AwDesigner :
Logiciel de prévision de l’aw d’un aliment
à partir de sa formulation

jean-francois.lepage@adria.tm.fr
Logiciel de calcul de l’aw d’un produit à partir de sa
formulation :
 Utilisation simple via une interface conviviale
 O...
Intérêt du logiciel

 Améliore l’efficacité et la fiabilité des essais de
développement produit :
 même justesse qu’une ...
Applications principales

 Optimise les formulations alimentaires pour atteindre une
meilleure stabilité microbiologique
...
Constitution du logiciel

 Une base de données « Ingrédients » : 230 Ingrédients, base de
données évolutive

paramètres d...
Base de données

Pour chaque solutés :

08.12.2011
Base de données

Pour chaque solutés :

08.12.2011
Base de données
Pour chaque solutés :
 modélisation de l’impact des interactions eau - solutés
 par des modèles mathémat...
Base de données
 modélisation de l’impact des interactions eau - solutés
par des modèles mathématiques
Teng et Roa :

aw ...
Base de données
Pour la phase solide :

Attraction des molécules
d’eau par les macromolécules
de l’aliment

08.12.2011
Base de données
Pour la phase solide : isotherme de sorption
 modélisation : aw = f([eau])
 par des modèles mathématique...
Base de données
- 70 additifs alimentaires (E…) :

- conservateurs,

- stabilisants,

- antioxydants,

- gélifiants…

- ém...
Constitution du logiciel

 Une base de données « Ingrédients » : 230 Ingrédients, base de
données évolutive

paramètres d...
Outil de calcul
Identification des phases : précipité et solution
Phase solide

Phase solution

Absorption / désorption
Ju...
Outil de calcul
Transfert d’eau et Équilibre des aw des phases constitutives
de l’aliment (calcul sous Matlab®)
Phase soli...
Outil de calcul
Détermination de l’aw d’équilibre du produit

Phase solide

Phase solution

Absorption / désorption
Jusqu’...
Phase solide : Équilibration de
l’aw entre les molécules
Cas de transfert d’eau entre deux macromolécules

X

P1

X1
X1*
X...
Phase solide : calcul
Isotherme de mélange
Mélange de macromolécules :
Isoth. 1

X

Isoth. 0

Pour aw = awi:

MS1
X .
MST
...
Principe de calcul

Calcul par itération sous Matlab®

Base de données
solutés
ingrédients
fructose
bicarbonate d'ammonium...
Constitution du logiciel

 Une base de données « Ingrédients » : 230 Ingrédients, base de
données évolutive

paramètres d...
Interface utilisateur

08.12.2011
Calcul de la répartition de
l’eau entre les constituants

08.12.2011
Validation

Prévision logiciel :

1,00

Moyenne des erreurs : 0,010

0,95

valeurs prédites

0,90
0,85

Validations

0,80
...
Logiciel conçu avec le support du Conseil Régional de
Bretagne et de la DRAF

et la collaboration de trois industriels de ...
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Aw Designer logiciel de calcul de l'activité de l'eau

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Parce que chaque producteur a besoin de savoir ce qu'il adviendra de son produit ...

ADRIA Développement propose un logiciel de calcul de l'activité de l'eau (Aw) très utile pour tous les acteurs de l'industrie agroalimentaire. Le concept principal est de calculer et de prédire l'activité de l'eau d'une formulation grâce à une base de données de plus de 230 ingrédients et de modèles mathématiques. Il vous aidera à accélérer l'innovation produit par un gain de temps de développement, de main d’œuvre, de matières premières, tout en maitrisant ce paramètre essentiel de la stabilité organoleptique et sanitaire, qu’est l’activité de l’eau.

Pour tout renseignement ou demande de licence,
vous pouvez télécharger la présentation AwDesigner
ou contacter Jean-François LE PAGE - 02.98.10.18.18. ou awdesigner@adria.tm.fr

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  • Il y la dessous un gros travail de recherche, bravo, c'est un domaine complexe, et la coopération me semble essentielle pour arriver à caractériser nos produits au niveau de l'activité de l'eau par le calcul, j'aimerai bien m'associer à un groupe de recherche pour les produits de la confiserie et chocolaterie
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Aw Designer logiciel de calcul de l'activité de l'eau

  1. 1. AwDesigner : Logiciel de prévision de l’aw d’un aliment à partir de sa formulation jean-francois.lepage@adria.tm.fr
  2. 2. Logiciel de calcul de l’aw d’un produit à partir de sa formulation :  Utilisation simple via une interface conviviale  Outil destiné aux équipes R&D des entreprises agroalimentaires 08.12.2011
  3. 3. Intérêt du logiciel  Améliore l’efficacité et la fiabilité des essais de développement produit :  même justesse qu’une mesure en laboratoire  sans passer par une étape de production  Accélère l’innovation  gain de temps  économie de matière première 08.12.2011
  4. 4. Applications principales  Optimise les formulations alimentaires pour atteindre une meilleure stabilité microbiologique  Permet de limiter les transferts d’eau au sein d’un aliment composite  Détermine et compare les effets dépresseurs d’aw des ingrédients et additifs.  Permet d’optimiser une formulation pour atteindre une aw cible  substitution d’ingrédients, recommandations du PNNS (réduction du taux de sodium et de sucre…)  aspects de Clean Label. 08.12.2011
  5. 5. Constitution du logiciel  Une base de données « Ingrédients » : 230 Ingrédients, base de données évolutive paramètres des modèles décrivant les interactions eau-ingrédients : pour les solutés et les macromolécules  Un système de simulation programmé sous Matlab® Calcul de l’aw d’équilibre du produit alimentaire  Des interfaces « utilisateurs » Interface conviviale et intuitive 08.12.2011
  6. 6. Base de données Pour chaque solutés : 08.12.2011
  7. 7. Base de données Pour chaque solutés : 08.12.2011
  8. 8. Base de données Pour chaque solutés :  modélisation de l’impact des interactions eau - solutés  par des modèles mathématiques (Norrish, Ross, Teng, Roa)  validation à l’aide de modèles thermodynamiques : UNIQUAC 08.12.2011
  9. 9. Base de données  modélisation de l’impact des interactions eau - solutés par des modèles mathématiques Teng et Roa : aw 1 K j .m j Pour une solution, l’aw est proportionnelle à la molalité (mj) et au paramètre Kj Kj est propre à chaque soluté 08.12.2011
  10. 10. Base de données Pour la phase solide : Attraction des molécules d’eau par les macromolécules de l’aliment 08.12.2011
  11. 11. Base de données Pour la phase solide : isotherme de sorption  modélisation : aw = f([eau])  par des modèles mathématiques (Ferro-Fontan et Guggenheim-Anderson-DeBoer) C X 08.12.2011 ln( aw ) . 1
  12. 12. Base de données - 70 additifs alimentaires (E…) : - conservateurs, - stabilisants, - antioxydants, - gélifiants… - émulsifiants, - 160 ingrédients : - amidons, - concentrés protéiques, - fibres, gommes, - farines, - matières grasses, 08.12.2011 - ovoproduits, - épices, aromates, - céréales, - fruits, légumes…
  13. 13. Constitution du logiciel  Une base de données « Ingrédients » : 230 Ingrédients, base de données évolutive paramètres des modèles décrivant les interactions eau-ingrédients : pour les solutés et les composés insolubles  Un système de simulation programmé sous Matlab® Calcul de l’aw d’équilibre du produit alimentaire  Des interfaces « utilisateurs » Interface conviviale et intuitive 08.12.2011
  14. 14. Outil de calcul Identification des phases : précipité et solution Phase solide Phase solution Absorption / désorption Jusqu’à équilibre des aw Calcul de l’aw de la solution : - par modèle mathématique - par la méthode UNIQUAC macromolécules 08.12.2011 solutés
  15. 15. Outil de calcul Transfert d’eau et Équilibre des aw des phases constitutives de l’aliment (calcul sous Matlab®) Phase solide Absorption / désorption Jusqu’à équilibre des aw Phase solution eau Calcul de l’aw de la solution : - par modèle mathématique - par la méthode UNIQUAC macromolécules 08.12.2011 solutés
  16. 16. Outil de calcul Détermination de l’aw d’équilibre du produit Phase solide Phase solution Absorption / désorption Jusqu’à équilibre des aw Calcul de l’aw de la solution : - par modèle mathématique - par la méthode UNIQUAC macromolécules 08.12.2011 solutés
  17. 17. Phase solide : Équilibration de l’aw entre les molécules Cas de transfert d’eau entre deux macromolécules X P1 X1 X1* X2* X2 0 P2 a w2 a* w a 1 w1 Équilibration de l’aw entre les macromolécules 08.12.2011
  18. 18. Phase solide : calcul Isotherme de mélange Mélange de macromolécules : Isoth. 1 X Isoth. 0 Pour aw = awi: MS1 X . MST i 1 MS 2 X . MST i 2 X *i Isoth. 2 Avec GAB : (ou FF) aw * X1 X m1C1.k1.aw * * (1 k1.aw ).1 C1 1 .k1.aw X2 X m 2C2 .k 2 .aw * * (1 k 2 .aw ).1 C2 1 .k 2 .aw Exemple : farine = amidon + gluten * 08.12.2011
  19. 19. Principe de calcul Calcul par itération sous Matlab® Base de données solutés ingrédients fructose bicarbonate d'ammonium glutamate de Na acide acétique acide glutamique PEG 600 PEG 400 sorbitol acide citrique propylène glycol dextrose glucose glycérol glycine mannitol sucrose xylose sorbitol (poudre) benzoate de sodium benzoate de potassium xylitol malic acid tartaric acid chlorure de sodium chlorure de potassium nitrite de sodium Na2H2P2O7 lactose maltose maltitol erythritol sirop de glucose DE 47 raffinose famille MM sucre poudre levante acide aminé conservateur acide aminé polyol polyol polyol conservateur polyol sucre sucre polyol AA polyol sucre sucre polyol conservateur conservateur polyol conservateur conservateur sel sel sel poudre levante sucre sucre polyol polyol sucre sucre 180,2 79,1 169,1 60,05 169 600 400 182,17 192,12 76,1 180,16 180,16 92,09 75,07 182,2 342,3 150,13 182,17 144,1 160,21 152,15 150,09 58,44 74,55 69 221,94 342,3 342,3 344,3 122,12 200 504,44 limite du modèle 4,317 2,5 4,2 7 4 1,67 2,5 15,1 2,2 13,14 6,66 6,66 10,86 3,32 1,19 6,7835 3,69 15,1 5 4,6 4,22 6 6 6,14 4,5 12,25 1,35 0,57 2,28 1,8 5 16 0,23 paramètres -0,02135229 -0,03131995 -0,01754952 -0,001 -0,013 -0,00641431 -0,01374567 -0,01221024 0 -0,00611046 -0,0179334 -0,0179657 -0,0180697 -0,0175878 -0,0175546 -0,0176909 -0,0180996 -0,01221024 -0,0386154 -0,0379535 -0,01815193 -0,0192158 -0,0189778 -0,0327901 -0,0328134 -0,0314638 -0,08793025 -0,00013749 -0,01804382 -0,0374721 -0,0178728 -0,00900643 -0,0178523 0,00014274 0,00041447 -8,0185E-05 0,01189045 -0,00320267 0,00017936 -0,00334353 2,5876E-05 2,1511E-05 -0,01558844 -0,03873098 -0,01501532 -0,00111853 -0,05959652 -0,00402735 9,2479E-05 -0,00037331 -1,4159E-05 0,00113051 -0,00060664 -0,0017742 -2,4158E-05 -0,00111853 -0,00157139 -0,00157192 -8,7825E-06 0,00215398 -6,6495E-05 0,00013983 0,00183429 -0,00047202 0,00581527 -0,04907429 -0,00105201 -0,00991377 -9,7015E-05 -0,00017895 -0,00219478 0,00658845 0,00809393 0,00229556 7,1928E-05 0,07421274 0,00114734 -0,00017611 2,155E-05 5,4166E-06 -0,00014942 0,0001984 6,5901E-05 -2,0998E-05 7,1928E-05 0,0007813 0,00083377 -0,00097465 -0,00037827 -8,2437E-05 -1,7183E-06 -0,0370666 -0,00016621 2,0381E-05 -saisie dans la BDD 0,00736728 -0,00036261 1,1652E-05 -3,0961E-07 9,5813E-07 -6,2233E-09 1,1285E-09 -1,9304E-11 3,5739E-07 -1,9863E-08 -0,000012 -équilibration de l’aw entre les phases 3,0992E-06 -2,3897E-07 -1,7183E-06 0,000214 -9,902E-05 -1,3169E-05 -1,2422E-05 1,3108E-05 -7,353E-07 -0,00142523 0,00036851 -0,00002668 -3,9292E-06 -0,00033186 5,8379E-05 -3,1756E-06 -0,00055141 7,5594E-05 -3,5024E-06 -0,00100808 0,00020727 -1,5947E-05 0,00010003 -3,7189E-06 0,00929677 -0,00154363 -0,00337987 0,00279958 0,0293042 -0,00184277 1,1248E-05 1,1045E-05 0,00617508 -0,00037704 4,7804E-06 1,9953E-07 5,1994E-07 -Répartition l’eau isothermes ingrédients œuf entier blanc d'œuf déshydraté jaune d'œuf déshydraté girolle champignon de paris bolet morille pleurotus agaricus cacao 11% de MG chocolat 60% farine de pois farine de riz farine de soja farine d'épeautre farine de maïs farine de sésame farine de tapioca semoule de blé farine de blé 550 famille paramètres humidité (%) ovoproduit 1,00001 0,00409895 -0,60628875 74,1 ovoproduit 1,0315708 0,01548443 -0,71534703 87,3 ovoproduit 1,29162288 0,06023068 -1,02759349 50 champignon 1,25332632 0,08111268 -1,39311981 91 champignon 1,15943613 0,05514597 -1,0894955 90 champignon 1,19780452 0,0689144 -1,35968764 90 champignon 1,13876114 0,0595386 -1,34221853 90 champignon 1,03992869 0,02003669 -0,82354282 90 champignon 1,85384315 0,16677798 -1,35187338 90 cacao et chocolat ,0087559 0,00580902 1 -0,672765 5,6 cacao et chocolat 1,00001 0,01228683 -0,8196599 0,9 farine 1,00001 0,00297218 -0,51807443 13,7 farine 1,47785692 0,0166977 -0,62815307 13 farine 1,5003093 0,10667229 -1,61664194 13 farine 1,02409885 0,00277185 -0,47101403 13 farine 1,07738732 0,00444323 -0,49833483 13 farine 1,01461895 0,00104115 -0,43091786 13 farine 1,02023353 0,00313813 -0,45473238 13 farine 1,02091373 0,0017803 -0,44295397 13 farine 1,18314852 0,0166117 -0,76605391 13 Teneur en eau soluté Xs macromolécule Xs* Xm* Xm  détermination de l’aw d’équilibre 08.12.2011 0 awm aw* aws 1
  20. 20. Constitution du logiciel  Une base de données « Ingrédients » : 230 Ingrédients, base de données évolutive paramètres des modèles décrivant les interactions eau-ingrédients : pour les solutés et les composés insolubles  Un système de simulation programmé sous Matlab® Calcul de l’aw d’équilibre du produit alimentaire  Une interface « utilisateur » Interface conviviale et intuitive 08.12.2011
  21. 21. Interface utilisateur 08.12.2011
  22. 22. Calcul de la répartition de l’eau entre les constituants 08.12.2011
  23. 23. Validation Prévision logiciel : 1,00 Moyenne des erreurs : 0,010 0,95 valeurs prédites 0,90 0,85 Validations 0,80 0,75 réalisées entre 0,65 et 1: 0,70 Matrice céréalières, 0,65 0,60 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1 Produits carnés, valeurs mesurées Sauce, fourrage… 08.12.2011
  24. 24. Logiciel conçu avec le support du Conseil Régional de Bretagne et de la DRAF et la collaboration de trois industriels de la filière BVP (Pâtisserie Gourmande, Gaillard Pâtissier et Le Ster Pâtissier) 08.12.2011

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