Disperser l'eau dans une matière grasse solide : des mécanismes élémentaires qu procédé industriel

Le développement de produits ayant un taux de matière grasse réduit est, tant d’un point de vue économique que nutritionnel, un enjeu majeur. La réduction de ce taux peut être réalisée à travers la dispersion d’une phase aqueuse dans la matière grasse initiale. Cette dispersion est couramment réalisée industriellement par mélange en voie liquide, mais le recours à des tensioactifs est nécessaire au maintien d’une émulsion stable. Une autre alternative peut être trouvée dans l’incorporation d’eau à l’intérieur de la matière grasse dans son état partiellement cristallisé. Cette méthode tire avantage de l’extrême viscosité de la matrice grasse lorsqu’une partie de celle-ci est à l’état solide, permettant une émulsion homogène, finement dispersée et stable aux temps longs sans ajout de tensioactifs. Le mélange de l’eau dans cette matrice grasse ouvre des questions sur la dispersion et la fragmentation d’un fluide faiblement visqueux dans un fluide extrêmement visqueux. Il représente également un défi technologique.Les travaux de cette thèse ont porté sur l'incorporation d'eau par fragmentation dans une matière grasse partiellement cristallisée, en considérant le beurre comme système modèle. Cette étude a nécessité le développement puis l’utilisation d’un dispositif de mélange à l’échelle laboratoire, conjointement à des mélangeurs à l’échelle pilote. La mésostructure résultante a pu être étudiée grâce à l’utilisation de la µ-tomographie aux rayons X, permettant une mesure en trois dimensions des caractéristiques de la dispersion. L'étude des mécanismes d’incorporation et de fragmentation des gouttes d'eau dans la matière grasse a permis de guider le dimensionnement d'un procédé continu à l’échelle industrielle. Enfin, les propriétés d’usage (exsudation, texture …) ont été étudiées sur des beurres préparés aux deux échelles, ce qui a permis de mieux comprendre leur dépendance aux conditions de mélange et de stockage.