Thèse soutenue

Caractérisation biomécanique de l’interface langue-aliment au cours du processus oral
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Auteur / Autrice : Rohit Srivastava
Direction : Isabelle Souchon
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie des aliments
Date : Soutenance le 09/07/2021
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Agriculture, alimentation, biologie, environnement, santé (Paris ; 2015-....)
Partenaire(s) de recherche : référent : AgroParisTech (France ; 2007-....)
Laboratoire : Paris-Saclay Food and Bioproduct Engineering (Massy, Essonne ; 2020-....)
graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Biosphera (2020-….)
Jury : Président / Présidente : Gilles Feron
Examinateurs / Examinatrices : Guy Della Valle, Frédéric Pignon, Marie-Agnès Peyron, Markus Stieger, Vincent Mathieu
Rapporteurs / Rapporteuses : Gilles Feron, Guy Della Valle

Résumé

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La transformation orale des aliments et la biomécanique associée jouent un rôle important dans la dynamique de la perception de la texture. Cette thèse avait pour but de comprendre cette biomécanique en concevant de nouveaux outils d’étude in vitro du processus oral. Des modèles de langues ont été fabriqués à partir d'alcool polyvinylique (PVA), ce qui a permis d'imiter les caractéristiques de la langue humaine comme la rigidité et la rugosité de surface. En outre, de nouvelles techniques ultrasonores ont été développées pour l'analyse en temps réel du système langue-aliment-palais. Dans un premier temps, la déformation de gels de gélatine et d'agar sur les modèles de langues a été étudiée lors de compressions uniaxiales. Deux paramètres ultrasonores (coefficient de réflexion apparent et temps de vol) ont été identifiés comme pertinents pour l'analyse (i) du couplage entre la langue et l'interface alimentaire et (ii) des déformations de la langue. Les résultats ont montré que les propriétés de la langue (rigidité, rugosité) et celles de l'aliment (rigidité et synérèse) jouaient toutes deux un rôle capital. La méthode ultrasonore a ensuite été développée pour analyser les déformations au sein de gels composites multicouches. Pour la première fois, il a été possible d’observer en temps réel la déformation de chaque couche de gel au sein de l’aliment et d’apporter ainsi des connaissances nouvelles pour mieux comprendre les perceptions d’hétérogénéité de textures.Pour aller plus loin, un nouveau dispositif permettant d'effectuer des séquences de mouvements entre langue et palais plus complexes (compression et cisaillement) a été mis au point. Il a été équipé de capteurs de force à trois axes pour évaluer les forces de friction. La faisabilité du prototype a été testée en étudiant comment les valeurs du coefficient de friction étaient affectées par les propriétés de l'aliment (fromage blanc : principalement sa viscosité ainsi que la présence de particules), les propriétés de la langue et les paramètres opérationnels (contrainte normale, vitesse de cisaillement). L'augmentation de la rugosité de la surface et de la rigidité de la langue modèle a entraîné une augmentation prononcée des valeurs du coefficient de friction. Une analyse sensorielle a également été réalisée pour mettre en relation les phénomènes mécaniques observés grâce aux systèmes expérimentaux mis en oeuvre. Les résultats confirment qu'au-delà des caractéristiques physico-chimiques des aliments, il est essentiel de prendre en compte les caractéristiques de la langue (et sa variabilité) afin de mieux comprendre les interactions mécaniques qui affectent les perceptions de textures.