Influence du couple température/cisaillement sur les propriétés rhéologiques de préparations à base d'amidon

par Valérie Breton-Dollet

Thèse de doctorat en Génie des procédés industriels

Sous la direction de Gérard Antonini.

Soutenue en 1996

à Compiègne , dans le cadre de École doctorale 71, Sciences pour l'ingénieur (Compiègne) .

mots clés

• Rhéologie
• Amidons
• Amidon de maïs
• Protéines du lait
• Caséine
• Lactosérum
• Colloïdes
• Gélification
• Viscosité
• Viscoélasticité
• Thixotropie
• Cisaillement (mécanique)
• Échangeurs de chaleur
• Microscopie électronique à balayage

Résumé

L'amidon de maïs seul ou en mélange avec les protéines laitières a un comportement rhéofluidifiant. L'augmentation de la température de chauffage de 100 à 130°C provoque une importante diminution de la viscosité des empois d'amidon de maïs, à 60°C. Avec les protéines du lait, la viscosité est maximale, à 60°C, pour des empois chauffés à 105-110°C alors qu'elle est minimale pour des empois contenant du caséinate de sodium. Avec un concentré de protéines du lactosérum, la viscosité augmente avec la température de chauffage. La réaction de gélification est d'ordre 1. La constante de vitesse de gélification des empois ne semble pas dépendre du cisaillement appliqué pendant le chauffage, contrairement au module complexe à l'équilibre (G). Les protéines du lactosérum renforcent le gel amidon/protéines mais son évolution dans le temps est limitée par rapport à l'amidon de mas seul. Le caseéinate de sodium augmente la constante de vitesse de gélification mais |G| est faible. La microscopie électronique à balayage permet de relier rhéologie et structure. Les gels d'amidon de maïs sont composés de particules sphériques, ou ramifiées et de filaments plats. La microstructure des gels mixtes révèle deux réseaux indépendants pour le lactosérum et l'amidon. Ces gels montrent des structures imbriqués où chaque polymère développe son propre réseau sans formation de copolymère. Les gels contenant du caséinate de sodium ne réussissent pas à former de réseau continu, le gel présentant de multiples fractures. Une étude à l'échelle pilote, avec un amidon modifié, sur des échangeurs de chaleur à plaques, a permis de montrer que l'amidon se texturait des le début du chauffage et que le chambrage et le refroidissement n'avaient que peu d'effet sur la viscosité de l'empois.

Titre traduit

Influence of temperature and shear rate on the rheological properties of starch based foodstuffs

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