Prédiction du brunissement des poudres laitières par modélisation cinétique de la réaction de Maillard et de la caramélisation pendant le séchage et le stockage – MARACAS

Les poudres laitières sont le siège de réactions thermiques (réaction de Maillard, caramélisation) du fait des conditions rencontrées lors de leur production (traitement thermique, concentration, séchage) et de leur acheminement jusqu’à l’utilisateur final (containeurs, convoyeurs), et de leurs compositions complexes (eau, lactose, matières grasses, protéines, minéraux), ce qui peut contribuer à la formation d'un aspect indésirable : la couleur brune. Il est donc primordial de comprendre les mécanismes de ces réactions afin de prédire la durée de vie d’une poudre, d’autant plus dans un contexte de mondialisation des échanges et de changement climatique où elle peut être exposée à des températures/humidités élevées.
Les mécanismes des réactions de brunissement des poudres laitières ne sont pas complètement élucidés. Beaucoup d’études sont menées sur des systèmes modèles liquides simplifiés, qui ne prennent pas en compte l'hétérogénéité spatio-temporelle de la température et de la concentration au sein d'une matrice solide, suivie de changements de phase. Les résultats ne sont donc pas transposables aux poudres. La littérature existante sur les poudres laitières ne discrimine pas la réaction de Maillard et la caramélisation qui ont lieu simultanément à partir d'un même sucre réducteur. De plus, elle considère peu l'existence de plusieurs précurseurs dont le type, la quantité et la disponibilité varient selon la composition et l'itinéraire technologique. L’accès aux mesures est limité au cours de procédé, notamment lors du séchage, ce qui mène à une approximation simplifiée (réaction du 1er ordre), peu représentative des mécanismes réels.
Ce projet vise donc à mieux comprendre l'influence des paramètres physiques du procédé et de la formulation sur la réactivité des matrices laitières pendant le séchage et le stockage, par l’identification du schéma réactionnel impliqué et la modélisation cinétique, ce qui permettra de prédire le degré de brunissement.