Compréhension et modélisation des phénomènes physiques régissant la libération des stimuli orosensoriels

Understanding and modeling of physical phenomena governing orosensorial stimuli release

• Auteur / Autrice : Clément de Loubens
• Direction : Isabelle Souchon, Albert Magnin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : AgroParisTech

Mots clés

Mots clés contrôlés

Déglutition

Simulation, Méthodes de

Mastication

Modèles mathématiques

Stimulation sensorielle

Aliments -- Odeurs

Aliments -- Analyse sensorielle

Résumé

La compréhension et la modélisation des phénomènes régissant la libération des stimuli orosensoriels durant la consommation d'un aliment doit permettre de respecter des critères de conception à la fois nutritionnels et organoleptiques. Un modèle de libération du sel au cours de la mastication a été développé pour des produits « solides ». La déstructuration du produit a été appréhendée en terme de génération de surface de contact entre le produit et la salive qui gouverne les transferts de sel. La surface de contact a été considérée comme étant le produit de deux fonctions. La première est reliée au sujet et est fonction de son efficacité masticatoire. La seconde est reliée au produit et dépend de ses propriétés de déstructuration qui peuvent être déterminées par des tests in vitro. Durant la phase pharyngée, la biomécanique de la déglutition gouverne l'enduction des muqueuses par le bol alimentaire et ainsi la libération des composés d'arôme présents dans cette couche. Ces phénomènes sont régis par un écoulement en film mince, stationnaire, dans un contact élastohydrodynamique mou dont la cinématique équivaut à un processus d'enduction par des cylindres contrarotatifs lubrifiés par de la salive. Deux régimes ont été distingués. Lorsque le film de salive est fin, la viscosité du bol alimentaire a un grand rôle sur l'enduction et la libération des composés d'arôme. Lorsque le film de salive est épais, le bol est dilué par la salive durant le processus de déglutition et sa viscosité a un faible effet sur l'enduction et la libération des composés d'arôme. Ce second régime permet d'expliquer l'origine physique d'observations in vivo concernant la libération des composés d'arôme.

Understanding and modeling phenomena governing stimuli release during food consumption make it possible to respect both nutritional and sensorial criteria during its formulation. A model of salt release during the course of mastication was developed for “solid” products. The breakdown was comprehended by the generation of the area of contact between the product and the saliva that governs the transfers of stimuli. The area of contact was written as the product of two functions. The first was related to the subject and was function of his masticatory performance. The second was related to the product and depended on its breakdown behavior that can be determined by in vitro tests. During the pharyngeal stage, the biomechanics of swallowing governs pharyngeal mucosa coating and aroma compounds present in this layer. These phenomena are due to a thin film flow, stationary in a soft elastohydrodynamic contact whose the kinematics is equivalent to a forward roll coating process lubricated by saliva. Two sets of conditions were distinguished. When the saliva film is thin, food bolus viscosity has a strong impact on mucosa coating and on flavour release. When the saliva film is thick, the food bolus coating the mucosa is very diluted by saliva during the swallowing process and the impact of product viscosity on flavour release is weak. This second set of condition allowed us to explain the physical origin of in vivo observations on flavour release.