Caractérisation rhéologique de la crème glacée

Problématique / Besoin :

Une caractérisation rhéologique dépendante de la température d'échantillons de crème glacée a été réalisée. Une corrélation entre les données rhéologiques et l'impression sensorielle est donnée. Le comportement rhéologique dépendant de la températuure de la crème glacée est une propriété importante pour le produit final. Par exemple, une crème glacéedoit avoir une faible rigidité à basse température pour une bonne aptitude au ramassage, mais d'un autre côté, elle doit avoir une onctuosité pour une bonne sensation en bouche après avoir fondu à des températures plus élevées. Alors que dans la plage intermédiaire lors de la fonte un consommateur n'aime pas avoir une sensation de trop froit. Les mesures ont été effectuées à l'aide d'un rhéomètre MCR Anton Paar.  

Méthode utilisée / Réponse apportée :

1. Introduction

Une caractéristique rhéologique dépendante de la température d'échantillons de crème glacée a été réalisée. Une corrélation entre les données rhéologiques et l'impression sensorielle est donnée. Le comportement rhéologique dépendant de la température de la crème glacée est une propriété importante pour le produit final. Par exemple, une crème glacée doit avoir une faible rigidité à basse température pour une bonne aptitude au ramassage, mais d'un autre côté, elle doit avoir une onctuosité pour une bonne sensation en bouche après avoir fondu à des températures plus élevées. Alors que dans la plage intermédiaire lors de la fonte un consommateur n'aime pas avoir une sensation de trop froid. 

2. Echantillon

Deux glaces vanille standard avec deux méthodes de transformation ont été utilisées : Freezer et ULTICE. 

3. Configuration expérimentale

Les mesures ont été réalisées à l'aide d'un rhéomètre Anton Paar MCR avec l'option Direct Strain Oscillation (DSO), l'unité de contrôle de température Peltier PTD, un insert profilé de 25 mm et un système de mesure à plaques parallèles profilées PP25-P (25 mm de diamètre). La taille de l'intervalle était de 2 ou 3 mm. Un soin particulier doit être apporté à la préparation des échantillons. Des disques d'un diamètre de 25 mm ont été préparés et placés dans le rhéomètre réglé à -20°C. En raison des structures étendues de la crème glacée à basse température, un système de mesure à plaques parallèles a été utilisé. Afin d'éviter le glissement, des géométries profilées ont été utilisées. Le PTD Avanced Peltier System qui élimine tout gradient de température significatif dans tout l'échantillon a été utilisé pour régler la température. Les tests oscillatoires sont utilisés pour mesurer les échantillons de crème glacée car les tests oscillatoires donnent des informations supplémentaires sur le comportement élastique de l'échantillon, 'est-à-dire qu'il peut être distingué entre les propriétés visqueuses (G") et élastiques (G'). Balayage de température (TS) ou thermo-rhéologie oscillatoire (OTR) sur crème glacée : Préréglage : fréquence angulaire constante = 10 s-1, déformation constante = 0,02%. Rampe de température T = 20°C à +10°C, Vitesse de chauffe 0,5 K par minute.

4. Résultats et discussion

Nous avons donc les résultats d'un TS sur les deux crèmes glacées transformées différentes. Trois régions différentes peuvent être distinguées :

1. T < -10°C : La microstructure des cristaux de glace domine le comportement rhéologique. Le niveau du module de conservation G' et du module de perte G" correspond à la rigidité et à l'écopabilité de la crème glacée. 

2. -10°C < T < 0°C : Les cristaux de glace fondent. Plus la pente de G' et G" est raide plus la fonte est rapide, c'est-à-dire une impression sensorielle de froid plus prononcée. 

3. T > 0°C : Tous les cristaux de glace sont fondus. Seules les bulles d'air dispersées et la phase grasse influencent le comportement rhéologique. G" est corrélé à l'impression sensorielle d'onctuosité. Plus le module de perte est élevé, plus l'impression sensorielle de la crème glacée est ressentie par le consommateur. 

On peut voir que l'échantillon ULTICE a une meilleure aptitude à l'écopage, une impression de froid moins prononcée et une onctuosité plus élevée par rapport à l'échantillon de Freezer. Les résultats montrent également l'importance d'un bon contrôle de température. Le même échantillon de crème glacée a été mesuré avec le système PTD et avec un système ouvert dans lequel seule la plaque inférieure était contrôlée en température par une plaque Peltier. Comme on peut le voir, les valeurs de G' et G" sont beaucoup plus faibles mesurées sans la hotte par rapport aux mesures avec le système PTD indiquant une température moyenne plus élevée dans l'échantillon. De plus, les gradients de température assez importants dans l'échantillon pour un tel système conduisent à des courbes G' et G" plus lissées dans lesquelles les détails du processus de fusion ne sont pas observables dans la mesure nécessaire pour corréler le comportement rhéologique avec les propriétés importantes de la crème glacée. 

5. Résumé 

Les résultats montrent qu'une caractérisation des échantillons de crème glacée en fonction de la température révèle des informations détaillées sur l'aptitude à la cuillère et l'onctuosité ainsi que sur la froideur ressentie par le consommateur pendant le processus de fonte. Si le montage expérimental prévaut à une température précise avec de faibles gradients de température au sein des échantillons de crème glacée, les données rhéologiques peuvent être directement corrélées au comportement mécanique et à l'impression sensorielle des échantillons. Les test proposé peut donc servir d'outil pour améliorer et assurer la qualité des produits de crème glacée.