Contribution à la modélisation des phénomènes de transport et des modifications au cours du processus de cuisson

Abstract

Cette étude s’intéresse à la cuisson des cupcakes dans une friteuse à air, en combinant des approches expérimentales, de modélisation numérique et d’analyse sensorielle afin d’étudier l’impact des transferts de chaleur et de masses sur la qualité finale du produit. L’objectif principal est de décrypter les phénomènes de transfert de chaleur et de masse, ainsi que les transformations physico-chimiques et structurales qui déterminent la texture, la couleur, la composition et l’acceptabilité sensorielle des cupcakes. La démarche expérimentale comprend la caractérisation de la farine utilisée, l’analyse des paramètres de cuisson (température, durée), la mesure instrumentale des propriétés physiques (teneur en eau, volume spécifique, porosité, texture, couleur) et chimiques (cendres, protéines, lipides), ainsi qu’une évaluation sensorielle par un panel de dégustateurs. Les résultats montrent que la cuisson à 160 °C permet d’obtenir des cupcakes plus moelleux, avec un volume spécifique moyen de 2,46 cm³/g et une porosité de 30,1 %, tandis qu’à 180 °C, la texture devient plus ferme (dureté = 2,67 N) et la porosité chute à 24,7 %. Le brunissement de surface (ΔE) est plus marqué à température élevée (ΔE = 38,7), mais s’accompagne d’une perte plus importante en protéines extractibles (6,63 % contre 7,1 % à 160 °C), traduisant des transformations thermiques plus poussées. Sur le plan chimique, la cuisson à température élevée concentre les cendres et les lipides par perte d’eau, mais réduit la teneur en protéines extractibles en raison de la dénaturation et des réactions de Maillard. Les analyses mécaniques confirment une augmentation de la fermeté et une diminution de l’élasticité à 180 °C, tandis que l’analyse sensorielle révèle une préférence pour l’aspect visuel plus brun à température élevée, sans différence significative pour le goût, la texture en bouche ou le moelleux. La modélisation mathématique, intégrant la notion de valeur cuisatrice, permet de simuler les transferts couplés et de prédire l’impact des conditions de cuisson sur la qualité finale. La confrontation des simulations avec les données expérimentales valide la robustesse du modèle, avec des écarts moyens inférieurs à 5 % pour les profils de température, d’humidité et de volume spécifique. Ce travail original, à la croisée de l’expérimentation et de la simulation, apporte une contribution significative à la compréhension des mécanismes internes de cuisson en friteuse à air, et ouvre des perspectives d’optimisation technologique pour les produits de pâtisserie.