Fonctionnalités différentes des agrégats du mélange 2 en fonction du volume traité

Le module de stockage (G’) des gels formés à partir des agrégats séchés redispersés est représenté en configuration log-log en fonction du temps en Figure 73. Les gels formés à partir des agrégats des mélanges 1 et 2 sont respectivement représentés sur les Figure 73A et Figure 73B.

Les agrégats du mélange 1 provenant d’essais Minor ou Bionov (Figure 73A) ont une vitesse de gélification d’un même ordre de grandeur (G’ équivalent à un temps donné) et forment des gels de modèle conservatif proche (G’ = 24,45 Pa et G’ = 27,78 Pa respectivement). Les gels produits à parir des agrégats du mélange 2 provenant d’essais Minor ou Bionov (Figure 73B) ont des comportements

Figure 74 : Module élastique des gels formés à 65°C par acidification d’une suspension d’agrégats à C= 60g.L-1 ; α ≈ 4,5 et pH ≈ 6,0, en fonction du temps. Les agrégats des mélanges 1 et 2 produits au pilote, séchés soit sur la tour Minor soit sur la tour Bionov sont respectivement représentés en (A) et (B).

A B Mélange 2 Minor pH 6,00 Mélange 2 Bionov pH 5,99 Mélange 1 Minor pH 6,08 Mélange 2 Bionov pH 6,00

différents. Le module élastique du gel produit à partir des agrégats Minor augmente fortement et continuellement jusqu’à atteindre une force finale G’= 537,03 Pa. En revanche, pour les gels produits à partir des agrégats Bionov, la forte augmentation initiale du module élastique est suivie d’une diminution caractéristique d’une synérèse.

Si on s’interesse à l’évolution de tan (δ) en fonction du temps (Figure 74), on observe que les valeurs de tan (δ) sont inférieures à 1 traduisant des propriétés à dominantes élastiques. Cependant dans le cas des essais sur la tour de séchage Bionov, une augmentation de tan (δ) à partir de 1000s traduit bien un système un peu moins structuré.

Pour expliquer l’apparition de synérèse (fragilisation du gel avec apparition de poches de sérum) lors des essais Bionov, nous nous sommes intéressés à l’impact de l’augmentation du volume traité au cours des essais sur la taille des agrégats.

Quand on augmente le volume traité (essai faible volume traité : 100L ; essai grand volume traité : 400L), tout en appliquant un même temps de traitement thermique de 15 min, on n’observe pas de variation de taille des agrégats pour les agrégats du mélange 1. Quand on augmente le volume traité pour les agrégats du mélange 2, on observe une sur-agrégation des agrégats avec une augmentation du Rg (Figure 75). On peut expliquer cette augmentation du Rg par le fait qu’en augmentant le volume traité, on collecte une fraction à temps de séjour plus élevé qu’on ne collectait pas lors des essais de faible volume traité (Figure 76). Quels que soient les essais, la distribution du temps de séjour est identique, mais la durée de collecte et ainsi le risque de détachement d’agrégats en provenance des parois du tube encrassé augmente avec le volume traité au cours de l’essai. En effet quand on applique

Figure 75 : Evolution de tan (δ) en fonction du temps des gels formés à 65°C par acidification d’une suspension d’agrégats à C = 60g.L-1 ; α ≈ 4,5 et pH ≈ 6,0, en fonction du temps. Les agrégats du mélange 2 sont séchés sur la tour Minor ou la tour Bionov puis redispersés

un traitement thermique de 15 min, le temps de séjour se répartit selon une gaussienne centré sur 15 min, mais une fraction d’agrégats subit un temps de séjour plus long. Cette augmentation du temps de traitement semble avoir une influence sur la formation des agrégats du mélange 2 qui n’auraient pas atteints leur état de stabilité. Ceci rejoint les travaux de Inthavong et al. (2016) ; Kharlamova et al. (2016) ; Mehalebi et al. (2008) et Phan-Xuan et al. (2011) qui utilisent des temps de traitement thermiques supérieurs à 10h pour atteindre un état stable.

L’augmentation de taille des agrégats du mélange 2 liée à l’augmentation du volume traité (et donc de la durée de collecte) peut ainsi expliquer l’apparition de synérèse dans le cas des gels formés à partir des agrégats du mélange 2 Bionov (Figure 73B). Kharlamova et al. (2018) ont effectivement montré que les gels formés à partir des agrégats de très grande taille (Rh > 500nm) étaient davantage sujets à la synérèse et rendaient de l’eau à des concentrations en agrégats plus faibles.

Ainsi, les agrégats du mélange 2 formés dans les conditions de 6% en protéine, 25mM en NaCl et produits sur de grands volumes traités subissent une sur-agrégation lors de leur production (Figure 75) mais également lors du séchage (Figure 64 ; Chapitre 5) qui a pour impact une fragilisation du gel attribuée à la formation de poche de sérum appelée synérèse. Pour confirmer ces hypothèses, il conviendrait bien évidemment de compléter l’étude des gels formés par une observation microscopique pour en voir l’hétérogénéité. Il conviendrait de se placer à des concentrations en protéines et sel inférieures pour former des agrégats de plus petite taille et d’augmenter la durée de traitement thermique lors de leur formation pour atteindre un état de stabilité et ainsi éviter les phénomènes de sur-agrégation observés.

Figure 76 : Représentation schématique de l'impact de l'augmentation du volume traité sur la collecte d'une fraction à temps de séjour plus long. En vert, ce qui est collecté pour les essais de faible volume traité ; en bleu ce qui est collecté après des essais de grand volume traité. Figure 77 : Factogrammes des agrégats du mélange 2 produits à

des volumes traités faibles ou grands en voie liquide.

Pour conclure sur la fonctionnalité gélifiante, on peut dire que la présence d’une fraction de microgels dans les agrégats du mélange 1 a pour conséquence, du fait de leur densité élevée, une diminution de leur capacité à former un réseau remplissant tout l’espace et ainsi une diminution de la force du gel induit par l’acidité. Ceci avait été montré à l’échelle paillasse, et est maintenant confirmé pour les agrégats produits à l’échelle pilote, séchés et redispersés.

Contrairement aux agrégats du mélange 1, une sur-agrégation des agrégats fractals du mélange 2 est observée lors de l’augmentation du volume traité et lors du séchage qui a pour conséquence l’apparition de synérèse non désirable.

Il convient de poursuivre les investigations afin de savoir dans quelle mesure la différence de propriété rhéologique des gels pour les deux types de mélanges a un impact réel en bouche avec des matrices alimentaires plus complexes.