Procédés innovants de formulation d`ingrédients

Votre partenaire scientifique et technique aux compétences multiples
Expertise – Qualité – Rapidité – Confidentialité
Procédés innovants de formulation d’ingrédients
agroalimentaires
L’ENCAPSULATION, UNE TECHNOLOGIE AU SERVICE DES ENTREPRISES AGROALIMENTAIRES
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CELABOR
 Une PME de services scientifiques et techniques
 Un Centre de recherche agréé par la Région wallonne
 Une équipe pluridisciplinaire de 51 personnes
Deux implantations
Chaîneux (Herve) et Mouscron
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CELABOR
Six domaines
d’Expertise
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Qualité
Accréditation ISO 17025
Système reconnu internationalement
Agréation
du Ministère de l’Environnement
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Généralités
La microencapsulation est un procédé par lequel de minuscules
gouttelettes ou des particules de matière liquide ou solide sont entourés ou
recouverts d'un film continu de matériau polymère.
Le produit obtenu par ce procédé est appelé « microcapsules ».
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Généralités
Microcapsules et microsphères
Selon les techniques et la nature des composés
Principe actif
Encapsulé au cœur
 Microcapsules
 Microsphères
Microcapsules
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Membrane
polymère
Principe actif
Encapsulé dispersé
Microsphères
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Généralités
Microcapsules et microsphères
Microsphères
Microcapsules
© Creathes
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Objectifs de l’encapsulation
Protection du contenu
• Eviter les incompatibilités de constituants (réaction de brunissement)
• De l’environnement extérieur (lumière, pH, …)
• Augmenter la DLUO d’un produit fini
• Dissolution et libération dans l’estomac (ou voir jusque l’intestin)
• Résister à un procédé de fabrication (cuisson, conditionnement...)
Manipulation plus facile
• Dans le cas des formes poudres
Diminution de la cinétique de dissolution
Libération contrôlée ou retardée
• Masquage du goût ou libération du goût
• Contrôler une libération aromatique sous l’effet de contraintes
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Facteurs influençant la libération du PA
Caractéristiques
externes
Taille et
épaisseur
Milieu
extérieur
Humidité
Porosité
Facteurs
influençant la
libération
Temp.
Pression
de vapeur
Caractéristiques du
traitement après
formation
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Caractéristiques
intrinsèques de la
membrane
polymère
Structure
chimique
Propriétés
mécanismes
Param. De
solubilité
Téb., Tf
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Applications
Microencapsulation
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Questions posées ?
•
Les arômes de mon produit se libèrent trop vite
•
Probiotiques ? Protection des bactéries jusqu’au tractus intestinal
afin de permettre leurs actions sur la flore
•
J’ai un produit sous forme de poudre collante et je souhaite la
rendre fluide et moins sensible à l’eau
•
Je souhaite ajouter de l’huile végétale (oméga-3) dans mon produit
solide
•
Je souhaite ajouter des vitamines dans mon produit
•
Je souhaite apporter une touche originale dans mon produit
(capsules de cassis pour mousseux, capsules de vinaigrette, etc.)
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Méthodes d’encapsulation
Proposées par CELABOR
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Compétences Encapsulation CELABOR
0
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2
3
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Développement de système d’encapsulation innovant
Physique
• Micronisation / atomisation
1.
2.
L’encapsulation par atomisation se fait en deux étapes:
Dispersion de la substance dans un matériaux d'enrobage liquéfiée
Pulvérisation qui consiste en une évaporation rapide du solvant dans lequel le
matériau d'enrobage est dissous.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Ouverture d'aspiration (accessoire disponible en
option: filtre d'entrée)
Chauffage électrique
Entrée concentrique d'air chaud autour de la buse de
pulvérisation
Cylindre de pulvérisation
Cyclone, pour séparer les particules du gaz
Flacon collecteur de produit
Filtre de sortie
Aspirateur pompant l'air à travers le système
Ex: Microcapsules d’huile essentielle, d’arômes,…
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Développement de système d’encapsulation innovant
Physico-chimique
• Gelification ionotropique
Complexation de chaines macromoléculaires par des cations divalants (fonctions
carboxylates et hydroxyle).
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Développement de système d’encapsulation innovant
Physico-chimique
• Gelification ionotropique
Complexation de chaines macromoléculaires par des cations divalants (fonctions
carboxylates et hydroxyle).
Étape
Mélange de la
substance active
et le polymère
Étape
Contrôle en
direct de la
formation des
billes
Étape
Solidification
des billes dans
une solution de
polymérisation
1
6
7
Étape
Pompage du
mélange par
pression de l’air
Étape
Chargement
électrostatique
et dispersion
des billes
Étape
Récolte des
billes
2
5
8
Étape
Vibration de la
buse
Étape
Formation des
gouttes
3
4
Ex: Capsules de cassis, capsules d’huile riche en oméga 3,…
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Développement de système d’encapsulation innovant
Physico-chimique
• Liposomes
Vésicule artificielle formée par des bicouches lipidiques concentriques
emprisonnant entre elles des compartiments aqueux.
Lorsque de lipides amphiphiles sont mis en présence d'un excès de solution aqueuse, ils
s'organisent de manière à minimiser les interactions entre leurs chaînes hydrocarbonées et
l'eau.
Ex: Capsules de nutriments, d’enzymes (protection contre protéases),…
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Développement de système d’encapsulation innovant
Physico-chimique
• PGSS
1.
2.
L’encapsulation se fait en deux étapes:
Dispersion scCO2 – agent enrobant – PA
Pulvérisation du mélange à travers une buse  des microparticules solides
sont formées par l’Effet Joule-Thomson
The utilization of oat polar lipids produced by supercritical fluid technologies in the encapsulation of
probiotics
Source : H. Aro, E. Järvenpää, J. Mäkinen, M. Lauraeus, R. Huopalahti, V. Hietaniemi, LWT – Food Science and Technology 53(2), 540-546
(2013)
Liquide :
Solution,
suspension,
liquide fondu
scCO2
soluté
Ex: Encapsulation d’huile essentielle, chocolat aromatisé
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Développement de système d’encapsulation innovant
Chimique
• Microémulsion
Dispersion thermodynamiquement stable de
deux liquides immiscibles, stabilisée par un
(ou plusieurs) tensioactif(s).
Ces dispersions  transparentes
Les tailles typiques des gouttelettes sont inférieures à
Huile
TAs
Eau
la longueur d'onde de la lumière, et souvent
nanométriques.
Zone hydrophile
Zone lipophile
Cosurfactant
Surfactant
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Développement de système d’encapsulation innovant
Chimique
• Cyclodextrines
Etant donné la dualité de leur polarité,
elles sont capables d’augmenter la
solubilité aqueuse de composés en formant des complexes d’inclusion.
Possédant une cavité plutôt hydrophobe, elles peuvent encapsuler des
substances ou des parties de molécules à caractère lipophile.
Des complexes de stœchiométries diverses peuvent être formés. Outre la taille, des facteurs
tels que l’encombrement stérique, la charge et la polarité de la molécule invitée sont
importants pour la formation de complexes d’inclusion.
Ex: Encapsulation des arômes
(nombreux produits laitiers comme le lait, la mayonnaise ou la crème)
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Exemple de microcapsules d’arômes
L’optimisation des conditions de séchage d’une forme encapsulée
poudre permet d’apporter une fonctionnalité de solubilisation et de
relargage instantané de l’arôme pour une application de boisson
instantantée sans sucre.
T = 0 sec
T = 3 sec
T = 10 sec
T = 30 sec
Après simple agitation
Colloque « Arômes Alimentaires » DGCCRF - 2006
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Cas concrets
•
•
Encapsulation d’huile de lin pour l’incorporer dans du pain
 Résistance à la cuisson
• Encapsulation d’arômes (masquer ou libérer progressivement)
 thé, beurre riche en oméga-3
Encapsulation de nutriments (éviter oxydation des ac. gras)
dans boites de conserve
•
Encapsulation d’acide alimentaire (éviter hydrolyse des protéines)
dans les saucisses
• Encapsulation d’arômes pour les viennoiseries (protection à
la température)
•
…
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• Encapsulation de probiotiques (protection contre l’acidité
gastrique)
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Votre partenaire scientifique et technique aux compétences multiples
Expertise – Qualité – Rapidité – Confidentialité
Research centre in
Agrofood,environment
& Packaging
Amandine BERTON
M. Sc.
AgroFood Department
Z.I. de Petit Rechain – Av. du Parc, 38 – B4650 Herve
Tel: +32(0)87/322.575 – Fax: +32(0)87 341.387
E-mail: [email protected] – www.celabor.be
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