Amélioration de la qualité de la tomate séchée par microondes assistés par air chaud avec pilotage de la puissance spécifique

Quality improvement of tomato dried by microwave hot air with power density control.

• Auteur / Autrice : Kisselmina Kone
• Direction : Albert Duquenoy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et procédés des aliments
• Date : Soutenance le 13/12/2011
• Etablissement(s) : Paris, AgroParisTech en cotutelle avec Institut National Polytechnique Félix Houphouët-Boigny (Yamoussoukro, Côte d'Ivoire)
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Agriculture, Alimentation, Biologie, Environnement, Santé (Paris ; 2000-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Ingénierie Procédés Aliments (2009-2019)
• Jury : Président / Présidente : Michel Delmotte
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Albert Duquenoy, Alain Sommier, Jean-Claude Laguerre
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Pierre Pain, André Lebert

Mots clés

Mots clés contrôlés

Analyse sensorielle

Cuisson aux micro-ondes

Qualité

Tomate

Mots clés libres

Séchage microondes / air chaud

Tomate

Qualité

Puissance spécifique

Régulation

Lycopène

Microwaves / hot air drying

Tomato

Quality

Power density

Control

Lycopene

Résumé

Cette étude porte sur l'amélioration de la qualité de la tomate séchée par microondes assistés par air chaud (MOAC). Le principal but recherché est la préservation de la qualité de la tomate séchée en évitant notamment l'apparition de tâches noires qui souvent surviennent lors d'un chauffage microondes suite à une surchauffe locale du produit quand il devient sec. Pour ce faire, un système de séchage microondes assistés par air chaud avec la capacité de contrôler automatiquement la puissance spécifique a été développé sous labView®. Après une première étude où la puissance microondes appliquée est maintenue constante, une seconde stratégie de séchage MOAC, avec deux modes différents de régulation de la puissance spécifique, a été mise en oeuvre. Ces modes consistent à ajuster la puissance microondes appliquée à la masse du produit, représentative de la quantité d'eau restante. Dans le premier mode, l'adaptation est faite toutes les secondes (ajustement "continu") alors que dans le second mode, la puissance a été ajustée seulement chaque cinq minute (ajustement intermittent). L'ajustement permet de travailler avec un rapport puissance appliquée sur masse résiduelle du produit (puissance spécifique) constant. Tous les paramètres du procédé incluant la puissance appliquée on été enregistrés chaque seconde. De même, la température et la masse du produit sont mesurées chaque seconde. Le produit final a été caractérisé en réalisant des mesures de couleur, de texture, de structure ainsi que de taux résiduel de lycopène. La première étude sur le séchage MOAC réalisée à puissance constante (puissance spécifique variable), a produit des tomates avec des points chauds par endroit et plus de la moitié de la teneur en lycopène de la tomate est dégradée. En revanche, les tomates séchées par MOAC utilisant les deux modes de régulation du séchage, présentent une meilleure qualité en termes de couleur et de structures comparées à deux tomates séchées commerciales de référence (d'origine italienne et ivoirienne). Par ailleurs, l'observation de la structure des tomates par Microscopie Electronique à Balayage (MEB), a permis d'expliquer les changements observés au niveau de la texture de la tomate séchée. D'un point de vue chimique, le taux résiduel de lycopène de la tomate séchée par les modes de régulation (1 et 2) est situé respectivement entre 64,78 et 55,63% pour les puissances et températures d'air basses (3W/g-30°C) et entre 30,91 et 28,75% pour les puissances et températures d'air élevées (7W/g-50°C), contre 30,56 et 22,30% pour les tomates commerciales d'origine italienne et ivoirienne.

The aim of this study was to improve the quality of dried tomato by the use of microwaves combined to hot air (MOAC). The main point was to preserve the quality of dried tomato avoiding the appearance of black spots which often occur during microwaves heating which result from local overheating of the product when it becomes dry. Therefore, an MOAC drying system with ability of automatic control of the power density was developed under LabView®. After an initial study where the applied microwave power remained constant during the drying, a second MOAC drying strategy, with two different control modes, was implemented. This modes consisted to adjust the microwave power density to the remaining amount of water (actually the weight of the product). In the fist one, it is adjusted every second, while in the second, the power was adjusted only every 5 min. Therefore the ratio between the power applied and the weight of the product (i.e. the specific power) remained constant. All the process parameters, including the power applied and the product temperature and weight were recorded every second. The final product was characterized by performing measurements on color, texture, structure and residual lycopene content. In our initial study on MOAC drying performed at constant power (i.e. variable specific power), we have obtained dried tomatoes with hot spots and with a residual lycopene content lower than 50%. The tomatoes dried at constant specific power showed a better physical aspect and a higher nutritional quality, even compared to two commercial products from Italy and Ivory Coast. In addition, the structure of dried tomatoes observed by Scanning Electron Microscopy (SEM) allowed to explain changes in dried tomatoes texture. Chemically, the residual rate of lycopene in tomatoes dried at constant specific power ranged respectively between 64.78 and 55.63% for low power and air temperatures (3W/g-30 °C) and between 31.91 and 28.75% for high power and air temperatures (7W/g-50° C), while only 30.56 and 22.30% for commercial tomatoes from Italy and Ivory Coast.