Incorporation et libération de composés organiques volatils dans une matrice d'agromatériaux par extrusion bi-vis

Incorporation and release of organic volatile compounds in a bio-based matrix by twin-screw extrusion

• Auteur / Autrice : Natalia Castro Gutierrez
• Direction : Christine Raynaud, Vanessa Durrieu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des Agroressources
• Date : Soutenance le 18/02/2016
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la Matière (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Chimie Agro-industrielle (Toulouse ; 1995-....)
• Jury : Président / Présidente : Christian Chervin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christine Raynaud, Christian Chervin, Élisabeth Guichard, Alain Dufresne, Stéphanie Kolb, Adem Gharsallaoui
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Élisabeth Guichard, Alain Dufresne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Minéralogie

Mots clés libres

Maltodextrines

Molécule volatile odorante

Agro-matériaux

Principe actif

Matrice enrobante

Extrusion bi-vis

Encapsulation

Protéines de pois

Amidon modifié

Propriétés thermiques

Efficacité d’encapsulation

Hygroscopicité

Maltodextrins

Volatile odorant compound

Agro-material

Active principle

Wall material

Twin-screw extrusion

Encapsulation

Pea protein

Modified starch

Thermal properties

Encapsulation efficiency

Hygroscopicity

Résumé

Dans le contexte actuel, les communautés scientifiques et politiques sont centrées sur les différentes manières de mieux préserver et utiliser les ressources naturelles de notre planète. Dans le but de réduire la consommation des matières issues du pétrole, et de développer de nouveaux produits et procédés industriels plus propres, l’industrie des fragrances et des arômes cherche aujourd’hui à développer de nouveaux matériaux bio-sourcés pour protéger leurs molécules volatiles odorantes. Dans ce travail de thèse, les maltodextrines ont été choisies comme composé majoritaire, les protéines de pois et un amidon modifié ont été sélectionnés comme additifs compatibilisants pour la composition des matrices d’agromatériaux. L’incorporation des molécules volatiles odorantes, ainsi que l’élaboration des matrices encapsulantes ont été réalisées en une seule étape, grâce à la technologie d’extrusion bi-vis à basse température. Les caractéristiques physicochimiques, thermiques et morphologiques de ces nouvelles matrices enrobantes ont été analysées, de même que la détermination de leur efficacité d’encapsulation et du profil de libération du principe actif. Les différentes investigations menées ont permis de mieux comprendre l’impact des formulations et de l’incorporation des molécules volatiles odorantes sur les paramètres opératoires. Les interactions entre la matrice enrobante et le principe actif ont également été étudiées. Les conditions d’extrusion établies, ainsi que les caractéristiques de ces nouvelles matrices encapsulantes, s’avèrent être pertinentes pour le domaine de la parfumerie.

Nowadays, scientific and political communities are focused on ways to better preserve and manage the natural resources of our planet. In order to reduce consumption of fossil resources, and to develop more environmentally friendly industrial processes, the industry of flavors and fragrances became interested in developing new bio-based encapsulating materials. In the present work, maltodextrins have been chosen as main component of the matrix, and pea protein isolate and a modified starch were selected as compatibilizing additives. The incorporation of volatile odorant compounds and the elaboration of the new bio-based delivery systems were performed, all in one single step, by low temperature twin-screw extrusion. The physicochemical, thermal and morphological properties of these matrices were studied, as well as the encapsulation efficiency and the release profile of the active compounds. These investigations have led to a better understanding of the impact of the formulations and of the incorporation of the active compound on the process parameters. The interactions between the wall and the encapsulated materials were also analyzed. The characteristics of the new bio-based delivery systems and the established extrusion process conditions were found to be very promising to be employed in the field of perfumery.