LOGICIEL DE PRÉVISION DE L AW D UN ALIMENT À PARTIR DE SA FORMULATION

LOGICIEL DE PRÉVISION DE L AW D UN ALIMENT À PARTIR DE SA FORMULATION

LOGICIEL DE CALCUL DE L AW D UN PRODUIT À PARTIR DE SA FORMULATION : Utilisation simple via une interface conviviale Outil destiné aux équipes R&D des entreprises agroalimentaires

INTÉRÊT DU LOGICIEL AMÉLIORE L EFFICACITÉ ET LA FIABILITÉ DES ESSAIS DE DÉVELOPPEMENT PRODUIT : même justesse qu une mesure en laboratoire sans passer par une étape de production ACCÉLÈRE L INNOVATION gain de temps économie de matière première

APPLICATIONS PRINCIPALES Optimise les formulations alimentaires pour atteindre une meilleure stabilité microbiologique Permet de limiter les transferts d eau au sein d un aliment composite Détermine et compare les effets dépresseurs d aw des ingrédients et additifs. Permet d optimiser une formulation pour atteindre une aw cible substitution d ingrédients, recommandations du PNNS (réduction du taux de sodium et de sucre ) aspects de Clean Label.

CONSTITUTION DU LOGICIEL Une base de données «Ingrédients» : 230 Ingrédients, base de données évolutive paramètres des modèles décrivant les interactions eauingrédients : pour les solutés et les macromolécules Un système de simulation programmé sous Matlab Calcul de l aw d équilibre du produit alimentaire Des interfaces «utilisateurs» Interface conviviale et intuitive

BASE DE DONNÉES Pour chaque soluté :

BASE DE DONNÉES Pour chaque soluté :

BASE DE DONNÉES Pour chaque soluté : modélisation de l impact des interactions eau - solutés par des modèles mathématiques (Norrish, Ross, Teng, Roa) validation à l aide de modèles thermodynamiques : UNIQUAC

BASE DE DONNÉES modélisation de l impact des interactions eau - solutés par des modèles mathématiques Teng et Roa : a 1 K. m w j j Pour une solution, l aw est proportionnelle à la molalité (mj) et au paramètre Kj Kj est propre à chaque soluté

BASE DE DONNÉES Pour la phase solide : Attraction des molécules d eau par les macromolécules de l aliment

BASE DE DONNÉES Pour la phase solide : isotherme de sorption modélisation : aw = f([eau]) par des modèles mathématiques (Ferro-Fontan et Guggenheim-Anderson-DeBoer) X ln( ). a 1 w C

BASE DE DONNÉES - 70 additifs alimentaires (E ) : - conservateurs, - antioxydants, - émulsifiants, - stabilisants, - gélifiants - 160 ingrédients : - amidons, - concentrés protéiques, - fibres, gommes, - farines, - matières grasses, - ovoproduits, - épices, aromates, - céréales, - fruits, légumes

CONSTITUTION DU LOGICIEL Une base de données «Ingrédients» : 230 Ingrédients, base de données évolutive paramètres des modèles décrivant les interactions eauingrédients : pour les solutés et les composés insolubles Un système de simulation programmé sous Matlab Calcul de l aw d équilibre du produit alimentaire Des interfaces «utilisateurs» Interface conviviale et intuitive

OUTIL DE CALCUL IDENTIFICATION DES PHASES : PRÉCIPITÉ ET SOLUTION Phase solide Absorption / désorption Jusqu à équilibre des a w Phase solution Calcul de l a w de la solution : - par modèle mathématique - par la méthode UNIQUAC macromolécules solutés

OUTIL DE CALCUL TRANSFERT D EAU ET ÉQUILIBRE DES AW DES PHASES CONSTITUTIVES DE L ALIMENT (CALCUL SOUS MATLAB ) Phase solide Absorption / désorption Jusqu à équilibre des a w eau Phase solution Calcul de l a w de la solution : - par modèle mathématique - par la méthode UNIQUAC macromolécules solutés

OUTIL DE CALCUL DÉTERMINATION DE L AW D ÉQUILIBRE DU PRODUIT Phase solide Absorption / désorption Jusqu à équilibre des a w Phase solution Calcul de l a w de la solution : - par modèle mathématique - par la méthode UNIQUAC macromolécules solutés

PHASE SOLIDE : ÉQUILIBRATION DE L AW ENTRE LES MOLÉCULES Cas de transfert d eau entre deux macromolécules X X1 X1* X2* X2 P1 P2 0 1 aw2 aw* aw1 Équilibration de l aw entre les macromolécules

PHASE SOLIDE : CALCUL ISOTHERME DE MÉLANGE X Mélange de macromolécules : Isoth. 1 Isoth. 0 Isoth. 2 Pour aw = awi: MS MS i 1 i 2 i X 1. X 2. X * MST MST aw Avec GAB : (ou FF) X 1 (1 k 1. a X * w m1 C. k 1 ).1 1 C. a 1 * w 1. k 1. a * w Exemple : farine = amidon + gluten X 2 (1 k 2. a X m2 * w C 2 ).1. k 2 C. a 2 * w 1. k 2. a * w

PRINCIPE DE CALCUL Base de données solutés ingrédients famille MM limite du modèle paramètres fructose sucre 180,2 4,317-0,02135229 0,00014274 0,00041447-8,0185E-05 bicarbonate d'ammonium poudre levante 79,1 2,5-0,03131995 0,01189045-0,00320267 0,00017936 glutamate de Na acide aminé 169,1 4,2-0,01754952-0,00334353 2,5876E-05 2,1511E-05 acide acétique conservateur 60,05 7-0,001 acide glutamique acide aminé 169 4-0,013-0,01558844 0,00658845-0,00097465 PEG 600 polyol 600 1,67-0,00641431-0,03873098 0,00809393-0,00037827 PEG 400 polyol 400 2,5-0,01374567-0,01501532 0,00229556-8,2437E-05 sorbitol polyol 182,17 15,1-0,01221024-0,00111853 7,1928E-05-1,7183E-06 acide citrique conservateur 192,12 2,2 0-0,05959652 0,07421274-0,0370666 0,00736728-0,00036261 propylène glycol polyol 76,1 13,14-0,00611046-0,00402735 0,00114734-0,00016621 1,1652E-05-3,0961E-07 dextrose sucre 180,16 6,66-0,0179334 9,2479E-05-0,00017611 2,0381E-05 9,5813E-07-6,2233E-09 1,1285E-09-1,9304E-11 glucose sucre 180,16 6,66-0,0179657-0,00037331 2,155E-05 glycérol polyol 92,09 10,86-0,0180697-1,4159E-05 5,4166E-06 3,5739E-07-1,9863E-08 glycine AA 75,07 3,32-0,0175878 0,00113051-0,00014942 mannitol polyol 182,2 1,19-0,0175546-0,00060664 0,0001984 sucrose sucre 342,3 6,7835-0,0176909-0,0017742 6,5901E-05-0,000012 3,0992E-06-2,3897E-07 xylose sucre 150,13 3,69-0,0180996-2,4158E-05-2,0998E-05 sorbitol (poudre) polyol 182,17 15,1-0,01221024-0,00111853 7,1928E-05-1,7183E-06 benzoate de sodium conservateur 144,1 5-0,0386154-0,00157139 0,0007813 0,000214-9,902E-05 1,3108E-05-7,353E-07 benzoate de potassium conservateur 160,21 4,6-0,0379535-0,00157192 0,00083377-1,3169E-05-1,2422E-05 xylitol polyol 152,15 4,22-0,01815193-8,7825E-06 malic acid conservateur 6-0,0192158 0,00215398-0,00142523 0,00036851-0,00002668-3,9292E-06 5,1994E-07 tartaric acid conservateur 150,09 6-0,0189778-6,6495E-05-0,00033186 5,8379E-05-3,1756E-06 chlorure de sodium sel 58,44 6,14-0,0327901 0,00013983-0,00055141 7,5594E-05-3,5024E-06 chlorure de potassium sel 74,55 4,5-0,0328134 0,00183429-0,00100808 0,00020727-1,5947E-05 nitrite de sodium sel 69 12,25-0,0314638-0,00047202 0,00010003-3,7189E-06 Na2H2P2O7 poudre levante 221,94 1,35-0,08793025 0,00581527 0,00929677-0,00154363-0,00337987 0,00279958 lactose sucre 342,3 0,57-0,00013749-0,04907429 0,0293042-0,00184277 maltose sucre 342,3 2,28-0,01804382-0,00105201 1,1248E-05 1,1045E-05 maltitol polyol 344,3 1,8-0,0374721-0,00991377 0,00617508-0,00037704 erythritol polyol 122,12 5-0,0178728-9,7015E-05 4,7804E-06 1,9953E-07 sirop de glucose DE 47 sucre 200 16-0,00900643-0,00017895 raffinose sucre 504,44 0,23-0,0178523-0,00219478 Calcul par itération sous Matlab -saisie dans la BDD -équilibration de l aw entre les phases -Répartition l eau isothermes paramètres ingrédients famille humidité (%) œuf entier ovoproduit 1,00001 0,00409895-0,60628875 74,1 blanc d'œuf déshydraté ovoproduit 1,0315708 0,01548443-0,71534703 87,3 jaune d'œuf déshydraté ovoproduit 1,29162288 0,06023068-1,02759349 50 girolle champignon 1,25332632 0,08111268-1,39311981 91 champignon de paris champignon 1,15943613 0,05514597-1,0894955 90 bolet champignon 1,19780452 0,0689144-1,35968764 90 morille champignon 1,13876114 0,0595386-1,34221853 90 pleurotus champignon 1,03992869 0,02003669-0,82354282 90 agaricus champignon 1,85384315 0,16677798-1,35187338 90 cacao 11% cacao et choc 1,0087559 0,00580902-0,672765 5,6 de MG chocolat 60% cacao et choc 1,00001 0,01228683-0,8196599 0,9 farine de pois farine 1,00001 0,00297218-0,51807443 13,7 farine de riz farine 1,47785692 0,0166977-0,62815307 13 farine de soja farine 1,5003093 0,10667229-1,61664194 13 farine d'épeautre farine 1,02409885 0,00277185-0,47101403 13 farine de maïs farine 1,07738732 0,00444323-0,49833483 13 farine de sésame farine 1,01461895 0,00104115-0,43091786 13 farine de tapioca farine 1,02023353 0,00313813-0,45473238 13 semoule de blé farine 1,02091373 0,0017803-0,44295397 13 farine de blé 550 farine 1,18314852 0,0166117-0,76605391 13 Xs* Teneur en eau Xs soluté macromolécule Xm* Xm détermination de l aw d équilibre 0 awm aw* aws 1

CONSTITUTION DU LOGICIEL Une base de données «Ingrédients» : 230 Ingrédients, base de données évolutive paramètres des modèles décrivant les interactions eauingrédients : pour les solutés et les composés insolubles Un système de simulation programmé sous Matlab Calcul de l aw d équilibre du produit alimentaire Une interface «utilisateur» Interface conviviale et intuitive

INTERFACE UTILISATEUR

CALCUL DE LA RÉPARTITION DE L EAU ENTRE LES CONSTITUANTS

valeurs prédites VALIDATION 1,00 0,95 Prévision logiciel : Moyenne des erreurs : 0,010 0,90 0,85 0,80 0,75 0,70 0,65 0,60 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1 valeurs mesurées Validations réalisées entre 0,65 et 1: Matrice céréalières, Produits carnés, Sauce, fourrage

Logiciel conçu avec le support du Conseil Régional de Bretagne et de la DRAF et la collaboration de trois industriels de la filière BVP (Pâtisserie Gourmande, Gaillard Pâtissier et Le Ster Pâtissier)

VOS CONTACTS CONTACT TECHNIQUE Jean-François LE PAGE Chef de projet Développement Produit Procédés Jean-francois.lepage@adria.tm.fr 02 98 10 18 97 CONTACT COMMERCIAL Jean-Marie DEVAY Responsable commercial Jean-marie.devay@adria.tm.fr 02 98 10 18 58