Zoom sur ChemoSens, plate-forme de recherche et développement méthodologique du Centre des Sciences du Goût et de l’Alimentation de Dijon !

ChemoSens développe des méthodes et des outils pour la caractérisation physico-chimique et organoleptique des aliments. La plateforme dijonnaise contribue à des projets de recherche visant à comprendre les mécanismes biologiques, physico-chimiques et psychophysiques de la perception sensorielle, et à étudier les effets de cette perception sur l’appréciation des aliments et le comportement alimentaire.

À Dijon, le Centre des Sciences du Goût et de l’Alimentation (UMR AgroSup Dijon - CNRS - INRAE - Université de Bourgogne Franche-Comté) étudie les mécanismes physico-chimiques, moléculaires, cellulaires, comportementaux et psychologiques qui sous-tendent la perception sensorielle des aliments et le comportement alimentaire par une approche trans et inter disciplinaire. Nous vous l’avions présenté dans notre édition de décembre 2020 (Gazette n°270).

Combinaison de la chimie et de l’analyse sensorielle

Créée le 1er janvier 2010 par la réunion de deux plateformes « lipides-aromes » et « Sensorielle », ChemoSens est la plateforme de recherche et développement méthodologique du CSGA, dont l’originalité repose sur l'utilisation combinée de la chimie et de l’analyse sensorielle pour développer de nouvelles approches de caractérisation des aliments et du comportement alimentaire.

ChemoSens, certifiée ISO9001, est depuis 2015 une plateforme labellisée IBiSA, réseau national du Groupement d’Intérêt Scientifique (GIS), qui soutient les investissements d’un large ensemble de plateformes et de ressources en biologie, santé et agronomie. Labélisée plate-forme stratégique par INRAE en 2014, elle a été reconnue Infrastructure Scientifique Collective (ISC) par INRAE en 2019. Depuis 2020, ChemoSens est l’une des composantes, avec les plateformes BIBS à Nantes, Agrorésonance à Clermont-Ferrand et Polyphénols à Montpellier, de la nouvelle infrastructure de recherche distribuée PROBE (Platform for profiling properties of food and biobased product). PROBE a pour objectif d’intégrer les connaissances très complémentaires de ses 4 composantes qui portent sur la structure, les propriétés et les fonctionnalités (dont la sensorialité) des matières premières, des produits en cours de transformation et des produits finis. Il s’agit de déployer différentes méthodes physicochimiques à différentes échelles afin d’identifier les déterminants structuraux qui permettent de construire la fonctionnalité des produits.

La plateforme ChemoSens est basée à Dijon, sur deux sites :

  •  Le Centre INRAE (bâtiment Le Magnen) où se trouvent tous les équipements de physico-chimie répartis dans trois laboratoires (GC-MS, LC-MS et PTR-Tof-MS), les deux laboratoires d’olfactométrie, deux salles d’évaluation sensorielle de 16 cabines informatisées et deux cuisines.
  •  Le Centre des Sciences du Goût, situé sur le campus de l’Université Bourgogne-Franche Comté, où se trouvent deux autres salles d’évaluation sensorielle de 16 cabines et deux cuisines.

ChemoSens comprend une équipe de 20 personnes, dont 16 titulaires. L’animation est conjointement menée par Pascal Schlich et Olivier Berdeaux.

Deux composantes de recherche et 3 pôles techniques

ChemoSens a deux composantes :

  • L’analyse physico-chimique (arômes et lipides), sous la responsabilité d’Olivier Berdeaux. M. Berdeaux, ingénieur de recherche, a une formation de chimiste analyste et il est en charge des développements analytiques pour l’analyse des lipides et l’analyse lipidomique par spectrométrie de masse.
  • L’analyse sensorielle chez l’humain (comportement des consommateurs), sous la responsabilité de Pascal Schlich. Ce dernier est directeur de recherche et a une formation de mathématicien et de statisticien. C’est un expert de la sensométrie, discipline qui regroupe la planification expérimentale des évaluations sensorielles et l’analyse des données qu’elles produisent par des méthodes statistiques.

Salle d’analyse sensorielle

Ces deux composantes travaillent de concert afin de répondre au défi technologique visant à offrir des méthodes et outils pour :

- La caractérisation des composés de la flaveur de l’aliment,
- L’analyse de la composition lipidique alimentaire ou membranaire de tissus neurosensoriels,
- L’étude de la libération en bouche des composés de la flaveur,
- L'étude de l'interactome des molécules de la flaveur avec les molécules de sphère orale (protéines salivaires),
- L’étude des mécanismes de la perception sensorielle de l’aliment ingéré,
- La mesure des préférences générées par cette perception,
- L’étude de l’influence de ces préférences sur le comportement alimentaire du consommateur.

Le savoir-faire de ChemoSens est réuni autour de 3 grands pôles techniques :

 

Pôle de spectrométrie de masse
- Caractérisation et quantification de molécules de la flaveur (arômes et composés sapides) et de lipides dans les matrices alimentaires.
- Etudes in vitro ou in vivo de la libération d’arômes en direct et en continu.
- Etudes des interactions entre les molécules de la flaveur et les protéines de la sphère orale grâce à la haute résolution.
- Analyses globales des lipides membranaires et/ou analyses ciblées des lipides simples ou complexes (acides gras, stérols, phospholipides, plasmalogènes, sphingolipides, glycosphingolipides, gangliosides…) dans des matrices biologiques.
Parmi les équipements, citons des chromatographes en phase gazeuse couplés à la spectrométrie de masse, chromatographe en phase gazeuse bidimensionnel, couplé à la spectrométrie de masse, spectromètre de masse haute résolution…

Spectromètre de masse Tribrid haute résolution pour l’analyse lipidomique (couplage LC), des arômes ou autres composés organiques volatils (couplage GC-APPI) et des protéines intactes (couplage nanoLC).

Pôle d'olfactométrie
- Identification par chromatographie en phase gazeuse couplée à l'olfactométrie des marqueurs odorants d'extraits aromatiques.
- Développements méthodologiques visant à optimiser et accélérer les mesures de seuils olfactifs ainsi que la mesure de la qualité et le caractère hédonique des stimuli olfactifs complexes.
Equipements : chromatographes en phase gazeuse couplés à l’olfactométrie, olfactomètres…

Analyses par chromatographie couplée à l’olfactométrie pour la caractérisation des odeurs des composés organiques volatils composant un extrait aromatique.

Pôle d'analyse sensorielle
- Réalisation d’expérimentations d’analyse sensorielle et d’études consommateurs.
- Accompagnement pour l’utilisation des méthodes d’analyse sensorielle développées par la plateforme : Dominance Temporelle des Sensations (DTS), Positionnement Sensoriel Polarisé (PSP), Temporal Drivers of Liking et différentes méthodes de sensométrie.
- Accompagnement pour l’utilisation d’outils sensoriels développés par la plateforme : mesure des préférences vis-à-vis du gras, du salé et du sucré et mesure des sensibilités gustatives (Tasty®)
- Bibliothèques de macros-SAS et de packages R pour la sensométrie.
- Logiciel internet TimeSens® developpé par ChemoSens pour l’acquisition et l’analyse des données sensorielles.
- Mise à disposition d’aide technique pour le recrutement de dégustateurs, la réalisation des expérimentations et la saisie de données.
- Mise à disposition des salles d’analyse sensorielle, des cuisines et du matériel d’oculométrie.

ChemoSens travaille avec les équipes de recherche du CSGA et aussi en collaborations avec des équipes académiques ou privées pour le développement de nouveaux outils innovants. En parallèle, ChemoSens est à l’origine de la société SensoStat qui offre des services en analyse sensorielle aux industries en utilisant l’infrastructure de ChemoSens.

La plateforme dijonnaise est aussi active dans le déploiement de journées thématiques pour les réseaux nationaux. D’ailleurs, Olivier Berdeaux est un des membres fondateurs du réseau national des Lipidomystes, un réseau mettant en commun savoir-faire et méthodes dans l’analyse de lipides en France. Chaque année, deux journées thématiques ont lieu permettant des échanges interactifs entre ingénieurs, techniciens. Sponsorisées par des fabricants de machines, elles rassemblent en moyenne 90à 100 personnes.

Pascal Schlich a été à l’origine, avec d’autres chercheurs, de la création du Groupe « Agro-industries et méthodes statistiques » de la Société Française de Statistique (SFdS), de la Sensometrics Society qui regroupe tous les spécialistes de la sensométrie au monde, de l’European Sensory Network actuellement présidé par Claire Sulmont-Rossé, une chercheuse du CSGA, qui regroupe une cinquantaine de partenaires publics et privés chercheurs en sciences du sensoriel ou utilisateurs de leurs méthodes et outils.

ChemoSens est aussi présent dans de très nombreux congrès internationaux en lien avec ses thématiques de recherche et de développement. Des ingénieurs de chemoSens ont notamment présenté en mai 2021 leurs travaux au 16e congrès national Weurman Flavour Research Symposium de Dijon, organisé par des chercheurs du CSGA. Ce congrès permet de regrouper des scientifiques du monde académique et industriel de différentes disciplines dans le domaine de la recherche sur les arômes (chimie, biologie, neuro-physiologie, psychologie). Pascal Schlich fait partie depuis plus de 20 ans des Comités scientifiques des congrès majeurs des sciences du sensoriel et de la revue scientifique majeure de ce domaine. Il a été l’organisateur du congrès EuroSense à Dijon en 2016 qui a regroupé 700 participants autour de cette thématique

Analyse in vivo de la libération dynamique des arômes au cours de la mastication par PTR-MS

Vers un changement de l’alimentation

la plateforme est impliquée dans les grands champs thématique de l’INRAe sur l’alimentation  notamment l’utilisation de protéines végétales, la réduction du gras, du sel et du sucre, tout en conservant un bon goût aux aliments, l’alimentation des seniors, etc…

Elle est aussi impliquée dans des projets propres à la région Bourgogne-Franche-Comté. Pour exemple, ChemoSens est impliquée dans un projet FEADER visant à caractériser la truffe de Bourgogne dans sa zone de production, de manière à mieux valoriser ce produit à haute valeur ajoutée de la cuisine française. La plateforme a ainsi développé des outils et techniques d'analyses sensorielles et physico-chimiques pour caractériser l'arôme de truffes fraiches. L'intensité et la complexité des arômes ont été évaluées par spectrométrie de masse à réaction de transfert de protons (PTR-MS) permettant une prise d’empreinte aromatique rapide et reproductible. L’identification des composés organiques volatils a été réalisée par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse après micro-extraction en phase solide (SPME) et par analyse dynamique de l’espace de tête (DHS).

Pour l’évaluation sensorielle, deux approches par olfaction ont été combinées : un profil descriptif sensoriel classique et des mesures de complexité. Une quinzaine de descripteurs ont permis à un panel entrainé de caractériser le profil et la complexité d’une centaine de truffes.

Cette méthodologie permet ainsi d’identifier des marqueurs et des descripteurs typiques de la truffe de Bourgogne.

Grâce à l’infrastructure de recherche PROBE, la plateforme ChemoSens accroît sa visibilité et devrait évoluer vers une structure d’envergure internationale autour de l’aliment, en lien avec le comportement du consommateur. Le but étant de bien manger et de bien vivre dans le changement alimentaire, devenir un « flexi-terrien » en diminuant la quantité de viande consommée et aller vers une alimentation plus végétale. Dans cette optique, ChemoSens va continuer de collaborer avec ses partenaires pour innover dans l’alimentation…

 

M. HASLÉ

 

Contact :
Plateforme ChemoSens du Centre des Sciences du Goût et de l’Alimentation de Dijon
Tél. : +33(0)3 80 69 30 72
chemosens@inrae.fr
www.chemosens.fr

 

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