Rétention du limonène au sein de matrices polysaccharidiques à base de xanthane et de galactomannanes

Retention of limonene within polysaccharids consisting in xanthan and galactomannans gums

• Auteur / Autrice : Sébastien Secouard
• Direction : Bernard Decroix
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie et physicochimie des polymères
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Le Havre

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tension superficielle

Aromatisants

Chromatographie en phase gazeuse

Limonène

Rhéologie

Galactomannane

Gomme de xanthane

Polysaccharides

Résumé

Cette étude concerne la compréhension des relations entre les propriétés de matrices à base de polysaccharides, et les phénomènes de rétention d'un composé d'arômes : le limonène. Les polysaccharides utilisés sont le xanthane, les galactomannanes : les gommes caroube et guar, et des mélanges xanthane / galactomannane. La baisse de diffusion du limonène au sein de ces matrices, liée à l'augmentation de la viscosité (équation de Stokes-Einstein), est tout particulièrement mise en évidence au sein des solutions de xanthane. Ce phénomène est beaucoup moins marqué pour les solutions de galactomannane. De plus, des interactions limonène - matrice sont également présentes dans les solutions de xanthane. Une étude cinétique menée, en parallèle, sur la libération du limonène et sur l'évolution des propriétés de surface des solutions met en évidence que la réorganisation des chaînes de polymères à l'interface eau - air, pour les solutions de guar, de xanthane et les mélanges xanthane/guar a un effet "barrière" sur la libération du limonène. Ce phénomène, très marqué pour les matrices à base de xanthane permet de confirmer dans ce cas, la présence d'interactions de nature apolaire dès le régime de concentration semi-dilué. Les propriétés synergiques des mélanges xanthane/galactomannane sont bien connus, mais les mécanismes proposés sont assez controversés. Ainsi, ce travail a également permis de mieux comprendre la nature des interactions mis en jeu entre les différents polymères. Les différentes expériences menées ont montré la formation d'interactions limonène - matrice dans les mélanges xanthane / caroube. Une étude brève menée avec le décanal et le diacétyle (composé d'arômes très polaire) ainsi que l'étude des phénomènes aux interfaces matrice - air, confirment les hypothèses quant à la formation de zones hydrophobes dans ces mélanges

This work deals with relations between properties of matrices based on polysaccharides, and retention properties of an aroma compound: limonene. The polysaccharides used are xanthan gum, galactomannan: carob gum and guar gum, and xanthan / galactomannans mixtures. The results show a sharp reduction of limonene release as the result of two main mechanisms: diffusion decrease in the media and molecular interactions between flavour compounds and matrix constituents. The first mechanism follows the Stokes-Einstein equation that predicts the reduction of flavour molecule diffusion as the solution viscosity increases. This mechanism is particularly pointed out for xanthan solutions in comparison to galactomannan solutions. Moreover, binding interactions of limonene with the xanthan matrices occur. Kinetic studies of both the surface properties characteristics and the aroma compound release allow to evidence rearrangement of polymers chains at the interface of xanthan, guar and xanthan/guar matrices. This phenomenon has a role of "barrier" on the release of limonene and it confirms the formation of apolar interactions from the semi-diluted regime concentration of xanthan. Xanthan / galactomannan mixtures develop well-known synergistic properties, but the mechanisms of interactions still remain controversial. Thus, this work especially allowed a better understanding of the nature of the interactions between the different polysaccharides. Specific limonene - matrix interactions are preponderant in xanthan/carob mixtures. Among all of the researches, two studies were conducted: one with decanal and diacetyl (highly polar volatile) and another one that deals with matrix - air interfaces properties. They both allow a confirmation of some hypotheses about hydrophobic zones formation in such mixtures