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Projet Scientifique du LabCom :

  • des émulsions aromatiques prêtes à l’emploi :
    Les acteurs du marché des émulsions aromatiques sont majoritairement des aromaticiens possédant les compétences dans la fabrication d’émulsions aromatiques, prêtes à l’emploi avant embouteillage par les industriels des boissons. S’il est difficile de donner une estimation du marché de ces émulsions primaires, on peut donner un chiffre de vente portant uniquement sur les eaux plates et gazeuses, avec un total annuel de 88 M€ sur la France (2009/2010, source SymphonyIRI). Il s’agit donc d’un marché substantiel sur le seul territoire national, qui peut être estimé à 1 milliards d’€ pour le marché mondial et étendu aux eaux et sodas aromatisés. Parmi les fabricants d’émulsions aromatiques, on peut citer Givaudan, IFF, Symrise, Sensient, Manne présents sur le marché mondial.
  • La gomme arabique : un produit de choix :
    Exsudat naturel de l’acacia, la gomme arabique reste le produit de choix pour les émulsions aromatiques, et le plus utilisé par les fabricants d’émulsions. Les acacias produisant de la gomme se trouvent principalement sur le continent africain dans la zone subsaharienne (Sénégal – Éthiopie). Les intervenants internationaux sur ce marché importent d’Afrique une gomme brute qui va être purifiée pour être revendue aux utilisateurs finaux avec des garanties d’origine, de pureté, de fonctionnalité et bactériologiques. Du fait d’un approvisionnement difficile et aléatoire, les prix et la qualité des gommes peuvent varier de façon importante. De plus, en raison de la faible teneur en espèces amphiphiles (AGP,
    Arabino-Galactane Protéiné) dans la gomme, l’émulsion requiert un dosage élevé (entre 15 et 30%) afin d’assurer une bonne stabilité des interfaces.
  • La stabilisation des émulsions : un enjeu
    Le procédé d’élaboration des émulsions aromatisantes consiste à réaliser une pré-émulsion de la phase aqueuse et de la phase organique aromatisée dans un mélangeur de type rotor-stator, puis l’émulsion finale à l’aide d’un homogénéisateur haute pression en continu (souvent bi-étagé). Après plusieurs passages, on obtient une émulsion stable qui sera dirigée vers un bac tampon, puis vers le conditionnement. Le débit industriel des homogénéisateurs haute pression se situe autour de 1 T/heure. Ces émulsions sont contrôlées par une étude granulométrique et en observant la stabilité de l’émulsion concentrée et en boisson (très diluée) sur plusieurs mois. Compte tenu des origines diverses des ingrédients, des différences de technologies d’un producteur de boisson à l’autre, ainsi que des conditions variables de conservation de ces émulsions selon la zone géographique (température), la prédictibilité de la stabilité d’une émulsion reste un exercice difficile, pourtant décisif dans la capacité à gagner des marchés. Il existe donc un enjeu économique fort, tant dans la maîtrise des conditions de stabilité de l’émulsion primaire, que dans le choix d’une nouvelle gomme arabique « formulée », permettant d’abaisser son dosage ou dans le développement d’hydrocolloïdes de substitution, mais toujours d’origine végétale.
    La stabilité des interfaces composées de complexes protéines-polysaccharides a déjà fait l’objet de nombreuses études paramétriques, associant nature des composés à l’environnement de l’interface (force ionique, pH, cf. revue récente de Fischer, Eur. Phys. J. Special Topics, 2013). La stabilisation des émulsions ou mousses formées à partir de ces complexes a également suscité de nombreux travaux (Dickinson, Food Hydrocolloids, (17) 2003 ; Chanamai et Mc Clements, Food Chem. & Toxic, 2001), mais on peut souligner que relativement peu d’entre eux concernent la rhéologie interfaciale de ces couches adsorbées (Rühs et al., Eur. Phys. J. Spec. Topics 2013), en particulier dans le cas de la gomme arabique, une analyse pourtant fondamentale pour la compréhension et la prédiction de la stabilité de ce type d’émulsion. L’étude théorique de Cho et Mc Clements (Langmuir, 9(12) 2009) sur les conditions de déstabilisation des émulsions induite par la floculation par déplétion, propose un outil d’analyse pertinent pour les émulsions étudiées dans ce projet, dès lors qu’elle peut être couplée aux études de caractérisation structurale des AGP (arabino-galactane protéinés), comme celle proposée par Renard et al. (Carbohydrate Polymers, 90 2012). Il est plus difficile, en revanche, de trouver des travaux consacrés au couplage entre les conditions d’émulsification (paramètres procédé) et les propriétés de stabilité de ces émulsions. Ce verrou scientifique important est au cœur de ce projet.