Maîtrise de l'aptitude de matériaux agro-alimentaires aux procédés de séchage : étude de l'adéquation entre les états structuraux, biochimiques, physiques et comportementaux sur les processus de déshydratation

par Wafaa Sahyoun

Thèse de doctorat en Génie enzymatique, bioconversion et microbiologie

Sous la direction de Karim Allaf et de Marie-Dominique Legoy.

Soutenue en 1996

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

mots clés

• Plantes -- Séchage
• Plantes -- Déshydratation
• Paroi cellulaire végétale
• Carotte
• Enzymes
• Lipides
• Détente instantanée contrôlée
• Microscopie confocale

Résumé

La structure naturelle des végétaux ne favorise pas les processus de transfert de l'eau au sein des végétaux ; elle devra être modifiée en vue d'améliorer les cinétiques de séchage et de réhydratation. Ce travail vise la détermination, la quantification et l'étude des modifications induites au sein d'un végétal (la carotte) suite à plusieurs prétraitements : blanchiment, congélation, DIC et enzymatique. Une approche pluridimensionnelle à ainsi été réalisée. Elle a concernée l'analyse de la structure de la composition biochimique et de la caractérisation physique, ainsi que de leur évolution. L'étude de l'impact de ces prétraitements aux plans comportementaux de séchage et de réhydratation a permis d'établir des corrélations entre les différentes approches réalisées mais surtout de mieux aborder les applications industrielles possibles. L'étude a montrée l'impact positif qu'induisent tous les prétraitements considérés au niveau de la réduction du temps de séchage. Dans tous les cas considérés mis à l'exception du prétraitement enzymatique, a été mise en évidence une étroite corrélation entre la réduction du temps de séchage, l'amélioration de la capacité de réhydratation et la diminution de la masse volumique du produit. D'autre part, l'évolution de l'activité de l'eau suite aux différents prétraitements ne permet d'expliquer l'évolution du temps de séchage. Il a systématiquement été constaté l'impact positif des divers prétraitements dans la préservation des lipides et provitamines A. L'ensemble de l'étude microscopique a permis de mettre en évidence l'énorme impact de la modification de la structure sur celle des propriétés comportementales des produits. L'application industrielle consiste à définir un procédé couplant le séchage sous vide à une opération de prétraitement. L'étude fondamentale ainsi réalisée permet de retenir la congélation ou la DIC.

Titre traduit

Mastering the aptitude of food products to drying processes : study of the adequacy between structural, biochemical, physical, and behavioural states on the dehydratation process

Résumé

The natural structure of vegetables does not promote water transfer within raw products; this structure should be altered in order to enhance both drying and rehydration processes. This thesis aims at the determination, the quantifying, and the study of the modifications induced within the vegetable product (e. G. Carrot) following several pre-treatments: blanching, freezing, DIC and enzymic. Multidimensional approach has thus been performed; it has mainly been concerned with the structural analysis, the biochemical composition, and the physical characterisation, as well as their evolution. The study of the impact of these pre-treatments on drying and rehydration processes will not only permit to establish corrélations between the different approaches undertaken, but will more importantly better approach possible industrial applications. The study has revealed a positive impact induced by all pre-treatments considered on the drying time réduction. In all considered cases, with the exception of enzymic pre-treatment, a close correlation between drying time reduction, rehydration capacity enhancement, and the lowering of the product's density, has been observed. Furthermore, the evolution of water activity following the different pre-treatments, does not permit to explain the evolution of drying time. A positive impact of the different pre-treatments has systematically been observed in the preservation of lipids and provitamin A. All of the microscopie study has allowed to ascertain the huge impact of the modification of the structure on the behavioural properties of the products. The industrial application consists on the definition of a new process coupling the vacuum drying with a pre-treatment operation. The fundamental study thus realised allowed to choose freezing or DIC.