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Background:  Industry 4.0 technologies are expected to play an important role in the near future. Among these, blockchain technology is in the spotlight and recognized to be revolutionary within the agri-food industry and its supply chains. However, the technology and its adoption is in an early phase and involves several challenges for agri-food organizations. Given its nascent nature, academic research is scarce and a need for research of blockchain technology adoption in different contexts has been identified.  Purpose:  The purpose of this thesis is therefore to analyze the reasoning behind Swedish agri-food organizations’ decisions to adopt or reject blockchain technology as well as their approach to its adoption in their supply chains.  Method:  A qualitative research design with an inductive approach was applied, where the primary data was gathered through 9 semi-structured interviews with agri-food organizations and experienced individuals within the field.  Conclusion:  The findings show that trustworthiness is the main goal and driver of blockchain technology adoption and identified several secondary reasons for adoption. The research also specifies challenges which act as reasons for rejection as well as two-edged critical factors affecting adoption decisions. Further, Swedish agri-food organizations were recognized to be in an immature adoption phase and hence two main approaches to blockchain adoption, proactive and pending, were determined. Based on these findings, the BAP framework visualizing the blockchain adoption process was developed.

<p>Detection of pathogens, toxins, hazardous chemicals, and allergens in the food industry with reliable, sensitive, efficient, and rapid results has increased the demand to develop innovative diagnostic tools. Surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) sensors have demonstrated to detect a wide variety of analytes using nanomaterials like metal nanoparticles. Concerns of synthetic materials that can affect the environment with disposal of sensors have opened the possibility of fabricating SERS sensors with biodegradable materials. Fabrication of electrospun nanofibers from natural polymeric materials such as soy protein isolate can be used as a SERS platform. In the first part of this research, the characteristics of SPI solutions blended with NaOH and polyethylene oxide (PEO) such as PEO Mw, zeta potential and viscosity as well operating parameters such as voltage (15, 20, and 27 kV) were studied to evaluate the best solutions for a nanofibrous SERS platform. Characteristics of electrospun nanofibers, such as surface wettability, fiber diameters, and morphology using SEM, helped determine the most feasible fibers for decoration with noble metal nanoparticles. Fibers fabricated with 12 wt% SPI + 5 wt% PEO (0.1 MDa) + 1 wt% NaOH solution showed the smallest fiber diameter and highest water contact angle measurements. Glutaraldehyde (GLA) was added as a crosslinker to partly increase nanofibers hydrophobicity. These nanofibers were decorated with Au-nanostars and Au@Ag-NPs suspended in 90% butanol and in water. Partly hydrophobic nanofibers decorated with Au-nanostars and Au@Ag-NPs in butanol showed the most feasible results for a SERS platform due to smallest fiber diameter and higher water contact angle. In the second part of this research, decorated SPI nanofibers were evaluated to study its feasibility as a SERS platform for detecting bisphenol A (BPA), a toxic chemical present in food packaging materials. However, SERS spectra were difficult to obtain due to CCD overflow (excessive number of photons) at all laser powers on SPI nanofiber mats. Optimizing other Raman spectroscopy parameters such as the exposure time and the number of averages could enhance the SERS measurements. The fabricated SPI nanofibers in this research showed that hydrophilic and partly hydrophobic nanofibers mats could be used for decoration with metal nanoparticles by suspending the nanoparticles in a hydrophobic solvent. Hydrophilic nanofiber mats with nanoparticles in a hydrophobic solvent open a new strategy for developing another type of SERS platform.</p>

L'objectif de ce travail a été d'étudier l'influence de l'emballage et de la matrice (jus) sur la qualité du jus d'orange pendant son stockage, en lien avec sa teneur en vitamine C, sa couleur et sa qualité organoleptique. Les matériaux d'emballage utilisés étaient le verre, un polyéthylène téréphtalate (PET) monocouche et des technologies barrière à l'oxygène pour les bouteilles de PET et pour les bouchons en polyéthylène haute densité (PEHD). Après 5 mois de conservation à température ambiante du jus à base de concentré, les pertes de composés d'arôme par transferts vers l'emballage sont négligeables. Pour les emballages plastiques, les pertes en vitamine C ont été reliées à la perméabilité à l'oxygène du matériau. Le verre a permis le meilleur maintien des teneurs en vitamine C. Concernant les composés d'arôme, l'évolution a été fortement reliée à la durée du stockage mais pas au type de matériau d'emballage utilisé ni à sa perméabilité à l'oxygène. Ces résultats ont montré que l'évolution aromatique dans le jus pouvait être attribuée à l'acidité de la matrice qui entraîne des réactions de catalyse acide. Les travaux suivants ont permis d'améliorer la qualité aromatique du produit en tenant compte de la matière première (matrice jus et arômes) et de plusieurs étapes du procédé de fabrication. En condition modèle, une augmentation du pH d'un pur jus de 3,2 à 4 a permis de diminuer la formation de composés d'arôme à impact sensoriel négatif et a protégé la vitamine C sans augmenter de manière importante le brunissement non-enzymatique. Le rôle de la pulpe et du traitement thermique sur la rétention des composés d'arôme a été étudié d'un point de vue physico-chimique et d'un point de vue sensoriel. Le traitement de pasteurisation serait susceptible de modifier les interactions entre les composés d'arôme et les constituants insolubles du jus.

Trois dispositifs expérimentaux (cylindres accolés, salage à sec, cellule de séchage) ont été utilisés pour générer des profils de teneurs en eau et en chlorure de sodium (NaCl) dans des gels (gélatine, mélanges amidon/gélatine) à 10 et 20 °C. Ces profils ont été mesurés par analyses chimiques après découpe de tranches de gel d'épaisseurs 1 et 5 mm. Dans le cas du séchage, un dispositif original a permis de maintenir la température du gel constante et de faire varier la densité de flux d'eau évaporée de 0,00003 à 0,0003 kg d'eau par mètre carré et par seconde. Dans cette gamme, aucun effet d'entraînement du sel par l'eau n'a pu être mise en évidence. Les diffusivités apparentes ont été estimées soit en appliquant un traitement direct aux profils mesurés soit par identification avec un modèle de transfert couplé eau-sel qui tient compte de la rétraction du gel. Le traitement direct ne nécessite aucune hypothèse sur la forme de la relation D=f(X) ; il peut être appliqué à des profils constitués d'un nombre limité de mesures - environ 10 - grâce à un lissage par un réseau de neurones. Les deux méthodes ont fourni des estimations concordantes des diffusivités apparentes de l'eau et des chlorures. Elles ne dépendent ni de la force du gel (Bloom) ni de la composition du gel anhydre (ratio amidon/gélatine). Celle des chlorures est relativement constante et inférieure à la diffusivité mutuelle sel-eau. Celle de l'eau dépend de la teneur en eau initiale du gel, diminue avec la diminution de la teneur en eau en déshydratation mais augmente en réhydratation. L'ajout du chlorure de sodium provoque une augmentation de la diffusivité apparente de l'eau d'un facteur 10.

Ce document présente tout d'abord l'état des pratiques méthodologiques en entreprise pour accéder à la performance organoleptique d'aliments puis propose de nouvelles pistes méthodologiques. L'analyse de la bibliographie et la réalisation de différentes comparaisons de tests en salle et de tests à domicile nous a permis d'appréhender l'influence des conditions d'évaluation sur la réponse hédonique. La deuxième partie de ce travail répond à la nécessité d'améliorer la qualité des informations hédoniques récoltées lors des tests en salle. Nous avons fait le choix de nous pencher sur deux problèmes rencontrés lors des tests en salle : le caractère artificiel des conditions de dégustations et le manque d'implication des participants dans leur réponse hédonique. Quatre pistes méthodologiques ont été retenues : - un protocole qui propose un environnement physique d'évaluation approprié au produit, - un protocole qui permet de récolter une information hédonique fonction de différentes situations de consommation, - un protocole qui mesure le degré d'authenticité perçu d'un produit après l'activation d'un état émotionnel négatif envers les produits chez le participant, - un protocole de choix non hypothétique de produits à emporter. La spécificité de ce travail concerne l'adaptation de ces méthodes et l'exploration de leur potentiel dans un cadre industriel. Les applications de chacune de ces propositions méthodologiques pour des biscuits feuilletés au fromage illustrent leur faisabilité technique et la richesse des informations récoltées en comparaison à un test en salle traditionnel.

Cette thèse avait pour objectif d'évaluer l'impact de la friture profonde sur la teneur en micronutriments du plantain (Musa AAB « barraganete ») et de mieux comprendre les mécanismes impliqués. Les interactions complexes des mécanismes de transfert de matière et de chaleur ainsi que les réactions impliquant les micronutriments ont été étudiées en fonction de la température et du temps d'immersion dans le bain d'huile. Les deux produits étudiés sont élaborés à base de plantain et traditionnellement consommés en Amérique Latine : des produits type frite (tajadas, corps épais) et des produits type chips (tostones, corps mince). Des marqueurs nutritionnels hydrosolubles (acide L-ascorbique, potassium) ou liposolubles (α-carotène, β-carotène) ont été suivis au cours de la friture. Des techniques analytiques ont été développées pour la matrice amylacée et gélatinisée (riche en huile). Les mesures en ligne de la teneur en eau et du champ de température ont permis de caractériser les comportements des produits au cours de la friture. Généralement, lors de la friture, le potassium est retenu tandis que l'acide L-ascorbique et les caroténoïdes diminuent, dans certains cas, de manière significative. Les paramètres cinétiques (Ea et k₀) de dégradation de l'acide L-ascorbique et des caroténoïdes ont été déterminés en supposant une loi de dégradation d'ordre 1. L'ensemble de l'information constituée par l'historique thermo-hydrique des produits et l'évolution des micronutriments du plantain a permis de concevoir un outil original de simulation qui aide à la compréhension des mécanismes responsables des pertes lors de la friture. Le devenir des micronutriments apparaît donc comme une conséquence des histoires thermo-hydriques respectives de la croûte et du cœur du plantain pilotées essentiellement par la dynamique de transfert d'énergie au cours de l'élaboration des tajadas et des tostones. Des recommandations ont pu être formulées pour limiter les pertes en micronutriments lors de l'opération de friture.

Le coefficient de transfert de chaleur est nécessaire pour concevoir et dimensionner un évaporateur utilisé pour concentrer un liquide, tel que rencontré couramment dans les industries alimentaires. Le coefficient de transfert de chaleur le plus variable et le plus incertain est du coté produit, entre paroi et liquide, noté « h ». Il varie à la fois avec les propriétés thermo-physiques du liquide traité (ηL, σL, λL, ρL , CpL, ω, ...) et avec les paramètres du procédé (type d'évaporateur, φ ou Δθ, Γ (δ), P, rugosité de la surface, encrassement, etc), ces grandeurs étant définies dans le texte. Mais h est aussi lié au régime d'ébullition (nucléée ou non nucléée), et pour les évaporateurs de type « flot tombant », au régime d'écoulement laminaire ou turbulent, selon le nombre de Reynolds en film Ref. Nous avons étudié le cas des évaporateurs « à flot tombant », très utilisés dans les industries alimentaires pour concentrer le lait et les produits laitiers, les jus sucrés, les jus de fruits et légumes. L'objectif de notre travail était de définir une méthode fiable et économique pour évaluer a priori le coefficient de transfert de chaleur h coté liquide en ébullition, dans un évaporateur flot tombant. La première partie de la thèse a été consacrée à l'analyse bibliographique, qui a révélé une grande incertitude actuelle dans la prévision de h, sur la base des formules de la littérature, et des paramètres descripteurs proposés. La deuxième partie de la thèse a été de concevoir et construire un pilote utilisable pour estimer h, dans des conditions stationnaires connues et reproductibles. Dans la troisième partie, on présente les résultats et commente les lois de variations de h en fonction de la concentration de matière sèche du liquide XMS, de la température d'ébullition de liquide θL (ou P), du flux de chaleur φ ou (Δθ), et du débit massique de liquide par unité de périmètre de tube Γ, pour des propriétés de surface de chauffe fixées (ici, paroi en acier inoxydable poli Rs ≈ 0,8 μm). On commente l'effet sur h de chaque variable isolément, les autres étant maintenues constantes, ce qui confirme l'importance de la transition du régime non-nucléé au régime nucléé, cette transition variant avec la nature du liquide, sa concentration, et le flux de chaleur. On a montré la possibilité de modéliser un produit donné dans l'ensemble du domaine expérimental, où tous les paramètres peuvent varier simultanément, avec peu de coefficients, selon deux types d'équations (polynomiale et puissance). On a comparé le cas d'un liquide Newtonien (jus sucré) et non-Newtonien (solution de CMC dans l'eau). On a aussi observé le débit de mouillage critique Γcri et ses lois de variation. On a aussi démontré la possibilité de simplifier le plan d'expérience, aussi bien pour les liquides Newtoniens que non-Newtoniens, tout en gardant un coefficient de corrélation satisfaisant dans le domaine Γ > Γcri, cette modélisation pouvant servir de base de données produit pour l'ingénierie.

Cette étude porte sur la cuisson en autocuiseurs qui sont des appareils de cuisson domestiques sous pression. L'objectif principal est la compréhension de la cuisson dans un autocuiseur au travers de l'étude des transferts thermiques couplés en régime transitoire pour la température, la pression interne, la puissance de chauffe fournie, la composition de l'atmosphère de cuisson et surtout les mécanismes de transferts (conduction, convection, ébullition et condensation par exemple). Cette compréhension doit permettre une optimisation de la cuisson. Seule la cuisson de légumes, en particulier de carottes dans la phase gazeuse, est étudiée. La cuisson en autocuiseur s'effectue en trois étapes : la montée en pression, le maintien en pression et la décompression. C'est le chauffage par le bas de l'appareil initialement clos et contenant un fond d'eau qui permet une augmentation de la pression par production de vapeur. Le niveau de pression est ensuite limité par l'ouverture d'une soupape classiquement autour 1,5 bar, soit une température de vapeur saturante de 112° C. Nous avons mis au point une méthode mécanique pour l'évaluation du niveau de cuisson par l'évolution de la texture des carottes. Ceci nous a permis par la suite de comparer différents modes opératoires pour un même niveau de cuisson final. Expérimentalement, un pilote basé sur un autocuiseur a été construit. Il permet la maîtrise de la conduite (pression, puissance de chauffe, etc.) et un grand nombre de mesures (températures, débit sortant, composition locale, etc.) La modélisation apparaît nécessaire pour décrire la complexité des couplages et la transition entre les différents mécanismes de transfert. Ainsi, deux modèles ont été développés : un modèle considérant des flux de matière et de chaleur entre différents compartiments (gaz, eau, paroi, aliment, etc.) et un modèle d'écoulement et de transfert de type CFD. Ils permettent de faire des analyses que n'autorise pas l'expérimentation et d'explorer d'autres profils de cuisson en vue d'une optimisation de la conduite de l'autocuiseur. Les modèles ont été validés dans un certain nombre de cas. Les résultats obtenus permettent de comprendre l'importance de certains phénomènes comme l'ébullition et la condensation en fonction de la teneur en air résiduel. On constate que l'ensemble de la cuisson se fait principalement en conditions non-stationnaires, même pendant le maintien en pression car la fuite par la soupape provoque un appauvrissement progressif de l'air dans l'atmosphère interne. Les effets des différents évènements thermiques sur la montée en température de l'aliment ont pu être mis en évidence et quantifiés pour la plupart. Une première optimisation de la conduite est avancée pour limiter la consommation énergétique de la cuisson.

Les objectifs de cette étude étaient de déterminer l'effet de l'ajout de lait et/ou de l'atomisation sur le pouvoir antioxydant du café, ainsi les effets sur l'organisme de telles préparations. Des interactions entre les protéines du lait et l'acide chlorogénique du café, ont été mises en évidence, mais n'ont pas d'effet marqué sur le pouvoir antioxydant des boissons. Elles diminuent lors de la digestion. Enfin, tous les groupes ayant reçu du café lors d'une étude de biodisponibilité in vivo en chronique, présentent un statut antioxydant plasmatique amélioré, mais qui n'est que faiblement corrélé à la présence d'acides phénoliques dans le plasma. L'ajout de lait ou l'atomisation ne modifient pas ce résultat. En conclusion, des interactions se forment dans le café au lait, mais ne se répercutent pas sur son effet santé bénéfique.