Remerciements

Les auteurs aimeraient remercier les cuisiniers innovateurs ayant participé au projet ainsi que les deux étudiants en cuisine ayant pris part aux ateliers culinaires. Les auteurs aimeraient également remercier Gabrielle Couture pour son précieux travail de transcription ainsi que Pierre Beauchemin et Pierre Soulière pour leur support technique lors des ateliers culinaires.

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Discussion et conclusions générales

Outre les légumes crus, en morceaux, bouillis, cuits à la vapeur ou grillés, la purée de légumes représente un ingrédient utile pour enrichir le contenu nutritionnel de produits alimentaires, en plus de donner une seconde vie aux légumes de 2e classe. Le panais, un légume québécois offrant de propriétés nutritionnelles et sensorielles intéressantes, a été choisi comme premier légume pour débuter les travaux sur ce sujet. Ce mémoire avait pour but d’évaluer la fonctionnalité d’une purée de panais et ses fractions (pulpe et sérum) dans des matrices alimentaires gélifiées puis de proposer des idées créatives d’utilisation en cuisine. Ces travaux ont été guidés par l’hypothèse de recherche suivante : l’introduction d’une purée de panais et de ses fractions dans des matrices gélifiées permet de moduler leurs propriétés structurales et sensorielles et de diversifier leur valorisation culinaire par l’implication de cuisiniers innovateurs.

Pour vérifier l’hypothèse de recherche, trois objectifs ont été réalisés. Les deux premiers objectifs de ce projet consistaient à (1) caractériser les propriétés physicochimiques et rhéologiques d’une purée de panais et de ses fractions (pulpe et sérum) obtenues par centrifugation, puis (2) évaluer l’effet de l’incorporation de ces trois fractions (purée, pulpe, sérum) à trois concentrations (20, 40 et 60%) sur les caractéristiques physiques (texture, apparence) de gels de gélatine, d’agar-agar et d’un mélange agar-gélatine. La couleur et l’opacité des gels ont été mesurées par analyse d’image, alors que la texture des gels a été mesurée par compression uniaxiale à l’aide d’un texturomètre. Le chapitre 3 a permis de répondre à ces deux premiers objectifs.

Dans l’optique de valoriser l’utilisation de la purée de légumes et de ses fractions dans des aliments gélifiés, une étude qualitative a été menée. Trois gels aux propriétés distinctes ont d’abord été sélectionnés puis présentés à des cuisiniers innovateurs pour générer des idées d’utilisation en cuisine. L’objectif 3 visait donc à caractériser le potentiel culinaire de la purée de panais et de ses fractions introduites dans des préparations culinaires gélifiées en proposant des usages potentiels en cuisine, des techniques et des outils pour mettre en forme

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les idées créatives reçues et mettant en vedette les gels de panais. Le chapitre 4 présente les résultats associés à ce dernier objectif.

Retour sur les résultats

Dans un premier temps, les résultats de la caractérisation ont montré que la purée et la pulpe comportaient des propriétés rhéologiques et physicochimiques similaires, principalement en raison de leur contenu en particules insolubles, comparativement à la fraction sérique, comportant plutôt des particules solubles. L’intérêt de caractériser les fractions était de connaître le profil physicochimique de chacune des fractions de purée de panais, en plus de mieux comprendre et expliquer leur impact dans les gels.

L’incorporation de purée ou de pulpe de panais a contribué à accentuer l’opacité des gels et leur teinte de jaune étant donné la couleur du panais, alors que les effets étaient moindres avec l’ajout de sérum. Ces résultats ont pu être constatés simplement de manière visuelle. Néanmoins, la mesure par analyse d’image a permis de quantifier la couleur des gels et de mettre en évidence des différences significatives.

En ce qui concerne la texture des gels de panais, la présence de sérum a eu des effets mineurs sur la texture des matrices gels. L’incorporation du sérum de panais n’a eu aucun impact significatif sur la rigidité des matrices.

À large déformation, la fraction sérum a montré des effets distincts selon la matrice. Aucun effet n’a été observé sur le gel de gélatine alors que l’incorporation de sérum a contribué à rendre le gel d’agar-agar un peu plus faible et cassant. De même, la fermeté du gel d’un mélange d’agar-gélatine a diminué graduellement avec l’incorporation du sérum. Comme l’eau est substituée par le sérum de panais, cela a pour effet de modifier la nature du solvent : diminution de ratio eau libre, eau liée et augmentation de la concentration en solides totaux. Ces changements peuvent avoir influencé l’hydratation des gélifiants.

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L’impact du contenu en pectine et en minéraux de la fraction sérique a aussi été soulevé comme facteurs ayant peut-être affecté la structure du réseau gélifié.

Pour leur part, les particules insolubles, contenues dans la purée et la fraction pulpe, ont rendu les trois matrices significativement plus rigides (Young’s modulus) à très faible déformation, et ce, plus la concentration augmentait. Cet effet serait en partie dû à une diminution du contenu en eau du gel, et ce, plus la concentration en purée ou en pulpe augmente. D’autres travaux portant sur l’incorporation de billes de Sephadex avaient aussi observé cet effet de renforcement à faible déformation (Brownsey et al., 1987). L’effet des particules insolubles sur la rigidité des matrices de gel a pu être en partie expliqué à l’aide du modèle théorique des gels remplis, en posant l’hypothèse que les particules de panais, particulièrement des fibres, étaient plus rigides que le réseau gélifié et contribuaient donc à augmenter la rigidité du gel rempli.

À large déformation, les particules insolubles ont contribué à diminuer la fermeté et la force nécessaire pour fracturer le gel d’agar-agar. Cet effet serait peut-être dû à une interférence causée par les particules insolubles lors de l’association des chaînes d’hydrocolloïdes pour former le réseau gélifié (Fiszman and Durán, 1992). En plus de l’augmentation de la concentration en particules, l’ajout de la purée ou de la fraction pulpe contribue à une réduction du contenu en eau du gel. Il est possible que dans ces conditions l’agar-agar n’ait pu s’hydrater adéquatement et se déployer en solution pour former un gel de façon optimale.

Pour ce qui est de la matrice de gélatine et la matrice du mélange agar-gélatine, l’augmentation de la concentration en particules insolubles a résulté en une augmentation de la force nécessaire pour compresser et pour fracturer le gel, mais en une diminution de la déformabilité du gel. Ce phénomène a été observé à quelques reprises dans la littérature consultée. Pour expliquer ces résultats, l’hypothèse suivant a été émise : les particules insolubles de la purée et de la pulpe interagissent physiquement avec le réseau de gélatine et le réseau mixte pour former un gel rempli plus ferme, mais plus friable. Dans l’ensemble, les résultats ont soulevé que l’ajout de particules insolubles avait généralement des impacts physiques prononcés tandis que l’effet des particules solubles était plus limité.

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La dernière partie des résultats concerne l’approche qualitative de caractérisation du potentiel culinaire de gels sélectionnés. La description sensorielle a montré qu’un gel fait de sérum de panais avait une apparence translucide et un profil sensoriel frais et sucré, tandis qu’un gel fait de pulpe était opaque, jaune et fibreux avec des arômes de terre et la présence d’amertume. Les données recueillies ont notamment permis de mieux comprendre de quelles façons des cuisiniers innovateurs projettent d’intégrer différents gels à base de panais dans des préparations culinaires, et d’identifier des formes d’application ainsi que des techniques et outils menant à des usages variés pour ces gels.

Lors des entrevues, les participants devaient proposer un menu découverte mettant en vedette les gels de panais. Au total, sept différentes manières (Formes) de présenter l’un ou l’autre des gels à l’utilisation ont été évoquées (gel de panais fluide, non déstructuré, pilé, etc.), ainsi que douze techniques et outils impliqués pour mettre en forme le gel (mixer- blender, couper-tailler, incorporer, etc.). Au final, cette démarche a permis de récolter de nombreuses propositions d’usage des gels de panais en cuisine

Retour sur l’hypothèse

Le fractionnement de la purée de panais en deux phases, pulpe et jus, et l’introduction de l’une ou l’autre de ces phases dans différentes matrices gélifiées a permis de générer une grande diversité sensorielle. L’emploi des fractions a permis d’une part de mieux comprendre l’impact des constituants d’une purée de panais dans des matrices gélifiées, en plus de diversifier le profil sensoriel et les usages culinaires potentiels de ces gels. Cela confirme donc l’hypothèse que l’introduction d’une purée de panais et de ses fractions dans des matrices gélifiées permet de moduler leurs propriétés structurales et sensorielles et de diversifier leur valorisation culinaire par l’implication de cuisiniers innovateurs.

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Retour sur les méthodes

En général, les méthodes utilisées pour réaliser ces travaux ont été réfléchies et discutées de manière à obtenir des données représentatives et précises. Le fractionnement de la purée et l’introduction de ces fractions à différentes concentrations (20, 40 et 60%) ont été très pertinents pour mieux comprendre l’évolution des propriétés mécaniques des matrices gélifiées selon l’ajout de différents types de particules. Lors de la formulation des gels de panais, la concentration en gélifiants a été déterminée en fonction des travaux de Moritaka and Naito (2002) et des essais préliminaires dans le but d’obtenir des gels solides aptes à être compressés et fracturés. Cependant, pendant les entrevues de valorisation, la texture ferme et solide des gels, surtout pour le gel d’agar-agar et de sérum (gel B), n’a pas plu aux cuisiniers innovateurs. Quelques participants ont mentionné que la concentration en gélifiant était trop élevée, diminuant ainsi leur appréciation générale du gel, mais cela peut être considéré comme faisant partie des caractéristiques différentes de ce gel.

Pour l’analyse de la texture, des mesures ont été réalisées à faible et large déformation dans le but d’obtenir un profil de texture complet, et ainsi pour mieux comprendre l’impact des fractions sur la structure des trois matrices. Globalement, les résultats obtenus étaient répétables et comparables à d’autres travaux (Brownsey et al., 1987; Genovese et al., 2010; Hernández et al., 1999; Ross-Murphy and Todd, 1983). En plus d’obtenir des données quantitatives sur la texture des gels de panais, une caractérisation sensorielle libre a été réalisée par les cuisiniers innovateurs. Cela a permis de formuler un descriptif sensoriel valable et pertinent des trois gels sélectionnés pour l’exercice de valorisation.

Concernant la valorisation des gels de panais, une approche de recherche qualitative a été sélectionnée. La méthodologie a été élaborée dans un contexte exploratoire en suivant des principes de recherche qualitative (Creswell, 1998; Miles et al., 2013; Patton, 2002; Savoie- Zajc, 2008). La collecte de données s’est effectuée selon des entrevues individuelles enregistrées afin de permettre une transcription et une analyse juste et précise. Le cadre semi-structuré a permis à la modératrice d’ajuster la discussion selon le débit et la facilité du participant à s’exprimer sur les différentes questions. Puisque les travaux de recherche

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étaient réalisés à l’ITHQ, il était simple de recruter des étudiants créatifs et talentueux du programme de formation supérieure en cuisine. Toutefois, le recrutement de chefs cuisiniers issus du milieu de la restauration montréalaise aurait également été pertinent en raison de leur niveau d’expérience supérieur.

Au cours de cette étude, quelques procédures ont été réalisées afin d’assurer la qualité des données collectées. D’une part, la réalisation des trois entrevues pré-tests a été utile pour valider la qualité et la justesse du guide d’entretien. Des ajustements et corrections ont ainsi pu être apportés pour mieux cibler les résultats escomptés. D’autre part, la rédaction d’une fiche synthèse après chaque entrevue (Huberman and Miles, 1991) s’est avérée être une autre méthode pour contrôler la qualité de la collecte de données. Bien que certaines questions du guide d’entretien auraient pu être approfondies davantage, la méthode de collecte de données a permis de recenser et classifier les idées de valorisation. Enfin, l’analyse en double codeur est une méthode robuste d’analyse qualitative. Malgré le fait que les données rapportées étaient seulement descriptives, cette méthode a permis de démarrer l’analyse sur un cadre réfléchi et discuté. Le reste de l’analyse en simple codeur a donc été plus simple et rapide.

Soulignons que la collecte de données effectuée a aussi permis la cueillette d’informations supplémentaires concernant le processus de génération d’idées des cuisiniers. Bien que ces résultats ne soient pas traités dans ce mémoire, ils pourront être analysés ultérieurement pour répertorier les techniques et « processus d’association » d’idées qui sont employés par les cuisiniers innovateurs lors d’un exercice de génération d’idées pour valoriser une matière première spécifique en cuisine.

Contributions originales et perspectives des travaux

De nos jours, la problématique des légumes déclassés soulève beaucoup de préoccupations. C’est d’ailleurs pourquoi des initiatives de valorisation doivent se poursuivre pour améliorer les techniques et se diriger vers une transformation alimentaire optimale pour

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limiter le gaspillage. La transformation de légumes moches en purée et l’utilisation de cette purée comme ingrédients fonctionnels ou nutritionnels représentent une approche de valorisation intéressante.

Dans la littérature, les études consultées s’intéressaient simplement à l’effet d’une seule composante, sans moduler l’effet de la concentration. Or le fractionnement d’une purée de panais permet d’obtenir deux ingrédients supplémentaires proposant des propriétés fonctionnelles et sensorielles distinctes. Ce mémoire allie les sciences alimentaires au savoir-faire et à la créativité de cuisiniers innovateurs pour comprendre la fonctionnalité d’une purée et de ses fractions associées à des matrices alimentaires gélifiées puis de proposer des utilisations concrètes de ces ingrédients en cuisine.

La démarche entreprise a d’abord permis de mieux comprendre l’impact de l’introduction d’une purée végétale, de pulpe et de sérum sur les propriétés mécaniques de trois matrices gels. Afin d’avoir une meilleure compréhension, ces effets ont été quantifiés à faible et large déformation, une combinaison de mesures rarement réalisée dans la littérature consultée. Les connaissances produites sont d’intérêt pour l’emploi des purées et de leurs fractions et le développement de nouvelles formulations gélifiées enrichies en légumes. Ensuite, une méthode de collecte de données qualitatives a été développée pour recueillir des idées de valorisations des gels de panais en cuisine. Cette approche originale a permis de répertorier la manière dont les gels pourraient se présenter, les techniques et outils impliqués dans ces mises en forme, ainsi que des ingrédients avec lesquelles les gels de panais pourraient être valorisés.

En reprenant les mots de Grobe et al. (2002) : l’expertise du spécialiste en sciences des aliments permet d’inventer et d’adapter des techniques pour réduire les coûts de fabrication, tandis que les cuisiniers innovateurs utilisent leur créativité pour concevoir des produits idéaux. Dans le cadre de ce projet de maîtrise, les connaissances obtenues sur la texture et l’apparence des gels de panais permettront de mieux structurer l’utilisation des fractions d’une purée dans un gel alimentaire afin d’optimiser la texture et l’apparence désirées. En ajout à ces informations, l’implication de cuisiniers innovateurs a permis de générer des

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idées concrètes et des usages potentiels pour valoriser des matrices gélifiées à base de légumes en cuisine. Dans un contexte de valorisation, la collaboration entre l’expertise scientifique et culinaire représente une voie d’échanges pertinente. Par ailleurs, les données recueillies lors des entrevues pourront également être utilisées pour mieux comprendre les techniques employées par des cuisiniers innovateurs lors d’un exercice de génération d’idées ainsi que les processus d’association d’idées impliqués. En perspective, cette étude représente un point de départ vers des travaux visant à appuyer le développement d'outils de créativité adaptés au contexte culinaire et alimentaire.

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Bibliographie

Ackroyd, A., Sedlis, E., McArthur, K., Scheiner, T., et al. (2010). Physical, textural and sensory properties of chocolate cup cakes prepared using prune puree as a fat replacer. Journal of

the American Dietetic Association, 110(9, Supplement), A73.

doi:10.1016/j.jada.2010.06.276

Afshari-Jouybari, H. and Farahnaky, A. (2011). Evaluation of Photoshop software potential for food colorimetry. Journal of Food Engineering, 106(2), 170-175. doi:10.1016/j.jfoodeng.2011.02.034

Anthon, G. E., Diaz, J. V. and Barrett, D. M. (2008). Changes in pectins and product consistency during the concentration of tomato juice to paste. Journal of Agricultural and Food

Chemistry, 56(16), 7100-7105. doi:10.1021/jf8008525

AOAC. (2012). Official methods of analysis (19th ed.). In. Washington, DC, USA: Association of Official Analytical Chemists (method 940.26, 985.29, 977.02, 932.12).

Armisén, R. and Galatas, F. (2009). Agar. In G. O. Phillipsand P. A. Williams (Eds.), Handbook of

hydrocolloids (pp. 82-107). Cambridge: Woodhead Publishing Ltd.

Asioli, D., Aschemann-Witzel, J., Caputo, V., Vecchio, R., et al. (2017). Making sense of the “clean label” trends: A review of consumer food choice behavior and discussion of industry implications. Food Research International, 99, 58-71. doi:10.1016/j.foodres.2017.07.022 Augusto, P. E., Ibarz, A. and Cristianini, M. (2012a). Effect of high pressure homogenization (HPH)

on the rheological properties of a fruit juice serum model. Journal of Food Engineering,

111(2), 474-477.

Augusto, P. E., Ibarz, A. and Cristianini, M. (2012b). Effect of high pressure homogenization (HPH) on the rheological properties of tomato juice: Time-dependent and steady-state shear.

Journal of Food Engineering, 111(4), 570-579.

Baier, S. K., Decker, E. A. and McClements, D. J. (2004). Impact of glycerol on thermostability and heat-induced gelation of bovine serum albumin. Food Hydrocolloids, 18(1), 91-100. doi:10.1016/S0268-005X(03)00046-8

Banerjee, S. and Bhattacharya, S. (2011). Compressive textural attributes, opacity and syneresis of gels prepared from gellan, agar and their mixtures. Journal of Food Engineering, 102(3), 287-292. doi:10.1016/j.jfoodeng.2010.08.025

Banerjee, S., Ravi, R. and Bhattacharya, S. (2013). Textural characterisation of gellan and agar based fabricated gels with carrot juice. LWT - Food Science and Technology, 53(1), 255- 261. doi:10.1016/j.lwt.2013.02.011

Banville, V., Morin, P., Pouliot, Y. and Britten, M. (2014). Shreddability of pizza Mozzarella cheese predicted using physicochemical properties. Journal of Dairy Science, 97(7), 4097-4110. doi:10.3168/jds.2014-8040

Barden, L., Osborne, J. A., McMahon, D. J. and Foegeding, E. A. (2015). Investigating the filled gel model in Cheddar cheese through use of Sephadex beads. Journal of Dairy Science,

98(3), 1502-1516. doi:10.3168/jds.2014-8597

Barrangou, L. M., Daubert, C. R. and Foegeding, E. A. (2006). Textural properties of agarose gels. I. Rheological and fracture properties. Food Hydrocolloids, 20(2), 184-195. doi:10.1016/j.foodhyd.2005.02.019

Barrangou, L. M., Drake, M., Daubert, C. R. and Foegeding, E. A. (2006a). Sensory texture related to large‐strain rheological properties of agar/glycerol gels as a model food. Journal of

Texture Studies, 37(3), 241-262.

Barrangou, L. M., Drake, M., Daubert, C. R. and Foegeding, E. A. (2006b). Textural properties of agarose gels. II. Relationships between rheological properties and sensory texture. Food

106

Bayarri, S., Costell, E. and Durán, L. (2002). Influence of low sucrose concentrations on the compression resistance of gellan gum gels. Food Hydrocolloids, 16(6), 593-597. doi:10.1016/S0268-005X(02)00021-8

Bazeley, P. (2007). Qualitative data analysis with NVivo (2nd ed ed.). Los Angeles: SAGE Publications.

Ben-Zion, O. and Nussinovitch, A. (1996). Predicting the deformability modulus of multi-layered texturized fruits and gels. LWT - Food Science and Technology, 29(1), 129-134. doi:10.1006/fstl.1996.0017

Bengtsson, H., Montelius, C. and Tornberg, E. (2011). Heat-treated and homogenised potato pulp suspensions as additives in low-fat sausages. Meat Science, 88(1), 75-81. doi:10.1016/j.meatsci.2010.12.005

Bommer, M. and Jalajas, D. S. (2004). Innovation sources of large and small technology-based firms. IEEE Transactions on engineering Management, 51(1), 13-18.

Booz-Allen, H. (1982). New products management for the 1980s. New York: Booz-Allen Hamilton Inc.

Bourne, M. C. (2002). Food Texture and Viscosity : Concept and measurement (2nd ed.). London: Academic Press.

Boyatzis, R. E. (1998). Transforming qualitative information: Thematic analysis and code

development: sage.

Brenner, M. P. and Sörensen, P. M. (2015). Biophysics of molecular gastronomy. Cell, 161(1), 5- 8. doi:10.1016/j.cell.2015.03.002

Brownsey, G. J., Ellis, H. S., Ribout, M. J. and Ring, S. G. (1987). Elasticity and failure in composite gels. Journal of Rheology, 31(8), 635-649. doi:10.1122/1.549941

Çakır, E., Daubert, C. R., Drake, M. A., Vinyard, C. J., et al. (2012). The effect of microstructure on the sensory perception and textural characteristics of whey protein/κ-carrageenan mixed gels. Food Hydrocolloids, 26(1), 33-43. doi:10.1016/j.foodhyd.2011.04.011

Castro, A., Bergenståhl, B. and Tornberg, E. (2012). Parsnip (Pastinaca sativa L.): Dietary fibre composition and physicochemical characterization of its homogenized suspensions. Food

Research International, 48(2), 598-608.

Castro, A., Bergenståhl, B. and Tornberg, E. (2013). Effect of heat treatment and homogenization on the rheological properties of aqueous parsnip suspensions. Journal of Food Engineering,

117(3), 383-392. doi:10.1016/j.jfoodeng.2013.02.008

Chantrapornchai, W. and McClements, D. J. (2002). Influence of glycerol on optical properties and large-strain rheology of heat-induced whey protein isolate gels. Food Hydrocolloids, 16(5), 461-466. doi:10.1016/S0268-005X(01)00123-0

Charalambides, M. N., Williams, J. G. and Chakrabarti, S. (1995). A study of the influence of ageing on the mechanical properties of Cheddar cheese. Journal of Materials Science, 30(16), 3959-3967. doi:10.1007/bf00360694

Chen, J. (2009). Food oral processing—A review. Food Hydrocolloids, 23(1), 1-25.

Chen, J. and Dickinson, E. (1999). Effect of surface character of filler particles on rheology of heat- set whey protein emulsion gels. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 12(3), 373-381.