Les 4 Grands Défis pour la Formulation des Aliments et des Boissons

La déstabilisation chimique et physique des aliments et des boissons est inévitable, de nombreux facteurs interdépendants se combinant pour modifier le comportement thermodynamique à long terme des émulsions, des suspensions et des mousses alimentaires. Cela peut avoir des conséquences dramatiques sur la durée de conservation, la texture, la sensation en bouche et même l'arôme du produit. Par conséquent, l'amélioration de la stabilité des systèmes colloïdaux utilisés dans les produits alimentaires et les boissons est une priorité absolue pour conserver la qualité du produit dans le temps et garantir la meilleure perception du client. Le défi sous-jacent à la stabilité de la dispersion des aliments et des boissons est la nature complexe des mécanismes d'instabilité colloïdale. De multiples phénomènes de déstabilisation peuvent avoir un impact sur la stabilité colloïdale en fonction des matières premières en interaction dans la dispersion, de leurs conditions environnementales ou de stockage, et de leur méthode d'application ou de livraison. Dans cet article, nous décrivons plus en détail certains des principaux défis liés à la stabilité des aliments et des boissons.

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1. Formation d'Anneaux dans les Boissons

La formation d'un anneau est un processus de détérioration courant qui affecte les boissons concentrées. Il s'agit d'une forme de crémage qui se produit dans les ménisques des dispersions où la tension superficielle fait que la phase concentrée de ce fluide adhère à l'intérieur du récipient, formant un anneau. Ce phénomène peut prendre jusqu'à six mois avant d'être visible à l'œil nu. Mais pour maintenir des produits de haute qualité et des processus de fabrication efficaces, les produits doivent être testés dans un délai beaucoup plus court. Les agents alourdissants, tels que l'huile végétale bromée (BVO), sont souvent diagnostiqués pour limiter les effets des différences de densité entre les gouttelettes d'huile dispersives et la phase aqueuse afin d'améliorer la stabilité colloïdale. Cependant, la BVO et d'autres agents alourdissants conventionnels sont considérés comme néfastes. Les tests de stabilité des boissons s'intéressent de plus en plus aux nouveaux ingrédients utilisés pour remplacer les BVO.

2. Crémage et Floculation des Produits Laitiers

Le crémage est un mécanisme d'instabilité très complexe qui est affecté par diverses propriétés des matériaux. Il s'agit d'un phénomène clé qui sous-tend la durée de conservation des différents produits laitiers, dont le taux et la gravité varient en fonction de la teneur en matières grasses, de l'homogénéité des globules gras dans la phase aqueuse, de la présence de minéraux supplémentaires comme le calcium (Ca) ou d'additifs additionnels comme les bactéries et les protéines. Des produits différents peuvent également rendre les tests de stabilité de la dispersion plus difficiles. Les produits laitiers sans graisse et sans sucre peuvent présenter une cinétique ou une mécanique d'instabilité très différente de celle des produits typiques. Le crémage se produira ensuite à des vitesses différentes dans les mêmes conditions pour les produits laitiers homogénéisés et non homogénéisés, avec la formation plus rapide de couches de crémage plus épaisses associées à la fois au lait entier et au lait demi-écrémé non homogénéisé. Les produits laitiers sont caractérisés par des phénomènes d'instabilité complexes. Le yaourt est formé par la gélification des protéines du lait, une forme de floculation caractérisée par plusieurs régions cinétiques distinctes (coagulation, croissance des bactéries et formation d'un réseau gélifié).

3. Reconstitution des Poudres Alimentaires

L'industrie laitière a toujours évité le problème de l'instabilité colloïdale en déshydratant les produits laitiers en une poudre qui peut être réhydratée à la demande. C'est l'idéal, car la poudre est rentable et peu encombrante, ce qui contribue aux initiatives écologiques. Cependant, la déshydratation pose une série de problèmes supplémentaires du point de vue de la stabilité. Il est important d'évaluer les propriétés du produit reconstitué pour déterminer sa similarité avec la forme native. Des variations dans la stabilité globale des poudres de lait réhydratées pourraient suggérer un produit de qualité comparativement médiocre ou des processus de réhydratation non optimaux. La stabilité des poudres alimentaires est souvent caractérisée par leur cinétique de dissolution, qui est déterminée par des paramètres tels que la mouillabilité, la coulabilité et la dispersibilité. L'évaluation de la qualité de la poudre sèche en vue de sa reconstitution dans des liquides peut nécessiter une compréhension approfondie de la manière dont une couche de poudre pénètre dans le volume d'eau (mouillabilité), de la vitesse à laquelle elle peut surmonter la tension superficielle du liquide pour s'enfoncer dans le fluide (capacité d'enfoncement) et de la vitesse à laquelle une couche de sédiments se dissout dans le fluide (dispersibilité).

4. Propriétés Emulsifiantes des Protéines Végétales

Les défis du marché sont également des obstacles importants à la stabilité des aliments et des boissons, car la disponibilité et le coût des ingrédients essentiels peuvent avoir une incidence considérable sur le retour sur investissement (RSI) des produits finis. La disponibilité des protéines émulsifiantes est un défi particulier, car ces matières premières essentielles sont sujettes à une volatilité importante du marché et à des fluctuations de disponibilité. Les chercheurs tentent de résoudre ce problème en évaluant les propriétés émulsifiantes potentielles des protéines végétales telles que les extraits de pois et de soja. L'élimination de l'utilisation des protéines animales est aujourd'hui une question d'importance commerciale, éthique et écologique. Les protéines végétales sont actuellement un déchet dont la valeur évidente est très faible. L'exploitation de ces déchets à des fins d'émulsification présenterait des avantages considérables pour notre planète, en éliminant la dépendance à l'égard des produits d'origine animale, conformément à la tendance écologiquement importante vers le végétalisme. Pour ce faire, il est nécessaire de bien comprendre la stabilité globale de la dispersion et la cinétique de stabilité des colloïdes de l'échantillon, ainsi que la concentration en protéines et la taille des gouttelettes.

5. Test de Stabilité des Aliments et Boissons avec Turbiscan

La gamme Turbiscan est spécialisée dans les tests de stabilité des formulations, avec des instruments conçus pour répondre aux complexités des marchés de l'alimentation et des boissons. La technologie SMLS intégrée dans la gamme Turbiscan accélère l'analyse jusqu'à 1 000 fois plus vite que les tests visuels, avec une détection et une quantification fiables de tous les mécanismes de déstabilisation. Il n'est pas nécessaire de diluer le produit comme c'est le cas avec les autres techniques d'analyse, ce qui permet de prévoir avec précision la durée de conservation du produit natif. La gamme Turbiscan a déjà contribué à l'évaluation de l'efficacité des protéines végétales en tant qu'émulsifiants dans les aliments, au développement de méthodes permettant d'estimer la reconstitution d'une poudre alimentaire dans un liquide, et à bien d'autres choses encore. Si vous avez des questions sur les tests de stabilité avec nos produits Turbiscan, n'hésitez pas à nous contacter.

Vers la gamme de produits "Static Multiple Light Scattering (SMLS) "

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En fin de compte, le choix d'utiliser une solution de tamisage simple ou d'investir dans la diffraction laser ou l'analyse dynamique d'images dépendra du volume d'essais, du budget et du personnel disponibles, ainsi que des normes internationales spécifiques ou des exigences des clients auxquelles vous devez faire face.

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