Le travail de thèse est préliminaire à une étude consacrée à l'élaboration et la validation d'une méthodologie permettant de prédire l'avancement des réactions de Maillard lors de la cuisson de la génoise. L'objectif du travail est de développer des outils expérimentaux pour suivre des marqueurs réactionnels et des variables de procédés de manière synchrone. Dans un premier temps, nous avons donc proposé un schéma réactionnel à la lumière de la connaissance expérimentale des composés volatils générés au cours de la cuisson de la génoise et des données de la littérature. Ensuite, un four pilote a été spécialement conçu et instrumenté. Deux dispositifs d'échantillonnage non perturbateur pour prélever les génoises et les vapeurs de cuisson en continu (au cours de la cuisson) ont été développés et validés. Le dispositif d'échantillonnage des vapeurs de cuisson est un système qui assure le piégeage des composés volatils libérés au cours de la cuisson de la génoise. Aprés avoir stabilisé l'environnement thermique de l'extraction et optimisé la méthode pour les marqueurs sélectionnés, nous avons examiné la répétabilité, la linéarité et la robustesse de la méthode et capacité d'une telle méthode à quantifier certains composés d'arôme libérés au cours de la cuisson de la génoise. À cet effet, les coefficients de proportionnalité entre les concentrations dans la phase gazeuse et dans la fibre SPME ont été déterminés. Nous nous sommes enfin intéressés à l'acquisition des données cinétiques des marqueurs avec les outils validés afin d'observer le schéma réactionnel sélectionné. Les essais de cuissons ont été menés selon un plan de cuisson à trois températures d'air, 140°C, 170°C et 200°C. La dégradation des réactifs et la génération des produits de réactions semblent être étroitement liés aux variables de procédés étudiées (température, teneur en eau, humidité de l'air). De plus le suivi de l'évolution des précurseurs au cours de la cuisson de la génoise montre que bien que la réaction de Maillard reste prépondérante, d'autres réactions sont impliquées dans leurs dégradations en fin de cuisson, probablement la réaction de caramélisation et l'isomérisation des sucres. / The thesis is a preliminary study on the development and validation of a methodology to predict the progress of Maillard reactions during the baking of sponge cake. The aim of this work is to develop experimental tools to track markers and reaction process variables synchronously. Initially, we proposed a reaction scheme based on experimental knowledge of the volatile compounds generated during sponge cake baking and literature data. Then, a pilot oven was designed and instrumented. Two non-invasive sampling devices to collect the sponge cakes and baking vapors continuously (during baking) have been developed and validated. The volatiles sampling device is a system that ensures the trapping of volatile compounds released during the cake baking. After we have stabilized the thermal environment of the extraction and optimized the method for the selected markers, we examined the repeatability, linearity and robustness of the method and capacity of such a method to quantify some aroma compounds released during the cake baking. Fot this reason, the proportionality coefficients between the concentrations in the gas phase and the SPME fiber were determined. Finally, we were interested in the acquisition of kinetic data markers with validated tools to observe the selected reaction scheme. The baking experiments were conducted using at three air temperatures, 140 ° C, 170 ° C and 200 ° C. The degradation of the reactants and the generation of reaction products appear to be closely related to studied process variables (temperature, moisture, humidity). Also tracking the evolution of precursors during the baking of the sponge cakes shows that although the Maillard reaction is still predominant, other reactions are involved in their degradation after baking, probably the caramelization and the isomerization of sugars reactions.

En industrie alimentaire et notamment dans le domaine des produits céréaliers, les ingrédients utilisés et les procédés associés ont des impacts sur les réactions chimiques des constituants ainsi que sur la structure des produits fabriqués. Les réactions peuvent avoir des impacts positifs (arômes, couleur) ou négatifs (développement de composés néoformés potentiellement toxiques). Bien que très étudiées dans des systèmes simplifiés, une meilleure connaissance et maitrise des réactions dans des conditions plus réalistes permettrait de mieux piloter la qualité des produits et de favoriser la balance bénéfices/risques. L’objectif de ce travail était de rendre possible l'étude des réactions dans un milieu solide, certes, simplifié, mais maîtrisé en composition et structure, et fidèle aux procédés de fabrication et à la structure à des produits réels. La génoise a été choisie comme produit de référence.La première étape a consisté à développer un produit modèle constituant une base d’étude de la réactivité. Pour cela, une étude des fonctionnalités apportées par chaque ingrédient à chaque étape du procédé de fabrication a permis d’identifier les dérivés de cellulose comme candidats intéressants pour remplacer les ingrédients réactifs (oeuf, sucre et protéines de la farine). Une étude multiéchelles a permis de mieux comprendre l’impact des principales propriétés apportées par les dérivés de cellulose (viscosité à froid, stabilisation des interfaces, gélification à chaud) sur la structuration du produit. Enfin, le produit modèle a été validé comme étant non-réactif vis-à-vis de la réaction de Maillard et de caramélisation.Dans une seconde étape, des composés réactifs (glucose, leucine) ont été réintroduits dans le produit modèle et un suivi cinétique de marqueurs de la réactivité dans les vapeurs et dans le produit a été réalisé au cours de la cuisson. Ainsi, l’enrichissement du modèle en glucose + leucine a permis de suivre le développement de composés typiques de la réaction de Maillard (aldéhydes de Strecker et pyrazines), qui n’apparaissent pas dans le cas où le produit n’est enrichi qu’en glucose, où seuls les composés issus de la caramélisation ont été identifiés. De plus, la modification des conditions de cuisson (température, convection) a permis de mettre en évidence l’impact des transferts thermiques et du séchage sur les voies réactionnelles. Ces résultats ouvrent ainsi la voie à de futures études cinétiques, couplant expérimentation systématique et modélisation. / In the food industry and notably in the field of cereal products, the type of ingredients used and their associated processes have several effects on the structure of the products and on the chemical reactions occurring during the manufacturing process. These reactions could have positive impacts (aroma, color) as well as negative outcomes (formation of potentially toxic compounds). Although being thoroughly studied in model systems, a better understanding of reactions in more realistic conditions would allow to improve the quality of the products. The aim of this work was to enable the study of chemical reactions occurring in a simplified solid system where the composition and structure were controlled while remaining representative regarding the conditions of the processes and the structure of the real product. Sponge cake was chosen as the product of reference.The first step consisted in developing a model product constituting a basis for studying the reactivity. In this regard, a study on new functionalities brought by each ingredient during each step of the manufacture process allowed to identify the cellulose derivatives as candidates to replace the reactive ingredients (eggs, sugar and wheat flour proteins). A multi-scale study allowed to better understand the impact of the main properties brought by the cellulose derivatives (viscosity at cold temperature, interface stabilization, gelation at high temperature) on the structure of the product. Finally, the model product was validated as a non-reactive media regarding the Maillard reaction and the caramelization.In a second step, reactive compounds (glucose and leucine) were placed in the model product and a kinetic monitoring on reaction markers was set up in the vapors and in the matrix during the baking. Thus, the addition of glucose and leucine in the model allowed to follow the formation of typical compounds coming from the Maillard reaction (Strecker’s aldehyde and pyrazines). These compounds did not developed when the model product was only enriched in glucose, whereas compounds generated by the caramelization reaction were identified. Moreover, changes in baking conditions (temperature, convection) allowed to emphasize the impact of heat transfer and drying on reaction pathways. These results pave the way of future kinetic studies, coupling systemic experiment and reaction modelling.