filtration de la pulpe de fraise. Par ailleurs, l'hydrolyse des proteines du lactoserum doux ou acide a ete realisee par plusieurs enzymes d'origine microbienne ou vegetale. Parmi ces enzymes, l'action de l'alcalase 2. 4lg a ete particulierement etudiee du point de vue du degre d'hydrolyse et du passage des peptides et de l'enzyme a travers des membranes de differents diametres moyen de pores. Ainsi, un procede pour l'elaboration d'une boisson riche en vitamines, mineraux et peptides est une solution possible pour l'utilisation des ecarts de triage des fruits et du lactoserum

Les microalgues sont l’une des ressources renouvelables les plus prometteuses pouvant constituer une alimentation durable future. Grâce à leur diversité de métabolisme, ces microorganismes sont capables de synthétiser une vaste gamme de composés d’intérêt à haute valeur nutritionnelle. Cependant, leur consommation reste limitée du fait de leurs caractéristiques organoleptiques intrinsèques peu attrayantes. Afin de répondre à cette problématique et de lever les verrous, les travaux de cette thèse ont porté sur la mise au point d’un procédé de production d’ingrédient alimentaire à partir de spiruline.Une méthode verte et innovante faisant intervenir la technologie ultrasonore pour l'extraction de protéines à partir d'Arthrospira platensis a été proposée dans une première partie. Il s’agit de la manothermosonication (MTS). Le recours à un plan d’expérience a permis d’optimiser les paramètres d’extraction ; et une modélisation mathématique ainsi que des investigations microscopiques ont mené à une compréhension des phénomènes de transfert de masse d’une part et des effets structurels des ultrasons sur les filaments de spiruline d’autre part. Selon les résultats expérimentaux, la MTS a permis d'obtenir 229 % de protéines en plus (28,42 ± 1,15 g / 100 g MS) par rapport au procédé classique sans ultrasons (8,63 ± 1,15 g / 100 g MS). Avec 28,42 g de protéines pour 100 g de spiruline dans l'extrait, un taux de récupération des protéines de 50 % a été atteint en 6 minutes effectives avec un procédé MTS continu. Partant de ces résultats prometteurs, des pistes d’extrapolation ont été étudiées afin de proposer des outils d’aide à la décision pour l’industrialisation du procédé. Ainsi une procédure d’analyse des risques (HACCP & HAZOP), une étude de coût ainsi que l’impact environnemental du procédé ont été développés dans une seconde partie de ces travaux. Enfin, des voies de valorisation des co-produits d’extraction ont été présentées dans une approche de bioraffinerie
Microalgae are one of the most promising renewable resource for future sustainable food. Thanks to their diversity of metabolism, these microorganisms can synthesize a wide range of compounds of interest with high nutritional value. However, their consumption remains limited because of their intrinsic organoleptic characteristics unattractive. To tackle this problem and to overcome these barriers, this thesis was focused on the development of a production process of food ingredient from spirulina.A green and innovative method using ultrasonic technology for the extraction of proteins from Arthrospira platensis was proposed in a first part. This is the manothermosonication (MTS). The use of an experimental plan made it possible to optimize extraction parameters; and mathematical modeling and microscopic investigations led to an understanding of the mass transfer phenomena on the one hand, and the structural effects of ultrasound on spirulina filaments on the other hand. According to the experimental results, MTS allowed to obtain 229 % more proteins (28.42 ± 1.15 g / 100 g DW) compared to the conventional method without ultrasound (8.63 ± 1.15 g / 100 g DW). With 28.42 g of protein per 100 g of spirulina in the extract, a protein recovery rate of 50% was achieved in 6 minutes with a continuous MTS process. Based on these promising results, extrapolation tracks have been studied in order to propose decision support tools for process industrialization. Thus, a risk analysis procedure (HACCP & HAZOP), a cost study as well as the environmental impact of the process were developed in a second part of this work. Lastly, ways of exploiting by-products have been presented in a biorefinery approach

La valorisation de coproduits d'abattage représente un enjeu économique, dans les entreprises de transformation de la viande. Le premier objectif de ce travail porte sur le paramétrage et l'optimisation d'un procédé d'obtention de fractions protéiques par hydrolyse enzymatique ménagée. L’utilisation de la méthodologie de la recherche expérimentale permet de quantifier l'influence et les interactions des facteurs (pH, température, concentration en enzymes, concentration en protéines, durée d'hydrolyse), en réacteur discontinu. La modélisation par méthode empirique du procédé d'hydrolyse, utilise une matrice de Doehlert autorisant sept niveaux différents pour les variables les plus sensibles. Le modèle quadratique obtenu conduit à l'optimisation des facteurs par la méthode des surfaces de réponse. Cette première partie du travail, destinée à limiter et quantifier les facteurs influents au stade industriel, montre que la durée d'hydrolyse et la concentration en enzyme sont les paramètres importants à maitriser. L’étude des propriétés fonctionnelles et nutritionnelles représente la deuxième partie de ce travail. Les propriétés d'hydratation et émulsifiantes d'hydrolysats protéiques issus de coproduits de veau ont été étudiées en fonction du degré d'hydrolyse et de la concentration protéique. Les résultats montrent qu'une hydrolyse enzymatique ménagée améliore les qualités fonctionnelles des hydrolysats. Les expérimentations réalisées industriellement en réacteur discontinu de 400 litres permettent, en fonction de la nature et de la spécificité de l'enzyme, d'obtenir des hydrolysats aptes à la gélification, propriété particulièrement recherchée. Un traitement thermique adapté, nécessaire à l'inactivation des protéases et à la solubilisation des tissus collagéniques, augmente la qualité microbiologique, tout en préservant les propriétés nutritionnelles et fonctionnelles des produits. La valeur nutritionnelle des hydrolysats industriels, destines à l'alimentation humaine, a été mesurée in vivo et in vitro