Techniques physico chimiques Flashcards
Teneur en eau
Quantité totale d’eau présente dans un produit (s’exprime en masse d’eau %)
Nécessité
- technologie
- analytique
- commerciale
- réglementaire
Opérations préliminaires au dosage de l’eau
- Échantillonnage
- Conservation
- Préparation de l’échantillon (broyage)
Particularités analytique de l’eau
- Répartition hétérogène
- Faciles migrations dans le produit
Méthodes de mesure de la teneur en eau :
- Méthodes par étuvage à température modérée
- Méthode de référence, procédant par effet thermique => Méthodes d’étuvage
- Méthodes par distillation
- Méthodes rapides destinées au contrôle industriel: méthode à effet thermique:
Étuvage (température Modérée ou élevée)
- Avantages : Simple + Faible température de chauffage + Très répétable et juste
- Inconvénients : Longue
Infrarouge
- Avantages : Rapide + Simple + Appréciable pour des produits qui ont les mêmes caractéristiques
- Inconvénients : Température de chauffage très élevé + Pas assez précise
Choix de la méthode dépend de plusieurs critères :
- État physique du produit (liquide, solide, …)
- Solubilité du produit dans certains solvant
- Stabilité thermique
- Quantité d’eau à doser
- Précision rechercher
- Facilité de mise en œuvre
- Coût
Aw ou humidité relative
= Taux d’eau libre dans l’aliment
Qu’est-ce que l’humidité relative d’équilibre (H.R.E) ?
HRE est l’humidité relative maximale de l’air à laquelle un produit hygroscopique peut être exposée sans qu’un échange d’humidité entre le produit et l’environnement n’ait lieu.
Elle est indiquée sur une échelle de 0 à 100%.
Appareil de mesure : Hygromètre à point de rosée
Stabilisation et conservation des aliments :
- La déshydratation
- L’ajout d’agents dépresseurs
- Le salage
- Le sucrage
- Autres agents dépresseurs
La teneur en eau influence la texture
Plus la teneur en eau augmente, plus la viscosité diminue => gâteau moelleux, confiture onctueuse
Transition vitreuse
= seuil = état amorphe des produits = état désordonné des molécules, de la matière
AED
Analyse Enthalpique différentielle = mesure de la phase de transition.
La matière solide peut se présenter sous deux états:
- L’état cristallisé: état ordonné de la matière
- État amorphe: état désordonné de la matière
Rhéologie
Branche de la mécanique qui étudie le comportement des matériaux lié aux contraintes et aux déformations.
La rhéologie est l’étude de la déformation et de l’écoulement de la matière sous l’effet d’une contrainte appliquée.
Texture
Ensemble des propriétés mécanique, géométrique et de surface d’un produit perceptibles par des mécanorécepteurs, récepteurs tactiles et éventuellement par récepteurs visuels et auditifs.
Caractéristiques :
- de surface
- mécaniques primaires
- géométriques
Description organoleptique
- Tendreté et jutosité de la viande
- Collant du caramel
- Granuleux de la semoule
- Croquant d’une pomme
- Croustillant de la croute de pain
Pour faire de l’analyse sensorielle, il faut :
- Un recours à un jury d’analyse sensorielle (experts)
- Des soins particuliers à la période de formation
- Des choix des références pour l’entrainement du jury
Il existe 3 grandes catégories de mesures instrumentales de la texture:
- Mesures comparatives
- Mesures imitatives
- Mesures fondamentales
Mesures comparatives
- Caractérisation des produits de manière relative (empirique)
- Appareils très simples
Appareils “classiques”
Pénétromètre, texturomètre, machine de traction-compression, viscosimètre
Texturomètre
(analyse de la texture)
Mesure la force, la vitesse de déplacement d’un échantillon soumis à un effort de compression ou de traction contrôlée (différents mobiles permettent la compression).
Modèle de Young
Plus le modèle de Young diminue plus le produit est rigide
Analyse complexe de texture, conditions de mesure :
- Vitesse
- Profondeur analysée
- Seuil de déclenchement
- Préciser la hauteur du produit (mm)
Élasticité
Hauteur à laquelle l’échantillon revient entre la 1ère et la 2ème phase de compression.
Pénétromètre
Dispositif qui permet de déterminer la fermeté des fruits et contrôler leur degré de mûrissement
Viscosimètre
Permet de déterminer le type de fluide. (Différents mobiles selon le produit).
Viscosité = contrainte de cisaillement / vitesse de cisaillement.
Viscosimètre (mobiles)
Plus le produit est visqueux plus le mobile sera épais. Plus le produit a une grande surface plus le mobile sera épais.
Deux grands types de fluides :
- Fluide newtonien: à température constante, contrainte proportionnelle au cisaillement à température. (Exemple: eau, miel…)
- Fluide non newtonien: contrainte non proportionnelle au cisaillement
Fluides non-newtonien :
- Fluides Rhéofluidifiants : pseudo-plastique = viscosité diminue sous contrainte avec le temps quand cisaillement augmente
- Fluides Rhéoépaississants = dilatant = viscosité diminue quand cisaillement augmente
- Fluides Thixotropes = quand viscosité diminue sous contrainte au cours du temps de cisaillement puis que sa structure se reforme après un certain temps.
La viscosité diminue quand…
La vitesse de cisaillement augmente.
Consistomètre
L’appareil permet de visualiser la fluidité d’un produit. Plus l’écoulement est important (en cm), plus la fluidité est grande (donc moins visqueux).
Mesure du parcours d’un produit en un temps donné afin de mesurer son écoulement gravitaire et de connaitre sa viscosité.
Avantages du consistomètre :
- Très bon rapport qualité-prix
- Facile d’utilisation
- Adaptable pour une grande variété de tests
- Mesure répétable
- Requiert seulement un échantillon de 75 ml
- Fabriqué en acier inox
- Répond à la norme ASTM F1080
- Domaine d’utilisation larges
Mesures imitatives
Permet d’identifier, discriminer et quantifier les composés et leurs effets
- Reproduction d’un acte sensoriel (empirique)
- Imitation de la mastication: bouche artificielle
Bouche artificielle :
- Cylindre chauffé à 37°C; Entrée/sortie d’eau = salive humaine
- Disque dentée rotatif, stimulant la mastication
Nez électronique :
- Permet de détecter d’identifier et de discriminer les odeurs evalue objectivement l’intensité globale des composés volatils d’un produit testé
- Il présente une fonction de reconnaissance olfactive similaire à celle d’un nez humain
Mesures fondamentales
Souvent basées sur la caractérisation de comportements rhéologiques plus complexes: thixotropie, seuil d’écoulement, viscoélasticité.
Conditions affectant la perception de la couleur :
Différence luminosité, taille, directionnelles (peinture métallique des voitures), différence de fond, d’observateur.
Comment décrire la différence de couleur à quelqu’un d’autre ?
- Clarté : luminance
- Teinte
- Saturation : intensité
Comment établir des données numériques pour la couleur ?
Commission internationale de l’éclairage (CIE)
- Espace couleur Xyz (1931)
- Espace couleur Lab (1976)
Technique pour mesurer la couleur:
Le colorimètre qui fournit la courbe spectrale et le spectrocolorimètre utilisé pour des mesures très précise et lorsque l’on caractérise le produit pour la première fois.
Réfractomètre
Permet la mesure de la teneur en sucre
Mesure de la mesure de la réfraction = basée sur la propriété optique du jus à dévier la lumière (réfraction plus ou moins importante en fonction du milieu plus ou moins sucré)
État de préparation du produit (fruit) pour la mesure de teneur en sucre :
- Découpage des fruits
- Broyage
- Centrifugation ou filtration
- Homogénéisation du filtrat
Extraction :
Chercher à isoler d’un mélange végétal (ou aliment), des composants ou des groupes de composants possédants des propriétés organoleptiques :
- Composés d’arômes (volatilité, polarité, solubilité, dimensions des particules constitutives)
- Composés sapides (donne le goût et les saveurs)
- Composés colorants
Méthode extraction “head-space” : statique
La phase gazeuse en équilibre avec l’échantillon placé dans une enceinte fermée est prélevée avec une seringue à gaz et ensuite analysée en chromatographie en phase gazeuse.
Utilisation pour types d’aliments
(sensibilité limité, mais facile, rapide et peu couteux)
Méthode ’extraction “head-space” : dynamique
Cette technique consiste à entrainer les vapeurs issues d’une matrice par un gaz inerte, à les condenser ou concentrer et ensuite à les analyser en chromatographie en phase gazeuse.
Utilisation pour tous types d’aliments
(volume limité, plusieurs paramètres à maitriser, chère mais facile, rapide)
SPME : micro-extraction sur phase solide
Consiste à absorber les composés apolaires (aromes) dans une phase apolaire (type polydiméthylsiloxane), déposée sur une fibre de silice
Distillation sous vide
Pour les échantillons solides
Extraction de type Likens Nikerson (1964)
Échantillons liquides thermostables, extrait d’huiles essentielles
Chromatographie
Technique dans laquelle les constituants d’un mélange se séparent en fonction des vitesses auxquelles ils sont entrainés à travers une phase stationnaire par une phase mobile
Phase stationnaire
C’est une phase qui reste en place, soit dans une colonne, soit sur une surface plane
Phase mobile
Se déplace sur ou à travers la phase stationnaire, entrainant l’analyte avec
CPG en phase aqueuse
La CPG est basée sur le partage de l’analyte entre une phase gazeuse mobile et une phase liquide immobilisée sur la surface d’un support inerte.
CPG en phase liquide
Elle permet, sous haute pression, de séparer des molécules sur des colonnes.
Le goût rance (CPG, colonne capillaire)
C’est dû à une oxydation des matières grasses suite à une mauvaise conservation et de la présence de ions (méthode spme)
CPG, colonne capillaire
Permet de déterminer les composés volatils qui se libèrent d’un emballage. Les composés aromatiques peuvent être absorbés par l’emballage lui-même
CPG-O : chromatographie en phase gazeuse couplée à l’olfactométrie = repérage olfactif = «sniffing»
Technique qui permet de coupler l’analyse instrumentale à l’analyse sensorielle :
- Indications sur le composé ou les groupes de composés qui semblent les plus odorants
- Déceler les odeurs agréables ou déplaisantes
La technique de CPG-O-AEDA («Aroma Extract Dilution Analysis»)
- Propose un classement des odorants en fonction de l’importance de leur contribution.
- On considère généralement que les contributeurs odorants les plus importants sont ceux dont l’odeur est perçue aux plus hautes dilutions
