Stabilisation d'émulsions d'arômes par la gomme d'Acacia ˸ Caractérisation et compréhension physico-chimique des interactions eau-gomme-arôme - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2022

Stabilization of Aroma Emulsions by Acacia gum-water system ˸ Characterization and Physicochemical Understanding of water/gum/aroma Interactions

Stabilisation d'émulsions d'arômes par la gomme d'Acacia ˸ Caractérisation et compréhension physico-chimique des interactions eau-gomme-arôme

Résumé

Acacia gum (E414) is a dried gummy exudate from Acacia senegal and Acacia seyal trees. It is mainly composed of weakly charged, hyperbranched arabinogalactan-proteins (AGPs) and contains about 90% of polysaccharides and from 1-3% of protein and minerals. The protein/polysaccharide duality is the origin of the amphiphilic character of the gum. Thus, Acacia gums are used as a stabilizer and emulsifier for non-food and food applications, in particular with essential oils (mixtures of aroma compounds) in beverages industry. However, the relation between these properties and the nature of the oil received little attention. The objective of this work is to study the mechanisms involved in aroma emulsions stabilized by Acacia gum. A better understanding of the origin of the gum interfacial and emulsifying properties is intended, in order to possibly extend the gum field of application to a wider range of aroma compounds. To this end, the focus is made on the influence of water, and more specifically of aroma - water interactions, on the gum formation mechanism at the oil-water interface and on emulsion stability. The main results showed aroma - water interactions are the driving force of the gum adsorption. Furthermore, the gum adsorbs preferentially at highly hydrophobic interfaces, inducing high oil surface coverage, high interfacial layer elasticity and ability to reduce the interfacial tension. A volumetric adsorption mechanism is proposed based on enhanced volume fluctuations near highly hydrophobic interfaces, favoring the formation of a dehydrated aroma - gum - water interfacial structure. This mechanism is independent of the number of aroma compounds present in the oil phase. Furthermore, preferential adsorption of oil phase less hydrophobic compounds at oil-water interface is demonstrated. Concerning the emulsifying properties, a relationship, depending on the dispersion mechanisms, between the aroma hydrophobicity and the emulsion droplet size is demonstrated. Finally, the aroma hydrophobicity is shown to influence the aging of the emulsion from the first hour of storage.
La gomme d'Acacia (E414) est un exsudat gommeux produit par les arbres d'Acacia senegal et Acacia seyal. Elle est principalement composée d'arabinogalactan-protéines (AGPs), faiblement chargés, hyperbranchés, avec une forte proportion de sucres (90%) et d'environ 1-3% de protéines et de minéraux. Cette dualité protéine/sucre est à l'origine du caractère amphiphile de la gomme. Elle est alors utilisée comme stabilisant et émulsifiant pour des applications non-alimentaires et alimentaires, notamment avec les huiles essentielles (mélanges de composés d'arôme) dans l'industrie des boissons. Cependant, les connaissances liant ces propriétés et la nature de l'huile restent à améliorer. L'objectif de ce travail est d'étudier les mécanismes impliqués dans les émulsions d'arômes stabilisées par la gomme d'Acacia. L'intention est de mieux appréhender l'origine des propriétés interfaciales et émulsifiantes de la gomme, pour éventuellement étendre son champ d'application à une plus large gamme de composés d'arôme. Pour cela, l'accent a été porté sur l'influence de l'eau, et plus particulièrement des interactions entre les arômes et l'eau, sur le mécanisme de formation de la gomme à l'interface huile-eau et la stabilité de l'émulsion. Les principaux résultats ont montré que les interactions arôme-eau constituent la force motrice de l'adsorption de la gomme. De plus, la gomme s'adsorbe préférentiellement aux interfaces très hydrophobes, entraînant une concentration de surface élevée, une meilleure élasticité de la couche interfaciale et capacité à réduire la tension. Un mécanisme volumétrique d'absorption est proposé sur la base de fluctuations de volumes plus accrues dans les interfaces très hydrophobes, réduisant le coup énergétique pour former une interface arôme-gomme-eau déshydratée. Ce mécanisme est indépendant du nombre de composés d'arôme présents dans la phase huileuse. Par ailleurs, une adsorption préférentielle des composés les moins hydrophobes de la phase huileuse à l'interface huile-eau est démontrée. Concernant, les propriétés émulsifiantes, une relation entre l'hydrophobicité de l'arôme et la taille des gouttes de l'émulsion, dépendante des mécanismes de dispersion, est mise en évidence. De même, il est démontré que l'hydrophobicité influence le vieillissement de l'émulsion, et ce dès la première heure de stockage.
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Dates et versions

tel-04260880 , version 1 (26-10-2023)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04260880 , version 1

Citer

Camille Faucon. Stabilisation d'émulsions d'arômes par la gomme d'Acacia ˸ Caractérisation et compréhension physico-chimique des interactions eau-gomme-arôme. Ingénierie des aliments. Montpellier SupAgro, 2022. Français. ⟨NNT : 2022NSAM0028⟩. ⟨tel-04260880⟩
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