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Pain, fromage… des produits scannés par IRM pour optimiser les procédés agroalimentaires

Analyse de produits biologiques par IRM © Irstea

15/02/2018

Afin d’aider les industriels à optimiser les procédés de transformation des produits agricoles, et améliorer ainsi la qualité et la traçabilité des aliments mais aussi réduire les impacts environnementaux, les chercheurs d’Irstea s’appuient sur des méthodes originales et non invasives comme l’Imagerie par Résonance Magnétique (IRM). Focus sur deux projets agricoles et agroalimentaires d’avenir.

Un four de cuisson industriel plus économe en énergie

Comment obtenir une mie aérée, en particulier pour les pains sans gluten dont la levée est limitée en l’absence de cette protéine, tout en conservant leurs apports nutritionnels ? À l’aide d’une technique d’imagerie connue, l’IRM, les chercheurs du centre Irstea de Rennes ont analysé les multiples transformations chimiques et physiques qui s’opèrent lors de la cuisson du pain. La température de cuisson et le coup de buée[1] sont deux paramètres que le boulanger connaît et maîtrise déjà bien. En plus de ces derniers, les chercheurs ont exploré l’effet d’un vide partiel sur la structuration de la mie pendant la cuisson, paramètre qui reste encore peu employé dans l’agroalimentaire.

Un prototype de four de cuisson associant vide et vapeur a alors été conçu pour favoriser un gonflement homogène du pain avant la formation de la croute. Destiné dans un premier temps à la production de pains dits « soft » tels que les pains de mie, il permet d’obtenir des produits plus volumineux, moins caloriques, avec moins d’additifs et à la forme plus régulière. Il permet aussi de mieux valoriser une recette sans gluten ou une farine pauvre en gluten. Les besoins énergétiques pour la cuisson peuvent être réduits grâce à une température de fonctionnement moins élevée[2] et par le recyclage possible de l’énergie contenue dans les gaz[3].

La société MECATHERM, fournisseurs d’équipements industriels a acquis une licence d’exclusivité et du savoir-faire développés parallèlement au dépôt du projet de recherche MECASOFT. Lauréat des « Projets agricoles et agroalimentaires d’avenir (P3A) »[4], il bénéficie d’un soutien financier à hauteur de 810K€ en vue de commercialiser le four pour la boulangerie industrielle dès 2020. L’application de techniques d’imagerie aux procédés alimentaires ne se limite pas au secteur de la boulangerie. 

La formation des bulles de fromage à l’étude

Dans le monde du fromage à pâte pressé, comme le Maasdam, les trous et leur répartition ont toute leur importance. Ils sont en effet un critère de choix à l’achat : un fromage dont l’aspect est jugé irrégulier sera potentiellement fondu ou râpé, entrainant alors une perte économique pour l’industriel.

Pour mieux comprendre les conditions propices à la formation des trous, les chercheurs d’Irstea analysent par IRM, la croissance d’une bulle isolée à l’échelle d’une meule de fromage puis de l’hâloir d’affinage, dans le cadre du projet Affinao (2016 – 2018) déposé par les Fromageries Bel. Une technologie efficace pour visualiser la croissance des bulles au sein d’un milieu opaque sans avoir à le couper. L’affinage du fromage est ainsi peu perturbé et chaque produit peut être suivi individuellement.

Ces observations couplées à d’autres sur les transferts de matière et thermiques sont utilisées pour la validation de modèles numériques basés sur la physique, développés en partenariat au sein du projet. À la clé, une maitrise améliorée de la production, une meilleure efficacité énergétique et une réponse adaptée aux attentes des consommateurs.

Pour encourager ces travaux de recherche, le Programme d’Investissement d’Avenir (PIA)  a attribué une aide financière de 773 K€ au projet Affinao, lauréat des « Projets agricoles et agroalimentaires d’avenir (P3A) ».

En savoir plus

[1] La buée est de la vapeur d'eau introduite dans le four avant l'enfournement

[2] Les plus hautes températures ne sont plus requises pour la fonction d’expansion

[3] La cuisson sous vide impliquant la canalisation des gaz jusqu’à leur extraction par la pompe.

[4] Volet agricole et agroalimentaire du Programme d’investissement d’avenir, les “Projets agricoles et agroalimentaire d’avenir” (P3A) accompagnent financièrement des initiatives prometteuses, allant des nouvelles technologies à la génomique, des nouveaux produits aux outils d'aide à la décision, en passant par les énergies renouvelables ou les bio produits.