Transferts hydriques dans les produits céréaliers

Contact scientifique : Corinne Rondeau

L’eau dans les produits alimentaires est souvent le constituant majeur. L’eau influence les paramètres technologiques de transformation, les caractéristiques physiques et organoleptiques des produits ainsi que leur stabilité dans le temps. L’amidon  étant  également à  la  base  de  nombreux  produits alimentaires et en particulier des produits céréaliers, il apparaît essentiel de comprendre les phénomènes de transport de l’eau dans les systèmes  amylacés,  d’autant  que  l’eau  est  connue  également  pour  y  jouer  un  rôle structurant. Les travaux menés dans l’équipe IRM-Food confirment que les techniques de RMN et d’IRM permettent de mesurer la compartimentation de l’eau dans les grains d’amidon et son évolution (dé-compartimentation/échanges) en cours de cuisson et de refroidissement des produits céréaliers (gélatinisation/rétrogradation

Tout récemment, l’équipe a développé, en RMN à bas champ, des méthodes d’acquisition bidimensionnelles (RMN 2D T1-T2) qui apportent des informations supplémentaires par rapport à la RMN 1D classique (Rondeau-Mouro et al., (2016) JMR 265 :16-24). Cette méthodologie a permis de mettre en évidence des phénomènes d’échanges chimiques couplés à des interactions dipolaires entre l’eau et l’amidon (ou ses constituants) et facilite ainsi l’interprétation des temps de relaxation T1 et T2 classiquement mesurés en 1D. Des mesures parallèles en DSC (collaboration INRA Nantes) ont clairement démontré que la RMN à elle seule distingue distinguait les divers phénomènes thermo-cinétiques mesurés en DSC, à savoir la fonte des cristaux d’amylopectine mais en quantifiant ce phénomène tout en caractérisant précisément les transferts hydriques liés à la transformation hydrothermique de l’amidon.  Ces développements en RMN s’accompagnent d’un traitement des données particulier, basé sur la maximisation d’entropie sans compression de données (collaboration avec l’UMR Irccyn, Ecole Centrale de Nantes). Nous avons développé un code original sous Matlab qui reconstruit les cartographies 2D T1-T2 mais également Diffusion-T2 ce qui devrait aider à l’interprétation des mesures de diffusion de l’eau dans ce type de systèmes poreux et très hétérogènes d’un point de vue structural et compositionnel. Au-delà des mobilités moléculaires sur plusieurs microns, des mesures de profiles d’eau par micro-imagerie indiquent que la méthode peut être envisagée pour quantifier des phénomènes de diffusion de transport comme la sorption de l’eau dans des amidons extrudés se produisant sur plusieurs millimètres en 24 H.