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Article Dans Une Revue Le Lait Année : 2005

Water activity and glass transition in dairy ingredients

Pierre Schuck
  • Fonction : Auteur
Eric Blanchard
  • Fonction : Auteur
Anne Dolivet
  • Fonction : Auteur
Serge Méjean
  • Fonction : Auteur
Evelyne Onillon
  • Fonction : Auteur
Romain Jeantet

Résumé

The glass transition temperatures (Tg) of various dairy powders were determined by differential scanning calorimetry among the sorptions isotherm, and were also calculated using the extended Couchman-Karasz equation, taking into account the dry values of Tg and $\Delta$Cp (heat capacity changes during glass transition) and the contents in each amorphous component category. The results obtained showed a statistically significant correspondence between measured and calculated Tg inflection values: the model gives an approximate inflection value of Tg corresponding to the measured one ± 14 °C. This lack of fit can be explained both by the accuracy of measurement of Tg and by not considering minor constituents of dairy powders (minerals and oligosaccharides) in calculation. From the values of Tg and $\Delta$Cp measured and/or calculated in this study, it is possible to anticipate the behavior of a dairy powder under given temperature (T) and water activity (aw) conditions during drying and storage with regard to stickiness and caking. We propose the calculation of a stickiness and caking sensitivity index according to the values of [T - Tg] and $\Delta$Cp, whose value is in agreement with the expected behavior of various dairy powders during drying and storage.
Activité de l'eau et transition vitreuse de divers ingrédients laitiers. Les températures de transition vitreuse (Tg) de différents ingrédients laitiers ont été déterminées par calorimétrie différentielle sur l'ensemble de l'isotherme de sorption, et calculées par l'équation de Couchman-Karasz étendue à plus de trois constituants. Cette équation prend en compte les valeurs sèches de Tg et $\Delta$Cp (variation de chaleur spécifique mesurée lors de la transition vitreuse) et la fraction massique de chaque catégorie de constituant amorphe. Les résultats obtenus montrent une corrélation statistiquement significative entre les valeurs de Tg mesurées et calculées : le modèle utilisé permet ainsi d'obtenir une estimation de la valeur de Tg correspondant à la valeur mesurée ± 14 °C. L'écart d'ajustement peut s'expliquer par les erreurs de mesure et par la non-prise en compte des constituants mineurs dans le calcul (minéraux, oligosaccharides). A partir des valeurs de Tg et $\Delta$Cp mesurées et/ou calculées, il est possible d'anticiper le comportement d'une poudre laitière dans des conditions données de température (T) et d'activité d'eau (aw) au cours du séchage et du stockage, vis à vis du collage et du mottage. Nous proposons le calcul d'un indice de sensibilité au collage et au mottage à partir des valeurs de [T - Tg] et $\Delta$Cp, dont la valeur est cohérente avec le comportement connu de différentes poudres laitières au cours du séchage et du stockage.
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Citer

Pierre Schuck, Eric Blanchard, Anne Dolivet, Serge Méjean, Evelyne Onillon, et al.. Water activity and glass transition in dairy ingredients. Le Lait, 2005, 85 (4-5), pp.295-304. ⟨hal-00895604⟩
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