Rules and Mechanisms of Perceptual Interaction of Odor Mixtures : Application to Icewine aroma
Règles et mécanismes d'interaction perceptive dans les mélanges d'odeurs : application à l'arôme du vin de glace
Résumé
Icewine was used as an experimental object, and hundreds of wine- or food-related odor mixtures were designed and investigated for the first time based on the identification and analysis of icewine’ odorants. The aim of the thesis work was to explore the key odor elements that affected the perception of odor mixtures and the general laws behind olfactory perceptual interactions. The thesis manuscript contains seven chapters:The first review of the literature gives a brief introduction to the olfactory system and odor perception. Then, odorants’ mixture perception is highlighted through examples of interactions between odorants at the perceptual level. Research progress in perceptual interactions between odorants observed in foods and beverages and methodologies involved in the researches of perceptual interactions are also briefly summarized.The second review of the literature aims to provide comprehensive information related to our research objects, the odor of a special wine, namely icewine, which made from late harvested and frozen grapes by unconventional production process. The uniqueness of icewine’s aroma, the mechanism of odor generation in icewine and the effects of natural and human factors in the vineyard and winery on aroma composition of icewines are systematically summarized. The current research status and future research needs of icewine aroma are also put forward in this chapter. Some of these research needs are exactly the content included in this thesis.The first study analyzed the odorants and the odorants’ aroma perception in icewine. In this study, the key aroma compounds of Chinese Vidal icewine were characterized by means of gas chromatography–olfactometry (GC-O) coupled with mass spectrometry (MS) on polar and non-polar columns. Aroma recombination experiments and omission tests were used to verify and rank the aroma contribution for investigating the key aroma compounds.The second study is among the very first attempts to evaluate the contribution of odor-active compounds considering the mixture-induced perceptual effect on a complex aroma (here icewine). In this study, we used the advanced Olfactoscan setup, which allowed us to consider the impact of a single odorant, identified by GC × GC−TOFMS, on the global wine aroma delivered as a background odor during GCO analysis. To analyze the data, a new semiautomatic method was applied to allow the identification of odor zones in a similar way both in GCO and Olfactoscan approaches based on the detection frequency method (19 trained judges).The third study systematically explored the perceptual interactions between key odor-active compounds. Based on the findings of the first two studies, more than 150 odor mixtures samples, related to the key odorants of icewine and wine aroma vectors, were designed to assess the influence of odor intensity, number of odorants in the mixture, and combinations of odorants on the overall perception. The experiment was performed with a 12-channels computer-controlled dynamic-dilution olfactometer.The last study selected 72 representative odorants in food and beverage systems based on the differences in their structural parameters, and 222 sets of binary odor mixtures were designed among the 2556 possible combinations. By measuring the intensity and pleasantness of the binary odor mixtures and of their two unmixed components, general laws of perceptual interactions, as well as hypotheses on their putative influencing factors in a simple system are established.The manuscript ended with a general conclusion and discussion (Chapter 7) about the four studies conducted, then the innovation of this work and the perspectives for further research were addressed.
Le vin de glace a été utilisé comme objet expérimental et des centaines de mélanges d'odeurs liées au vin ou aux aliments ont été conçus et étudiés pour la première fois sur la base de l'identification et de l'analyse des odorants du vin de glace. L'objectif du travail de thèse était d'explorer les éléments olfactifs clés qui affectent la perception des mélanges d'odeurs et les lois générales derrière les interactions perceptives olfactives. Le manuscrit de thèse contient sept chapitres :La première revue de la littérature donne une brève introduction au système olfactif et à la perception des odeurs. Les progrès de la recherche sur les interactions perceptives entre les substances odorantes observées dans les aliments et les boissons et les méthodologies impliquées dans les recherches sur les interactions perceptives sont également brièvement résumés.La deuxième revue de la littérature vise à fournir des informations complètes liées à nos objets de recherche. L'unicité de l'arôme du vin de glace, le mécanisme de génération d'odeur dans le vin de glace et les effets des facteurs naturels et humains dans le vignoble et la cave sur la composition aromatique des vins de glace sont systématiquement résumés. L'état actuel de la recherche et les futurs besoins de recherche sur l'arôme du vin de glace sont également présentés dans ce chapitre. Certains de ces besoins de recherche sont exactement le contenu inclus dans cette thèse.La première étude a analysé les odorants et la perception aromatique des odorants dans le vin de glace. Dans cette étude, les principaux composés aromatiques du vin de glace Vidal chinois ont été caractérisés par chromatographie en phase gazeuse-olfactométrie (GC-O) couplée à la spectrométrie de masse (MS) sur des colonnes polaires et non polaires. Des expériences de recombinaison d'arômes et des tests d'omission ont été utilisés pour vérifier et classer la contribution de l'arôme pour étudier les composés aromatiques clés.La seconde étude fait partie des toutes premières tentatives d'évaluation de la contribution des composés odorants en considérant l'effet perceptif induit par le mélange sur un arôme complexe. Dans cette étude, nous avons utilisé la configuration Olfactoscan avancée, qui nous a permis de considérer l'impact d'un seul odorant, identifié par GC × GC−TOFMS, sur l'arôme global du vin délivré comme odeur de fond lors de l'analyse GCO. Pour analyser les données, une nouvelle méthode semi-automatique a été appliquée pour permettre l'identification des zones olfactives de manière similaire à la fois dans les approches GCO et Olfactoscan basées sur la méthode de fréquence de détection (19 juges formés).La troisième étude a systématiquement exploré les interactions perceptives entre les principaux composés odorants. Sur la base des résultats des deux premières études, plus de 150 échantillons de mélanges d'odeurs, liés aux principaux odorants du vin de glace et des vecteurs d'arômes de vin, ont été conçus pour évaluer l'influence de l'intensité de l'odeur, du nombre d'odorants dans le mélange et des combinaisons d'odorants. sur la perception globale. L'expérience a été réalisée avec un olfactomètre à dilution dynamique commandé par ordinateur à 12 canaux.La dernière étude a sélectionné 72 substances odorantes représentatives dans les systèmes d'alimentation et de boissons en fonction des différences de leurs paramètres structurels, et 222 ensembles de mélanges d'odeurs binaires ont été conçus parmi les 2556 combinaisons possibles. En mesurant l'intensité et l'agrément des mélanges d'odeurs binaires et de leurs deux composants non mélangés, des lois générales d'interactions perceptives, ainsi que des hypothèses sur leurs facteurs d'influence putatifs dans un système simple sont établies.Le manuscrit s'est terminé par une conclusion générale et une discussion sur les quatre études menées, puis l'innovation de ce travail et les perspectives de recherches ultérieures ont été abordées.
Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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