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Dernière mise à jour : Mai 2018

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Génie et Microbiologie des Procédés Alimentaires

Un outil mathématique pour prédire la libération de l’arôme en bouche lors de la consommation d’un aliment

Lors de la mise en bouche, les composés d’arôme contenus dans un aliment atteignent les récepteurs olfactifs par voie rétro nasale et contribuent de manière décisive à sa perception organoleptique et à son acceptation par le consommateur. L’outil mathématique développé permet de prédire l’intensité des stimuli générés en fonction des propriétés physico-chimiques de l’aliment, des propriétés des composés d’arôme dans l’aliment et des caractéristiques anatomiques et physiologiques du consommateur. Il ouvre ainsi la voie à une formulation aromatique raisonnée des aliments et éventuellement à l’adaptation de la formulation d’un d’aliment en prenant en compte les caractéristiques des "individus"

Contexte

La qualité aromatique est un des critères d’acceptabilité essentiels d’un produit alimentaire. Près d’un tiers de l’alimentation d’un Européen est aujourd’hui aromatisée. La relation entre la libération en bouche des composés d’arôme et leur dynamique de perception est toutefois très complexe, à cause notamment d’interactions entre sens, et probablement d’autres mécanismes méconnus. Le travail réalisé permet de quantifier de manière rigoureuse l’intensité des stimuli d’arôme généré in vivo, afin de mieux comprendre la part relative des phénomènes physico-chimiques et cognitifs dans la perception.

Résultat

L’originalité du travail réalisé consiste, en s’appuyant sur les concepts du génie des procédés, à décrire les transferts de matière qui ont lieu dans la bouche et les voies respiratoires supérieures humaines lors de la consommation d’un aliment semi liquide, ici le yaourt brassé aromatisé. Le modèle mathématique développé repose sur une description réaliste, macroscopique, de la physiologie de la déglutition. Comme le montre l’illustration, par comparaison avec les données expérimentales issues de mesures in vivo, le modèle permet de prédire de manière tout à fait satisfaisante la concentration relative de trois composés aromatiques étudiés (acétate, butyrate et hexanoate d’éthyle), sur deux types de yaourt brassé et pour trois individus. Le modèle permet de déterminer l’importance relative des différents paramètres, liés au produit (ex. la viscosité), au composé d’arôme (ex. la volatilité) ou au consommateur (ex. les volumes des cavités nasale et buccale, le débit de salive, le débit respiratoire). Il permet de guider ainsi le travail expérimental vers les paramètres les plus influents afin de mieux comprendre les mécanismes impliqués.

Dispositif expérimental pour mesurer la concentration des composés aromatiques (in vivo) dans la cavité nasale d’un sujet consommant du produit aromatisé (APCI MS : ionisation à pression atmosphérique suivie de spectrométrie de masse) – UMR FLAVIC, Dijon -

Adéquation entre la concentration en éthyle hexanoate prédite par le modèle (trait noir) et la concentration mesurée dans la cavité nasale du sujet (points rouges). Débit respiratoire du sujet reconstitué d’après la concentration en acétone mesurée dans le signal expiré (trait vert)

Perspectives

A court terme, le modèle de simulation de la libération en bouche va être amélioré. Les progrès en instrumentation devraient permettre la validation du modèle pour des concentrations en valeurs absolues et non plus seulement en données relatives. Le modèle sera validé et étendu pour un grand nombre de composés d’aromes, à d’autres produits (semi-solides ou liquides) ainsi que sur un grand nombre d’individus, représentatifs d’une population. Cette réalisation constitue une base pour des travaux à la fois académiques sur la connaissance des mécanismes mais elle débouche également sur des outils d’aide à la conception des aliments en faveur des applications industrielles. Comprendre et prédire la génération des stimuli en bouche en fonction des produits et des individus, pourra également être utile pour appréhender les mécanismes de régulation de l’alimentation (prise alimentaire et digestion).

Partenaires

UMR FLAVIC, INRA Dijon : Données de libération de composés d’arôme en conditions « in vivo »

Référence

TRELEA I.C., ATLAN S., DELERIS I., SAINT-EVE A., MARIN M., SOUCHON I. (2008) Mathematical model for in vivo aroma release during consumption of semi-solid food, Chemical Senses, 33, 2, 181-192.