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Soutenance de thèse de Domitille Videment de Guibert

Agrocampus Ouest, amphithéâtre Moule

Conception d’itinéraires technologiques pour la production et la stabilisation par séchage d’assemblages protéiques fractals

Thèse dirigée par Romain Jeantet (UMR STLO)

Résumé

Les agrégats fractals de protéines solubles thermo-induits ont des propriétés techno-fonctionnelles remarquables qui dépendent de leur taille (propriétés gélifiantes, viscosifiantes, de stabilisation et texturation d’émulsions). Il convient de produire ces agrégats très réactifs à l’échelle pilote, de manière continue et de les stabiliser par séchage en vue d’une application future. Deux solutions d’agrégats ont été produites selon un itinéraire technologique innovant (procédé, physicochimie) : la première est constituée d’un mélange d’agrégats fractals et d’agrégats sphériques peu réactifs (microgels) ; la seconde est constituée exclusivement de fractals. La teneur en protéines et NaCl permet de moduler la taille des agrégats du second mélange. Pour le premier, ces leviers n’ont pu être utilisés par risque de gélification au sein du pilote, et l’influence de leviers procédés (régime d’écoulement, température de chauffe, temps de montée en température) sur la taille des agrégats a été étudiée. Le comportement et les propriétés des agrégats au cours de la concentration, du séchage et de leur redispersion ont également été étudiés. Si les agrégats du premier mélange restent stables au cours des étapes de concentration et séchage, une sur-agrégation a lieu pour les agrégats du second mélange conduisant à une diminution de leurs propriétés viscosifiantes, gélifiantes et de texturation d’émulsions. Pour conclure, il est difficile de stabiliser par concentration-séchage les agrégats fractals très réactifs. En revanche, la stabilisation d’un mélange d’agrégats fractals et microgels aux propriétés proches des agrégats purement fractals, a été démontrée.

Mots clés : protéines solubles, agrégats fractals, microgels, séchage, propriétés fonctionnelles

Abstract

Fractal heat-induced aggregates of whey protein have strong techno-functional properties depending on their size such as gel strengtening, thickening properties and the stabilization of emulsions. These very reactive aggregates need to be produced at a continuous pilot scale and to be stabilised by drying process for future application.Two solutions of aggregates were produced according to an innovative technological route (process, physicochemistry): the first one made up of a mix of fractal aggregates and not very reactive spherical aggregates (microgels), and the second one made up of pure fractals. The protein and NaCl content allow the modulation of second mix aggregates size. For the first one, these levers could not be used because of gelation within the pilot. The influence of process levers (flow regime, heating residence time, heating temperature) on the aggregates size was studied. Behaviour and properties of the aggregates throughout the concentration, drying, and their redispersion have also been studied. Aggregates of the first mix remain stable during the concentration and drying steps, whereas a post-aggregation occurs for the aggregates of the second mix leading to a slight decrease of their capacity to increase viscosity, to gel and texture emulsions. To conclude, it is difficult to stabilize by concentration-drying the very reactive fractal aggregates. However, the stabilisation of a mix of fractal aggregates and microgels with properties close to the pure fractal aggregates was demonstrated.

Keywords: whey protein, fractal aggregates, microgel, drying, functionnal properties