Cette synthèse bibliographique, réalisée autour des purées végétales et en particulier de la purée de pomme (définie comme une dispersion concentrée de particules molles) a permis de détailler les principaux facteurs influençant leurs propriétés rhéologiques, structurales et sensorielles.
Les propriétés rhéologiques et sensorielles des purées sont déterminées par leur
structure. Les paramètres influant sont la taille, la forme, la rigidité et la concentration des
particules ainsi que la viscosité de la phase continue, c'est-à-dire le sérum.
Ces propriétés, dépendent de plusieurs facteurs internes : variété et état de maturité du fruit ou externes : notamment le traitement thermique et mécanique appliqués lors de la transformation en purée.
La paroi cellulaire est le composant structural majeur des particules de suspensions végétales. Par son état au sein des fragments de parenchyme, celle-ci a deux rôles importants : elle détermine les propriétés rhéologiques et la texture du produit et elle joue un rôle au plan physiologique en tant que fibre alimentaire, d’où l’importance de bien comprendre l’impact du procédé de fabrication sur les propriétés structurales des dispersions végétales. Les pectines sont les éléments de la paroi cellulaire les plus susceptibles à modification. Sous l’effet du traitement thermique, elles vont être en partie solubilisées et ainsi la lamelle moyenne qui connecte les parois cellulaires va être dégradée. Cela va ramollir les tissus, en même temps que la viscosité du sérum va se trouver modifiée. Différents auteurs ont étudié l’impact de la transformation sur les propriétés structurales des dispersions végétales et leurs propriétés. Les observations sont différentes selon le fruit ou
légume. Avec le raffinage par exemple, la viscosité apparente va diminuer pour la purée de
pomme suite à une séparation des amas cellulaires, les dispersions restant ainsi relativement grossières, alors qu’elle va augmenter pour la purée de fraise ou le concentré de tomate, avec une morphologie différente et des tailles de particules plus petites offrant des surfaces de contacts plus importantes selon les hypothèses avancées. De même, pour ce qui concerne
l’effet du traitement thermique et la solubilisation des pectines, dans certains cas la
viscosité du sérum augmente tandis que dans d’autres elle diminue, dans ce cas, les
conditions de temps/ température auraient une influence sur l’activité enzymatique . Ainsi le procédé Hot Break inactive les pectine methyl esterases ce qui se traduit par des viscosités plus élevées, et au contraire le procédé Cold Break, permet des conditions plus favorables à l’action des enzymes, avec pour conséquence des viscosités plus faibles du produit final. Dans le cas de la fabrication de la purée de pomme, le plus souvent les enzymes sont inactivées et l’augmentation de la viscosité du sérum est plutôt due à la solubilisation des pectines par hydrolyse acide.
Même s’il s’agit toujours de suspensions de particules végétales dans un sérum plus ou moins épaissi, les résultats sont difficiles à comparer d’une espèce de fruits ou légumes à l’autre. Même pour des purées de végétaux de même nature, la comparaison quantitative des propriétés reste délicate dans la mesure où existent des différences,intrinsèques de variété, de
maturité et donc de composition, d’organisation et de rigidité des tissus, mais aussi du fait
des paramètres de procédé utilisés, souvent différents.
La pomme est un fruit riche en fibres (près de 3g/100g) et la transformation en purée modifie peu sa composition. Le ratio fibres solubles/insolubles peut évoluer, mais des travaux ont montré que la diminution en fibres totales reste faible, selon la variété de la pomme les
purées vont avoir une teneur en fibres entre 1,7 et 2,5 g/100g. La perte plus importante se
produit lors du raffinage, avec la perte d’une partie de la peau et des carpelles. Avec le traitement thermo-mécanique, les changements structuraux dans les parois vont contribuer à une meilleure capacité d’absorption d’eau. Les purées de fruits restent des produits intéressants au plan nutritionnel, ils constituent une façon pratique de consommer des fruits.
La texture est un déterminant majeur de la qualité sensorielle des purées de fruits, elle
peut être évaluée en bouche, mais aussi à la cuillère ou par l’aspect visuel. Parmi les principaux descripteurs utilisés pour évaluer la texture des purées, ressortent le « granuleux » et la « fermeté » ou la « consistance ». Ces attributs apparaissent en lien avec la structure du produit, la granulométrie et la teneur en pulpe respectivement qui, avec la viscosité du sérum vont également influer sur les propriétés rhéologiques. Ces dernières peuvent être caractérisées aux grandes déformations (propriétés d’écoulement) ou aux petites déformations (propriétés viscoélastiques) qui reflètent l’état de structure « au repos ». Les purées des fruits sont des fluides à seuil mais sont peu thixotropes, au-delà du seuil, elles présentent un caractère rhéofluidifiant. La caractérisation rhéologique présente une difficulté liée à la taille
système de mesure suffisamment large. La comparaison des résultats d’une étude à l’autre est parfois difficile de ce fait. La structure des purées joue un rôle déterminant sur leurs
propriétés rhéologiques. La viscosité de la phase continue a une contribution sur la
viscosité apparente globale mais son effet est décrit comme mineur par rapport à la concentration en particules. La teneur en particules a un effet de premier ordre sur les propriétés rhéologiques. La viscosité apparente, le seuil d’écoulement, les propriétés viscoélastiques et le caractère rhéofluidifiant augmentent avec elle. Toutefois la
quantification de la teneur en particules, n’est pas simple. Elle peut être évaluée de
différentes manières selon les auteurs. Généralement elle est calculée comme la teneur en
pulpe déterminée par centrifugation l’inconvénient est qu’il s’agit d’une méthode empirique
qui va dépendre des conditions de la centrifugation et de la déformabilité des particules qui peuvent se tasser de différentes manières. Une méthode plus objective et précise est celle de la quantification du « matériel insoluble à l’alcool » qui permet de calculer la quantité de paroi cellulaire de l’échantillon. Une approche pertinente consisterait à essayer d’estimer la
fraction volumique c'est-à-dire le volume occupé par les particules. Pour les purées de
pomme nous n’avons trouvé aucune estimation de cette grandeur dans la littérature. Elle est difficile à déterminer du fait de la nature des éléments dispersés : cellules ou amas de cellules, fragments cellulaires remplis de sérum, de taille, forme et de déformabilité variable. Quelques auteurs commencent à l’estimer dans des travaux récents (Day et al., 2010) pour des dispersions de carotte et brocoli, indirectement à partir de mesures rhéologiques.
De nombreuses questions restent ouvertes concernant la structure et les propriétés des purées de fruits, parmi celles-ci :
• Comment caractériser au mieux la dispersion dans ces différentes composantes : parois cellulaires, amas, particules, état d’organisation ? sérum ? Peut-on disposer de paramètres morphologiques caractérisant les particules ?
• Comment accéder à la fraction volumique des purées : Peut-on estimer le volume effectivement occupé par les particules de pulpe dans une purée de fruit ? Peut-on estimer une voluminosité apparente des parois cellulaires dans le sérum ? Comment ces grandeurs, varient-elles en fonction de l’état des parois ? de la taille des amas cellulaires ? Peut-on en estimer la rigidité ?
• Comment varient les propriétés rhéologiques de la dispersion en fonction de la
concentration en particules ? Peut-on identifier différents régimes de concentration ?
• Quel est le rôle de la viscosité du sérum et son interaction avec les particules ? Quel est son impact sur les propriétés de la purée ?
• Quel est l’impact des différents paramètres de structure sur les propriétés rhéologiques et sensorielles des purées ?
• Quels sont les meilleurs indicateurs pour bien caractériser une purée en relation avec ses propriétés de texture. : rhéologiques (propriétés d’écoulement et viscoélastiques), structuraux (taille et concentration de particules, viscosité du sérum…) et sensorielles (carte sensorielle) ? Peut-on construire des modèles qui mettent en relation ses trois caractéristiques tels que :
Paramètre rhéologique = f (paramètres structuraux) Paramètre sensorielle = f (paramètres structuraux)