Étude du foisonnement par mélangeur statique appliqué à la structuration des mousses de blanc d'oeuf dénaturé par traitement thermique

Study of the foaming process by using a static mixer : foaming properties of egg white proteins heated in the dry state

• Auteur / Autrice : Émeline Talansier
• Direction : Jack Legrand
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur. Génie des procédés
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur, Géosciences, Architecture (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéines -- Conformation

Traitement thermique

Oeufs

Résumé

Les protéines de blanc d’œuf sont largement utilisées dans l’industrie agro-alimentaire pour leurs propriétés moussantes. L’objectif de cette thèse consiste à mettre en évidence la modification de ces propriétés lors de l’application d’un traitement thermique appliqué sur la poudre de blanc d'œuf. Son impact est évalué à travers une caractérisation complète de la solution protéique et de la mousse correspondante. Une première approche avec des mousses fabriquées au laboratoire à l’aide d’un bol mixer a permis de mettre en avant certaines tendances, notamment l’amélioration de la stabilité lors des traitements thermiques moyens, ainsi qu’un lien entre propriétés inter-faciales et rhéologiques de la mousse. L’utilisation d’un mélangeur statique SMX10™ comme foisonneur continu a ensuite permis la fabrication de mousses à structure contrôlée, ce qui est impossible avec le procédé « batch ». Les propriétés d’usage de la mousse (texture et stabilité), ont pu être reliées à ses paramètres de structure (fraction de vide et taille des bulles), et l’effet de la dénaturation des protéines sur les propriétés de la mousse a pu être quantifié. Outre son intérêt pour la fabrication d’échantillons, le SMX10™ peut constituer un procédé alternatif intéressant au niveau industriel. Un modèle de fonctionnement simplifié 1D est ici proposé. Ce modèle, basé sur le calcul de l’évolution le long du mélangeur de la pression et de la taille des bulles, prend notamment en compte l’expansion du gaz et utilise une modélisation semi-empirique de la viscosité de la mousse. Cette approche globale peut être mise à profit afin de dimensionner ce procédé pour une large gamme d’échelles et d’applications

Egg white proteins (EWP) are widely used in food industries because of their excellent foaming properties. The pasteurization is often performed in the dry state to prevent a damage of their functional properties. The aim of this study is to estimate the effect of dry heat treatment at different levels on the EWP foams properties. The conformational changes of proteins and the formation of soluble aggregates caused by the treatment are investigated in relation to interfacial properties. A link is explored between the EWP denaturation and foam characteristics. As a first approach, foams are processed with a standard home mixer. A link is established between interfacial and rheological properties of foams, and foam stability improved for mild treatments. But such batch foaming process does not allow the production of fixed overrun or bubble size distribution. The static mixer (Sulzer-SMX10™) is therefore required to control the foam structure. It is then possible to link foams properties, i. E. Texture and stability, to their structural parameters (void fraction and bubbles size). The effect of the protein denaturation induced by dry heat treatment is also quantified. The SMX10™ static mixer may be proposed as an eminent alternative process to produce foams at lab but mostly at an industrial scale. An axial physical 1D model is proposed, based on the calculations along the mixer of the pressure drop and the bubble size. The gas expansion is taken into account, and a semi-empirical model is used to characterise the foam viscosity. This approach makes scale-up possible, in the view to use this process for a large range of scales and applications