Figure 1 :Les mesures synchrotron de la taille et de la forme des cristaux de glace montrent pourquoi la phase de glace très fine et plus arrondie de la crème glacée fraîche lui donne un si bon goût. Après stockage et réchauffage partiel lorsque la crème glacée est sortie du congélateur à plusieurs reprises, les cristaux de glace grossissent et ont des angles plus nets, perdre une partie du goût crémeux. De nouvelles méthodes pour garder la crème glacée savoureuse sont à l'étude. Crédit :Peter D. Lee (UCL)
Il n'y a rien de tel qu'une glace par une chaude journée, et le manger avant qu'il ne fonde trop fait partie du plaisir. La crème glacée est un solide mou, et son attrait est une combinaison complexe de "sensation en bouche", goût et apparence, qui sont tous fortement affectés par la microstructure sous-jacente. Nous savons que des changements dans la microstructure de la crème glacée se produisent à des températures de stockage supérieures à -30°C, ils se produiront donc lors de l'expédition, et dans des congélateurs au supermarché et à la maison. Dans leur quête permanente pour créer la crème glacée parfaite, une équipe internationale de chercheurs a apporté des échantillons à Diamond pour étudier la dépendance à la température de ces changements microstructuraux, et les mécanismes physiques sous-jacents qui contrôlent la stabilité microstructurale.
Des recherches antérieures ont examiné le grossissement de la microstructure avec la microscopie optique et la microscopie électronique à balayage cryo, et microscopie électronique à transmission, mais ces techniques ne fournissent que des informations 2-D de la surface ou des coupes à travers l'échantillon de crème glacée. La tomographie à rayons X 3D fournit beaucoup plus d'informations, et pour leur première série d'expériences à Diamond, l'équipe a utilisé des échantillons de crème glacée préalablement « abusés » thermiquement, en les cyclant entre -15°C et -5°C pendant plusieurs jours. Les résultats ont montré que les cristaux de glace et les cellules d'air dans la mousse de crème glacée ont grossi jusqu'à 14 cycles, avec un taux de croissance qui a diminué de manière significative après 7 cycles.
Ces études ex situ n'ont pas pu montrer les interactions entre les caractéristiques microstructurales, et ainsi pour leur série d'expériences la plus récente, l'équipe a apporté des échantillons de crème glacée qui avaient été soumis à un cycle thermique à travers 7 cycles à Diamond, puis les a examinés pendant 7 cycles supplémentaires sur la ligne de faisceau Diamond Manchester (I13-2). Ils ont développé une nouvelle méthode de reconstruction de données et de traitement d'images pour segmenter et quantifier le grand ensemble de données résultant de ces études résolues en temps.
Les résultats ont révélé que la fusion et la recristallisation sont responsables des modifications de la taille et de la forme des cristaux de glace lors de l'abus thermique, alors que les changements dans la taille des bulles d'air et l'interconnectivité sont principalement dus à la fusion des bulles.
Selon le professeur Peter Lee du Research Complex de Harwell :
"Ce travail a également révélé d'autres phénomènes intéressants, y compris le rôle de la matrice non congelée dans le maintien de la stabilité microstructurale de la crème glacée et les interactions complexes entre les cristaux de glace et les bulles d'air. Par exemple, la fonte et la recristallisation des cristaux de glace affectent de manière significative la morphologie des bulles d'air et le comportement de la matrice dégelée."
Les résultats de l'équipe fournissent des informations cruciales améliorant la compréhension de l'évolution microstructurale de la crème glacée et d'autres aliments mous. Le montage expérimental et les routines de traitement d'images développées sont applicables à une large gamme de matériaux mous.
