Structure et connectivité des interfaces huile-eau en relation avec les propriétés rhéologiques des crèmes dessert et l’oxydation des lipides

Structure and connectivity of oil-water interface in relation to rheological properties of dairy desserts and lipid oxidation

• Auteur / Autrice : Claire Surel
• Direction : Marc Anton, Catherine Garnier, Alain Riaublanc
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences agroalimentaires, Biochimie
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Végétal-Environnement-Nutrition-Agro-Alimentaire-Mer (Angers)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Acides gras insaturés

Traitement thermique

Émulsions

Protéines du lait

Mots clés libres

Agpi

Propriétés rhéologiques

Agrégation

Oxydation

Résumé

L'objectif principal de ce travail de thèse est de comprendre l'impact des interfaces, par le biais de leur composition et de leur organisation, sur la connectivité des gouttelettes de matière grasse et la microstructure d’émulsions huile-dans-eau. Un second enjeu consiste à étendre cette compréhension à des systèmes plus complexes en incorporant ces émulsions dans un produit modèle réaliste (de type crème dessert) enrichi en acides gras polyinsaturés (AGPI). Quatre types d'objets (micelles de caséines (CM), protéines du lactosérum natives (WP), WP agrégées et WP agrégées sur les CM) ont été obtenus par traitement thermique (60°C / 80°C) appliqué à des solutions de protéines contenant différents ratios CM/WP. De par leurs propriétés d’étalement différentes, la compétition entre ces objets pour couvrir l’interface génère quatre structures interfaciales. Celles-ci conditionnent la connectivité entre les gouttelettes ce qui induit des comportements rhéologiques des émulsions de types liquide, structuré ou gélifié. Après incorporation de ces émulsions dans les crèmes dessert, seule la présence de WP agrégées à l'interface augmente la fermeté de ces crèmes. Lorsque les émulsions et crèmes dessert sont enrichies en AGPI, quelle que soit la formulation et après conservation 2 mois à 4°C, l'oxydation des lipides reste faible. Ce modèle d'aliment se prête donc bien aux études nutritionnelles portant sur l'enrichissement en AGPI. Cette thèse s'inscrivant dans le projet européen DREAM (FP7) a également fait l'objet d’une collaboration pour construire un modèle mathématique permettant de prédire la structure des interfaces et leurs interactions.

The main objective of this work was to understand the impact of interfaces through their composition and their organization on the connectivity between fat droplets and microstructure of oil-in-water emulsions. A second challenge consisted to extend this understanding to more complex systems by adding these emulsions into a realistic food model (dairy dessert) enriched in polyunsaturated fatty acids (PUFAs). Four kinds of objects (casein micelles (CM), native whey proteins (WP), aggregated WP and aggregated WP on CM) were obtained by heat treatment (60°C / 80°C) applied to proteins solutions containing various CM / WP ratios. Due to their different spreading properties, the competition between these objects to cover the interface generated four interfacial structures. These structures determined the connectivity between droplets leading to various rheological behaviors of emulsions: liquid, structured or gel. After incorporation of the emulsions in dairy desserts, only the presence of aggregated WP at the interface increased the firmness of these desserts. When emulsions and dairy desserts were enriched in PUFAs, whatever the formulation and after a 2 months preservation at 4°C, the oxidation of lipids remained low. This food model was then suitable for nutritional studies regarding the enrichment in PUFAs. This thesis was part of the European DREAM project (FP7) and was also the opportunity of a collaboration to build a mathematical model able to predict the structure of interfaces and their interactions.