La rhéologie décrit le comportement d’écoulement et de déformation des matériaux alimentaires sous contrainte appliquée. Les relations entre la contrainte de cisaillement et le taux de cisaillement définissent si un aliment se comporte comme un fluide newtonien (viscosité indépendante du taux de cisaillement, par exemple l’eau, le miel) ou comme un fluide non newtonien. Le comportement de fluidification par cisaillement (pseudoplastique) est courant dans le ketchup, le yaourt et les sauces, où la viscosité diminue avec l’augmentation du taux de cisaillement. L’épaississement par cisaillement (dilatant) est moins fréquent mais observé dans les suspensions d’amidon concentrées. Les matériaux viscoélastiques tels que la pâte, le fromage et les gels présentent des réponses à la fois visqueuses et élastiques.
La rhéométrie oscillatoire applique un cisaillement oscillatoire de petite amplitude pour sonder la viscoélasticité dans la région viscoélastique linéaire (LVR). Le module de stockage G’ représente le comportement élastique, le module de perte G” représente le comportement visqueux et tan δ (G”/G’) indique les caractéristiques d’amortissement. Les balayages de fréquence révèlent le comportement de relaxation structurelle, tandis que les balayages de température surveillent la gélification, la fusion ou le collage de l’amidon. La limite d’élasticité, la contrainte minimale requise pour initier l’écoulement, est essentielle pour la conception des produits à tartiner, des vinaigrettes et des pâtes.
L’analyse du profil de texture (TPA) simule la compression de la mastication en deux morsures à l’aide d’un analyseur de texture. Les paramètres dérivés du TPA comprennent la dureté, la cohésion, l’élasticité, la mastication et l’adhésivité. La cellule de cisaillement Kramer mesure la résistance au cisaillement des particules alimentaires telles que les pois, le maïs et les morceaux de viande. L’extrusion arrière est utilisée pour les aliments semi-solides comme le yaourt, le pudding et la purée de pommes de terre. Les paramètres rhéologiques et de texture sont en corrélation avec la perception sensorielle, permettant le contrôle qualité et le développement de produits.
La sélection des instruments dépend du matériau : les rhéomètres rotatifs avec des géométries de cône et de plaque, de plaques parallèles ou de cylindres concentriques conviennent aux liquides et aux semi-solides, tandis que les analyseurs de texture avec diverses sondes traitent les aliments solides. Les modes de contrainte contrôlée et de vitesse contrôlée répondent à différents besoins expérimentaux. Le contrôle de la température est essentiel pour les matériaux comme le chocolat, les matières grasses à tartiner et les gels de gélatine. Les propriétés rhéologiques sont essentielles pour les émulsions et mousses et influencent les scores d’évaluation sensorielle. La fonctionnalité des protéines, y compris le comportement des protéines, détermine la texture de nombreux produits alimentaires.
