Une approche intégrée physico-chimique et sensorielle a ete mise en oeuvre pour étudier la nature des interactions texture-flaveur dans un produit laitier fermenté aromatisé sans matière grasse de type yaourt brassé.

L’objectif de cette étude est d’étudier l’impact de la fraction volatile odorante et de la fraction non-volatile sur la perception de la flaveur du caramel. Dans la première étape, la fraction volatile du caramel a été analysée par Chromatographie en Phase Gazeuse couplée à l’Olfactométrie (GC/O), par GC couplée à la Spectrométrie de Masse (GC/MS) et par heart-cutting MDGC. Les résultats mettent en évidence une centaine de composés volatils et démontrent la richesse aromatique du caramel. L’objectif de la deuxième étape était d’évaluer la contribution de ces composes volatils à la typicité odorante du caramel. Des études ont montré que l’intensité odorante n’était pas suffisante pour évaluer l’impact des composés. Ce travail de thèse propose une approche originale de recombinaison d’odeur à partir de composés triés selon leur qualité odorante. Les résultats montrent que la typicité odorante caramel est le fruit d’un équilibre entre les notes caramel, fruité, fruits secs, végétal, animal, grillé, floral et piquant. Des tests d’addition, d’omission et d’un plan d’expérience factoriel complet ont démontré l’existence d’interactions perceptives. L’objectif de la dernière étape était d’étudier l’impact de la fraction non volatile sur la perception de la flaveur du caramel. L’étude de la libération de composés d’arôme in vitro par analyses SPME/GC/MS dans différentes matrices non volatiles démontre l’existence d’interactions physico-chimiques entre les composés d’arôme et les macromolécules non volatiles. Ces premiers résultats laissent supposer que la fraction non volatile est susceptible de moduler la perception de la flaveur / The aim of this study was to investigate the impact of the volatile odorant fraction and the non-volatile matrix on the perception of the caramel flavour. The first step focused on the analytical characterization of the volatile odorant fraction of aromatic caramel thanks to Gas Chromatography coupled to Olfactometry (GC/O), GC/Mass Spectrometry (GC/MS) and heart-cutting MDGC/MS/O. Results highlighted the presence of more than one hundred compounds and demonstrated the complexity of the caramel volatile fraction. The objective of the second step was to understand the contribution of odorant compounds identified to the caramel aroma typicality. Literature shows that odour intensity is not sufficient to evaluate the impact of compounds on the aroma. This thesis proposed an original approach to carry out the aroma recombination by taking into account odour qualities. Results showed that the caramel typicality results from a complex balance between caramel, fruity, vegetal, sharp, nutty, floral, roasted and animal odours. Omission, addition tests and a 24 factorial design showed the existence of perceptive interactions. The third step focused on studying the impact the macromolecules that constitute the non-volatile fraction on the perception of caramel flavour. In vitro aroma release was followed by SPME/GC/MS in different matrices varying in non-volatile composition. Results evidence physico-chemical interactions between aroma and macromolecule of the non-volatile fraction. Those preliminary results suggest that the non-volatile matrix is able to impact the flavour perception

Parmi les dimensions sensorielles engagées dans la perception de la flaveur, la composante odorante est déterminante car elle porte le plus souvent l’identité et la typicité d’un aliment. L’analyse chimique de la composante odorante repose sur une stratégie séparative qui permet d’identifier les différents odorants présents dans l’aliment. Cependant, la perception des odorants en mélange induit des interactions au niveau perceptif qui ne sont pas prises en compte dans les techniques séparatives. Les mécanismes sous-jacents aux interactions perceptives sont mal connus, ce qui limite les possibilités de prédiction de l’odeur d’un aliment sur la base de sa composition chimique. En réponse à cette problématique deux approches émergent de la revue de la littérature. La première est basée sur la prédiction d’odeur d’après la structure moléculaire des odorants. Cependant, les études concernent des odorants seuls et non leurs mélanges. La seconde repose sur la recombinaison d’odorants en mélange après l’étape d’analyse séparative, mais le choix des odorants à associer est essentiellement empirique. Ainsi, deux questions se posent : Comment prédire l'odeur de mélanges de molécules d’après la structure moléculaire des odorants? Comment améliorer l'analyse de la flaveur dans le but de prédire l'odeur d’aliments complexes composés de plusieurs dizaine d’odorants en mélanges? Ces deux questions ont été abordées dans cette thèse dont les travaux sont décrits dans ce manuscrit selon deux axes principaux.Le premier axe décrit l'utilisation et le développement d’un modèle basé sur le concept des distances angulaires calculées à partir de la structure moléculaire des odorants avec pour objectif de prédire la similarité perceptive de mélanges plus ou moins complexes d’odorants. Les résultats soulignent l'importance de prendre en compte la dimension d'intensité des odorants afin d’améliorer la qualité de la prédiction. Des perspectives d’amélioration du modèle sont dégagées pour permettre de dépasser la dimension de similarité et prédire des dimensions qualitatives de l’odeur.Le deuxième axe présente une démarche originale d’intégration de connaissances liées à l’expertise dans la procédure d'analyse de la flaveur. Ainsi, trois types de données hétérogènes sont agrégés dans un modèle mathématique global : des données chimiques, des données sensorielles et des connaissances d’experts aromaticiens. L'expertise est intégrée à travers la création d'une ontologie qui est ensuite associée à une approche de logique floue optimisée par algorithme évolutionnaire. Le modèle développé permet de prédire le profil odorant de seize vins rouges sur la base de leur composition en odorants. Au final, l’ensemble des travaux menés dans cette thèse apporte des résultats originaux permettant une meilleure compréhension de la construction des odeurs des aliments et permet d’élaborer des hypothèses quant aux relations sous-jacentes de l'espace perceptif des odeurs en mélanges complexes. / Among the sensory dimensions involved in food flavor, the odor component is critical because it often determines the identity and the typicality of the food. Chemical flavor analysis provides a list of the odorants contained in a food product but is not sufficient to predict the odor resulting from their mixture. Indeed, odor perception relies on the processing by the olfactory system of many odorants embedded in complex mixtures and several perceptual interactions can occur. Thus, the prediction of the perceptual outcome of a complex odor mixture remains challenging and two main approaches emerge from the literature review. On the one hand, predictive approaches based on the molecular structure of odorants have been proposed but have been limited to single odorants only. On the other hand, methodologies relying on recombination strategies after the chemical analyses of flavor have been successfully applied to identify those odorants that are key to the food odor. However, the choices of odorants to be recombined are mostly based on empirical approaches. Thus, two questions arise: How can we predict the odor quality of a mixture on the basis of the molecular structure of its odorants? How can we improve food flavor analysis in order to predict the odor of a food containing several tens of odorants? These two questions are at the basis of the thesis and of this manuscript which is divided in two main axes.The first axis describes the development of a model based on the concept of angle distances computed from the molecular structure of odorants in order to predict the odor similarity between mixtures. The results highlight the importance of taking into account the odor intensity dimension to reach a good prediction level. Moreover, several perspectives are proposed to extend the model prediction beyond the similarity dimension and to predict more qualitative dimensions of odors.The second axis presents an innovative strategy which allows integrating experts’ knowledge in the flavor analysis procedure. Three different types of heterogeneous data are embedded in a mathematical model: chemical data, sensory data and knowledge from expert flavorists. Experts’ knowledge is integrated owing to the development of an ontology, which is further used to define fuzzy rules optimized by evolutionary algorithms. The final output of the model is the prediction of red wines’ odor profile on the basis of their odorants’ composition. Overall, the thesis work brings original results allowing a better understanding of food odor construction and gives insights on the underlying relationships within the odor perceptual space for complex mixtures.

Pour les distributeurs d’eau, l’utilisation de chlore permet d’assurer la qualité bactériologique de l’eau, de l’usine de traitement au robinet du consommateur. Cependant, la flaveur chlore constitue une des plaintes les plus importantes adressée à l’encontre de l’eau du robinet et constitue donc un enjeu majeur de satisfaction des consommateurs. Dans ce contexte, l’objectif des travaux engagés dans cette thèse a été de mettre en évidence des moyens potentiels de neutralisation sensorielle de la flaveur chlore dans l’eau. Néanmoins, les mécanismes impliqués dans la perception de cette flaveur étant largement méconnu, notre première étape a consisté à préciser la nature de ces mécanismes. Nos résultats ont ainsi mis en évidence que l’acide hypochloreux sous sa forme associée, qui est le stimulus supposé de la flaveur chlore dans l’eau, active le système olfactif à faibles concentrations et le système trigéminal à partir de 4 mg/L. De plus, nous avons observé que la consommation d’eau du robinet ne semble pas liée à la sensibilité au chlore mais plutôt à la représentation qu’ont les consommateurs de l’eau du robinet. Dans un deuxième temps, nous avons exploré le rôle de la matrice de l’eau dans la perception de la flaveur chlore. Nous avons d’abord montré que les variations de molarité et de composition en cations de l’eau modulent le goût de l’eau. Nous avons ensuite mis en évidence une modulation de l’intensité chlorée en fonction de la matrice minérale de l’eau. Cependant, nos données suggèrent l’existence de mécanismes multiples, physicochimiques, physiologiques en bouche et sensoriels, susceptibles de moduler la perception de la flaveur chlore. Enfin, nous avons exploré les interactions perceptives entre un arôme supposé neutralisant et ajouté à l’eau de boisson et la flaveur chlore. Nos résultats montrent que l’ajout d’un arôme à un niveau péri-liminaire augmente la perception de la flaveur chlore et diminue l’acceptabilité des consommateurs. A plus forte concentrations, certains arômes semblent capables de diminuer la perception du chlore, mais ces conditions sont incompatibles avec les contraintes liées à l’eau de distribution / For water suppliers, using chlorine is necessary to ensure water bacteriological quality from the treatment plant to the consumers’ tap. However, chlorine flavour is one of the most common reasons advocated for choosing tap water alternatives as drinking water. As a consequence, the putative link between chlorine flavour perception and tap water consumption is an issue in drinking water habits studies. Since the sensory mechanisms involved in chlorine flavour perception remained largely unknown, the main objective of this thesis work was to first highlight those mechanisms and then to identify potential lever chlorine flavour sensory neutralisation.In a first step, we demonstrated that hypochlorous acid associated, which is likelyresponsible of chlorine flavour in tap water, could activate the olfactory system at low concentrations and the trigeminal system for concentrations up to 4 mg/L Cl2. Additionally, our results suggested that tap water consumption does not seem to be related to sensitivity to chlorine flavour but rather to consumers’ tap water representation.In a second stage, we explored the impact of water mineral matrix on chlorine flavour perception. We demonstrated first that water molarity and cationic content variations modulate drinking water taste. We also evidenced that chlorine flavour intensity is modulated according to water composition. Nevertheless, our data suggest that physico-chemical, in- mouth physiological and sensory mechanisms are likely involved in such modulation.In the last part of the Thesis work, we investigate the putative influence of aroma perceptionon chlorine flavour. Our results showed that beyond chemical reactions between hypochlorous acid and odorants, aromas at peri-threshold concentration enhance chlorine flavour and decrease tap water acceptability