Effets de la formulation et des conditions de foisonnement et congélation sur la rhéologie et la structure de la crème glacée

Effects of formulation and of foaming and freezing conditions on rheology and structure of ice cream

• Auteur / Autrice : Bruno Edgar Chavez Montes
• Direction : Lionel Choplin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Mots clés

Mots clés contrôlés

Émulsifiants

Stabilisants

Desserts glacés

Rhéologie

Résumé

Les crèmes glacées bénéficient de l'acceptation du consommateur grâce à leur texture unique, laquelle est l'image d'une structure complexe où coexistent des cristaux de glace, des bulles d'air, des globules gras en émulsion et une solution concentrée de saccharose, protéines et épaississants. Cette structure complexe se construit notamment au cours des deux opérations clé du procédé de fabrication, le foisonnement et la congélation, lesquelles sont étudiées séparément dans un appareil spécifique appelé rhéo-réacteur. Celui-ci a été conçu pour effectuer les opérations de foisonnement et de congélation et permettre le suivi rhéologique in situ des produits lorsqu'il sont transformés. Le foisonnement est également étudié visuellement. Parallèlement, l'émulsion des globules gras a été étudiée en termes de tailles de particules. Son implication dans la structure, la texture et l'appréciation sensorielle des crèmes glacées est discutée. Nous avons analysé l'effet des stabilisants (gomme guar et gomme xanthane) et des émulsifiants (Tween 80 et monoglycérides) ainsi que des conditions opératoires sur la rhéologie, la structure et la qualité des mix, des mix foisonnés et des crèmes glacées. Les stabilisants déterminent en grande partie les propriétés rhéologiques des produits, alors que les émulsifiants sont impliqués surtout dans la déstabilisation de l'émulsion de globules gras qui se produit durant la congélation.

Ice cream benefits from consumer's acceptance thanks to their unique texture, which is the image of a complex structure where coexist ice crystals, air bubbles, an emulsion of fat globules, and a concentrated solution of sugars, proteins and stabilisers. This structure is built up during the two key operations of the fabrication process, namely foaming and freezing, which are studied separately, in a specific device called rheo-reactor. It was conceived to carry out the foaming and freezing steps and to allow an in situ rheological follow-up while products are transformed. Foaming is also studied visually. In parallel, fat globule emulsion was studied in terms of particle sizes. Its participation in structure, texture, and sensory properties of different formulations of ice cream is discussed. We analysed the effect of the amount and the nature of stabilisers (guar gum and xanthan gum) and emulsifiers (Tween 80 and monoglycerides), as well as the processing conditions on rheology, structure and quality of the mix, the aerated mix and the ice cream. Stabilisers determine principally rheological properties of products, while emulsifiers are more involved in the destabilisation of the fat globule emulsion taking place during freezing.