Méthodes, concepts et outils des systèmes complexes pour maitriser les procédés alimentaires. Application à l'affinage de camemberts. - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2010

Methods, concepts and tools of system complex to control food processes. Camembert cheese ripening application

Méthodes, concepts et outils des systèmes complexes pour maitriser les procédés alimentaires. Application à l'affinage de camemberts.

Résumé

The camembert cheese ripening process could be considered as a complex system such as many other food processes. Many variables are in interaction throughout time at different scale levels (microscopic to macroscopic). The food industies have to control these processes to preserve nutritional, sanitary and organoleptic quality. However, knowledge is still missing to reach this goal. In this work, it was attempt to enhance cheese ripening control with the approaches developped in the complex systems sciences. In our application, the first step was to collect kinetics of the microbiological, physicochemical and biochemical phénomena at various temperature and relative humidity ripening conditions. In parallel, organoleptic properties were monitored during the process. The sensory indicators used were collected and formalized from cheese expert knowledge. Then the kinetics at the “ microscopic ” level were integrated to those at the “ macroscopic ” level in order to model the cheese ripening process at a global point of view. In a second step, the viability theory was used as a framework to explore the cheese ripening process from a mecanistic model previously developped. Two aims were reached with the theory : the viability domain of the system as a fonction of constraint set (such as ripening duration) and the sensibility of the process to perturbations in this domain. This work allow to propose a new ripening trajectory with a ripening time reduced of 4 days. This trajectory from virtual experiments was tested with success in a ripening pilot. The micro-organisms balance was preserved such as the organoleptic properties of the manufactured cheeses. The concept, methods and tools of complex systems were used successfully to enhance the camembert cheese ripening process. In the futur, it would be interesting to evaluate them in order to control other food processes.
De nombreux procédés alimentaires comme l'affinage de Camembert peuvent être considérés comme des systèmes complexes. De nombreuses variables sont en interactions dynamiques à différents niveaux d'échelle (microscopique, macroscopique...). Contrôler ces procédés pour maintenir la qualité nutritionnelle, sanitaire et organoleptique des produits est un enjeu primordial pour l'industrie alimentaire. Les connaissances manquent toujours pour le permettre. Dans cette thèse, les approches utilisées par la communauté des systèmes complexes ont été envisagées pour résoudre cette problématique. La première piste a été de reconstuire les dynamiques des phénomènes pour différentes conditions de température et d'humidité relative d'affinage. Les réactions microbiologiques, physicochimiques et biochimiques ont été étudiées en hâloir pilote. Puis les évolutions des propriétés organoleptiques durant l'affinage ont été étudiées grâce au recueil de connaissances expertes et à la formalisation d'indicateurs sensoriels. Les dynamiques recueillis à ces différents niveaux d'échelle ont permis de modéliser de manière globale l'affinage. La seconde piste a été d'explorer l'affinage à partir d'un modèle mécanistique en utilisant les méthodes développées dans le cadre de la théorie de la viabilité. Cette théorie a été appliquée à l'affinage avec deux objectifs, connaître les domaines de viabilité du système en fonction des contraintes de contrôle (durée d'affinage) et évaluer la sensibilité du procédé à des perturbations dans ces domaines. Cette étude a permis de proposer une trajectoire optimisée d'affinage avec un temps réduit de 4 jours. Cette trajectoire a été testée avec succès en hâloir pilote, les équilibres microbiens ont été préservés ainsi que les propriétés organoleptiques des fromages. Les concepts, méthodes et outils des systèmes complexes ont ainsi été utilisés avec succès pour le contrôle de l'affinage de Camembert. D'autres procédés alimentaires pourront à l'avenir être étudiés de la même manière pour envisager une généralisation des méthodes.
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Dates et versions

tel-00450100 , version 1 (25-01-2010)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00450100 , version 1
  • PRODINRA : 248552

Citer

Mariette Sicard. Méthodes, concepts et outils des systèmes complexes pour maitriser les procédés alimentaires. Application à l'affinage de camemberts.. Génie des procédés. AgroParisTech, 2010. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00450100⟩
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