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Rangées de graines.. © Inra, Elena Schweitzer © Fotolia

Nos résultats

Sommaire
  1. Introduction
  2. Recherches et Innovations 2018 - Pour l'Aliment et les Bioproduits
  3. La manière dont les protéines s’agrègent lors d’un traitement thermique module leur capacité sensibilisante
  4. Accroître la survie des probiotiques au séchage en stimulant leur adaptation aux stress
  5. Impact des traitements thermiques sur la digestion du lait maternel chez le nourrisson prématuré
  6. Recherches et Innovations 2017 - Pour l'Aliment et les Bioproduits
  7. Le pouvoir adhésif deLactococcus lactis: une histoire tirée par les « pili » ?
  8. Quand les biopolymères s'assemblent : un jeu d'énergie et d'entropie.
  9. Toute la digestion gastro-intestinale dans un laboratoire sur puce : le microdigesteur
  10. Dis, comment une goutte de lait devient-elle un grain de poudre ?
  11. Recherches et Innovations 2016 - Pour l'Aliment et les Bioproduits
  12. 13 minutes pour tout savoir sur la qualité des fromages et des recherches qu'elle implique
  13. Un nouveau procédé pour le bio-raffinage du végétal
  14. La membrane bactérienne sous la lumière UV du synchrotron SOLEIL
  15. L’ingénierie inverse ou la machine à remonter… le pain !
  16. Chimie verte : Améliorer la production de lipides chez la levure
  17. Des vins de qualité à teneur réduite en alcool acceptés par le consommateur
  18. Impact des procédés de fractionnement sur la distribution des mycotoxines dans le blé dur
  19. Pâtes aux légumineuses : comment la formule et le procédé confèrent à l’aliment ses qualités nutritionnelles
  20. Contrôler le brunissement des vins blancs par la sélection raisonnée de levures
  21. Des bactéries lactiques pour réduire l’allergénicité de certaines protéines du lait
  22. Eliminer les biofilms avec un détergent enzymatique : une alternative aux traitements à base de soude
  23. Néo-enzymes à façon pour la conception de vaccins antibactériens
  24. RMN : une méthode non destructive pour identifier et quantifier les molécules phosphorées
  25. Marché des viandes transformées : vers une méthode de référence ?
  26. Modélisation mécanique multi-échelle : de l’échelle nanométrique aux propriétés macroscopiques de la mie de pain
  27. Minimoulin : 500 g pour apprécier la valeur meunière des blés
  28. Production microbienne de lipides à usages énergétiques ou chimiques
  29. L'acide férulique, acteur discret mais universel de la construction des parois lignifiées
  30. Eco-conception de matériaux à base de co-produits du bois
  31. L'analyse des composés volatils pourrait permettre d'authentifier le système de production des poulets
  32. Des nanoparticules comme marqueurs de biopolymères en microscopie
  33. Pasteurisation, UHT, microfiltration... Tous les traitements n'ont pas le même impact sur la qualité nutritionnelle du lait
  34. Des rayons X pour caractériser les couches accumulées lors des opérations de filtration
  35. L'intégration des connaissances expertes appliquées à l'affinage des camemberts
  36. Maîtriser la perte de masse des fromages pendant l'affinage
  37. La mémoire de l'amidon
  38. Recherches et innovations 2015 - Pour l'Aliment et les Bioproduits
  39. Comportement des micelles de caséine lors de la filtration du lait
  40. Nouvelle enzyme de dégradation des pectines
  41. Digestion du nourrisson : un modèle permet d’étudier les allergènes alimentaires
  42. Digestion des protéines carnées
  43. Des émulsions modèles de la digestion révèlent l’effet protecteur des polyphénols
  44. Perception de l’astringence : un nouvel éclairage grâce à la spectrométrie de masse
  45. Hautes pressions : Nouvelles voies d'utilisation et de valorisation sur les aliments emballés
  46. Fours à injection de vapeur d’eau : jusqu'à 12% d’économie d’énergie
  47. Nouvelle méthode d’analyse rapide de la qualité des tomates et des abricots
  48. Jambon de Bayonne : des marqueurs de texture et d’arôme pour maîtriser la qualité
  49. Suraccumulation de lipides chez la levure S. cerevisiae : vers une production de biocarburants à usage aéronautique
  50. Fractionner la ventilation des hâloirs de fromagerie : 50% d’économie d’énergie
  51. Connaître la structure de l'amidon pour maîtriser ses applications
  52. L’IRM pondérée en diffusion : un outil générique pour la micro-imagerie des lipides dans les matrices alimentaires
  53. Caractérisation d’un gène majeur de la biosynthèse des anthocyanes dans la baie de raisin
  54. Nouveaux détecteurs d’activités enzymatiques à base de nanocouches semi-réflectives de biopolymères
  55. Vers la connaissance de la structure de la micelle de caséine
  56. Le chauffage du lait semble favoriser le développement de l’allergie chez les nourrissons
  57. Mieux comprendre le pouvoir moussant des protéines en étudiant leur comportement aux interfaces eau-air
  58. Nouveau modèle d’organisation en 3D de la membrane de globules gras du lait
  59. Comment les protéines alimentaires s’auto-assemblent en objets micrométriques
  60. Une nouvelle méthode de séparation permet de déterminer la structure complète de biopolymères
  61. Intérêt des métabolites volatils des produits carnés pour révéler les contaminations des animaux d’élevage aux micropolluants environnementaux
  62. SensinMouth quand le goût fait sens
  63. Un logiciel d’aide au choix d’un emballage pour la filière Fruits et Légumes frais construit sur une démarche d’ingénierie des connaissances
  64. SOLEIL nous éclaire sur la structure des protéines stabilisatrices des réserves lipidiques de plantes oléagineuses
  65. Un zoom sur le processus d’assemblage multi-échelle des protéines 
  66. Maîtrise du séchage de produits laitiers infantiles par la prise en compte des interactions eau-constituants
  67. Maîtriser l’acidité du vin par un procédé électro-membranaire : une nouvelle pratique œnologique autorisée en Europe et dans les pays viticoles du nouveau monde
  68. Stratégies de réduction du taux de sodium dans les aliments
  69. Pour une meilleure persistance de Lactococcus lactis dans le tractus digestif
  70. L’allergie alimentaire au blé : une histoire d’épitopes
  71. Des essais sur un modèle de souris allergiques révèlent le fort potentiel allergisant d’un procédé alimentaire : la désamidation du gluten de blé
  72. Protéger les lipides omega-3 de l’oxydation : le rôle clé des émulsifiants
  73. Quel impact de la cuisson sur la qualité des viandes ? Des images aux modèles mathématiques.
  74. Comment améliorer le pouvoir moussant des protéines ?
  75. Une cellule d’observation sous cisaillement de gels, mousses, pâtes et autres systèmes complexes
  76. Vers une compréhension des mécanismes impliqués dans la synthèse de tanins astringents
  77. Fractionnement du lait : des procédés membranaires éco-performants
  78. Qualité des vins : de l'oxygène un peu, beaucoup, ... pas du tout ?
  79. Obtenir des émulsions très stables sans tensioactifs grâce à des nanocristaux de polysaccharides issus de la biomasse.
  80. Découverte de nouvelles enzymes de dégradation des polysaccharides végétaux dans le microbiome intestinal humain
  81. La cutine de la peau des tomates pour de nouveaux polymères
  82. La texture des fruits : phénotypage et chémotypage de déterminants histologiques et pariétaux
  83. Simulation de la fragmentation orale d'aliments céréaliers fragiles ... Scrountch !
  84. La déglutition, un carrefour physiologique clé pour libérer les arômes 
  85. Un nouveau procédé de cuisson des viandes sous dioxyde de carbone pour réduire l'apparition de composés indésirables
  86. Dénaturation thermique des protéines musculaires par microspectroscopie FT IR localisée couplée au rayonnement synchrotron
  87. Des résines époxy biosourcées, sans bisphénol A, à partir de polyphénols naturels
  88. Structure d'un colloïde naturel : la micelle de caséine du lait
  89. Identification d'une souche d'Aspergillus qui améliore de 20% le rendement en glucose de la biomasse en conditions industrielles
  90. Une enzyme impliquée dans la polymérisation de la cutine
  91. Une farine de blé dur adaptée à la fabrication de baguettes traditionnelles
  92. Le virtuel pour guider la construction d’enzymes « sur mesure »
  93. Jusqu’où est-il possible de réduire la teneur en sel dans les charcuteries cuites ?
  94. Diffusion des molécules organiques dans les matériaux polymères : retour sur les lois connues
  95. Mousse intelligente : différentes manières de détruire une mousse sur demande !
  96. La Datte, riche en tanins et pourtant ni amère ni astringente
  97. Réduire la teneur en sel des aliments
  98. Recherches et innovations 2014

Modélisation mécanique multi-échelle : de l’échelle nanométrique aux propriétés macroscopiques de la mie de pain

Les produits céréaliers constituent la base de notre alimentation. Leur texture est un indicateur pertinent de la perception sensorielle. La mécanique des matériaux permet d’extraire des données objectives sur leur comportement mécanique et leur dégradation. Les chercheurs étudient par simulation numérique les relations entre la structure du produit et ses propriétés mécaniques à différents niveaux d’échelles. La méthode des Eléments Finis anticipe ces propriétés pour des structures « virtuelles » comparables aux structures « réelles », elle a été appliquée au cas des produits alvéolaires de type mie de pain. Les résultats numériques ont révélé un rôle non négligeable de l’architecture alvéolaire sur l’élasticité des structures de la mie dû au rôle prépondérant du vide. Ces modèles mécaniques vont être appliqués à la mastication des produits céréaliers. Cette approche permettra de relier le procédé aux propriétés afin d’anticiper au mieux la dégradation de ces produits pour une meilleure digestion.

Mis à jour le 17/06/2013
Publié le 10/06/2013
Mots-clés :

La science des matériaux appliquée aux produits céréaliers

Les produits céréaliers constituent la base de notre alimentation. Leur texture est un indicateur pertinent de la perception sensorielle. La mécanique ne peut s’affranchir de l’information structurale qui est intimement liée au comportement mécanique des produits, d’où l’intérêt majeur d’étudier les relations structure – propriétés mécaniques. Du fait de la variabilité de la taille des hétérogénéités structurales, ces relations doivent se décliner sur différents niveaux d’échelles.
L’inaccessibilité à la mesure de l’effet de certaines hétérogénéités (ex. mesure in situ d’une propriété de paroi dans un matériau alvéolaire) implique l’utilisation incontournable de l’approche numérique pour la construction de modèles mécaniques robustes capable de prédictions réalistes.
La méthode des Eléments Finis (EF), connue pour sa description déterministe, intègre de plus en plus la complexité des structures. Dans ce qui suit, l’application des EF est mise en avant dans le cadre de l’étude des produits céréaliers à base d’amidon.
La simulation numérique par EF, couplée à un modèle déterministe adéquat, permet une prédiction du comportement mécanique de ces produits en relation avec leur structure. Mieux encore, ce type d’approche anticipe ces mêmes propriétés pour des structures « virtuelles » comparables aux structures « réelles ». La génération virtuelle désigne des possibilités structurales d’amélioration des produits par les procédés standards de transformation alimentaire. Les résultats obtenus sont illustrés ci-après dans le cas des produits alvéolaires de type mie de pain en y apposant une démarche déterministe multi-échelle.  

La simulation à différentes échelles révèle les comportements mécaniques d’une mie de pain

Partant du composite qui forme la paroi alvéolaire, la simulation de la nano-indentation révèle le rôle majeur de l’interface amidon – zéine (Figure 1) .  Cet effet devient flagrant quand on s’intéresse au comportement à l’échelle de la microstructure. Afin de mieux appréhender le rôle de l’interface, il est possible de raisonner sur un effet moyen de celle-ci grâce à la notion de propriétés de l’interphase. La modélisation du comportement devient alors plus cohérente avec les tests mécaniques. Néanmoins, cette cohérence a une validité relative à l’échelle de l’observation et nécessite une démarche d’homogénéisation pour faire le passage obligé entre l’échelle de la microstructure et l’échelle macroscopique. Tant que ce passage n’est pas fait, la variabilité des propriétés mécaniques mesurées macroscopiquement ne peut être expliquée.

Figure 1 : (a) Simulation d’un essai de nano-indentation : échelle de l’interface. (b) Modèle à trois phases: échelle de la microstructure. (c) Simulation d’un essai de flexion: échelle macroscopique. (d) Modèle élastique associé à une structure cellulaire à base d’amidon (mie de pain): échelle du produit transformé.. © Inra
Figure 1 : (a) Simulation d’un essai de nano-indentation : échelle de l’interface. (b) Modèle à trois phases: échelle de la microstructure. (c) Simulation d’un essai de flexion: échelle macroscopique. (d) Modèle élastique associé à une structure cellulaire à base d’amidon (mie de pain): échelle du produit transformé. © Inra

Appliquer les modèles à la mastication

En attendant la mise en œuvre d’une telle démarche, nous avons pu identifier, à l’échelle macroscopique, le comportement mécanique de composites amidon – zéine par une approche inverse.
Ici, le matériau est dit homogène dans le sens où la microstructure intervient implicitement dans le comportement. Connaissant les propriétés des parois, la simulation du comportement du produit transformé a pu être décrite. Les résultats numériques révèlent un rôle non négligeable de l’architecture alvéolaire sur l’élasticité des structures de type mie de pain en regard du rôle prépondérant du vide.
L’application des modèles mécaniques dans le cas de la mastication des produits céréaliers est en cours de réalisation. Cette approche permettra de relier le procédé aux propriétés d’usage afin d’anticiper au mieux la dégradation de ces produits pour une meilleure digestion.

Partenaires

UMR Centre des Sciences du Goût et de l'alimentation (CSGA) CNRS, INRA, Université de Bourgogne et AgroSup Dijon, E. Guichard;
Laboratoire de Mécanique de Lille, Unité Mixte de Recherche CNRS/Université des Sciences et Technologies de Lille;
laboratoire de Science et Ingénierie des Matériaux et Procédés, CNRS-INP Grenoble-Université Joseph Fournier
GéM : Institut de Recherche en Génie Civil et Mécanique, CNRS-Université de Nantes-Ecole Centrale de Nantes
FEMTO-ST : Franche-Comté Electronique, Mécanique, Thermique et Optique – Sciences et Technologies CNRS-Université de Besançon

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