FR3007181A1 - Bouche artificielle pour l’etude des phenomenes-physico-chimiques et/ou biologiques lors de la mastication et procede d’analyse des fractions liquides et volatiles, mettant en oeuvre une telle bouche artificielle - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une bouche artificielle comprenant une enceinte (1) thermostatée fermée hermétiquement, dans laquelle une matrice alimentaire (6) imbibée d'une solution salivaire est placée entre deux plateaux (4, 5) aptes à déstructurer la matrice alimentaire (6) en simulant la mastication. L'enceinte est équipée d'un dispositif de collecte de la solution salivaire qui est couplé au dispositif de commande du flux gazeux traversant la matrice alimentaire, en vue de simuler et d'étudier à la fois l'évolution des molécules sapides et des composés volatils libérés par voies ortho- et -rétro-nasales. Cette bouche artificielle, qui simule à la fois la respiration et la déglutition humaine, peut être connectée à des dispositifs de collecte et d'analyse des composés à l'origine de la perception sensorielle de la flaveur de la matrice alimentaire.

Description

La présente invention concerne le domaine des dispositifs pour l'étude des phénomènes intervenant lors de la mise en bouche de matrices alimentaires, notamment lors de la mastication d'aliments solides, et a pour objet plus particulièrement une bouche artificielle permettant de mimer in vitro la mastication humaine, ainsi que des procédés d'analyse des composés à l'origine de la perception sensorielle des aliments, notamment de la flaveur des aliments. CONTEXTE - ETAT DE LA TECHNIQUE La perception de la flaveur d'un aliment est un phénomène complexe et dynamique, qui comporte plusieurs étapes impliquant notamment à la fois des io composés volatils (responsables de l'odeur et de l'arôme) et des molécules libérées dans la salive, telles que par exemple des molécules sapides (responsables de la saveur). Dès que l'aliment est mis en bouche, puis au cours de sa mastication, des composés volatils sont libérés de ce dernier et passent dans la phase gazeuse. 15 Ils sont ensuite transportés de la cavité buccale vers la cavité nasale, où ils interagissent avec les récepteurs présents au niveau de l'épithélium olfactif. L'ensemble des signaux nerveux, issus de l'interaction des multiples molécules volatiles de l'aliment avec différents récepteurs olfactifs, est alors intégré au niveau du système nerveux central. Le traitement de l'information nerveuse 20 résultante aboutit alors à une image sensorielle correspondant à l'arôme de l'aliment mis en bouche. En parallèle, les aliments libèrent aussi dans la salive des molécules sapides, qui vont interagir avec des récepteurs sensoriels répartis sur le dessus de la langue et sur la cavité bucale. 25 Afin d'étudier les composés volatils responsables de l'arôme des aliments, différentes techniques (sensorielles et instrumentales) ont été utilisées. Parmi celles-ci, des prototypes de bouche artificielle ont été développés, en vue tout d'abord de reproduire artificiellement le processus de déstructuration des aliments in vivo, afin d'extraire les composés responsables des arômes dans des 3007 1 8 1 2 conditions aussi proches que possible des conditions réelles de consommation desdits aliments liquides ou semi-solides, ou plus récemment au moyen d'une bouche artificielle permettant de déstructurer des aliments solides relativement durs, tels que, par exemple, du pain ou des pommes, entre une paire de 5 plateaux animés de mouvements relatifs (Arvisenet et al., J. Agric. Food Chem. 2008, 56, 3245-3253). Ladite bouche artificielle comprend une enceinte thermostatée fermée hermétiquement dans laquelle sont disposés deux plateaux parallèles animés de mouvements relatifs l'un par rapport à l'autre, d'une part, un plateau inférieur io rotatif destiné à supporter lesdits aliments à étudier, et, d'autre part, un plateau supérieur, équipé de dents, affectant la forme d'un piston animé d'un mouvement alternatif vertical. L'enceinte est, en outre, équipée d'une entrée de gaz, et d'un orifice de sortie de gaz ménagé dans le couvercle en vue d'entraîner les composés volatils libérés lors de la déstructuration des aliments 15 entre les deux plateaux vers cet orifice. La présence des dents et l'association des mouvements des deux plateaux, le plateau supérieur qui effectue des allers-retours verticaux reproduisant les mouvements de mastication, et le plateau inférieur rotatif mimant le repositionnement par la langue des aliments sous les dents, permettent une 20 déstructuration complète des aliments solides. Dans la bouche artificielle de l'art antérieur, le flux gazeux, introduit en continu, permet de balayer en continu le volume intérieur de l'enceinte en entraînant les composés volatils émis par les aliments déstructurés, vers une sonde ou un cône olfactif. 25 En ce qui concerne les molécules sapides, les aliments testés dans la bouche artificielle peuvent être imbibés d'une solution salivaire, introduite dans l'enceinte au début du test et collectée à la fin du processus de mastication. Un tel dispositif ne permet donc pas d'acquérir des informations chimiométriques directes à la fois sur les fractions liquides (salive) et sur les fractions gazeuses tout au long de leur libération, lors de la déstructuration des aliments. Il est, en effet, nécessaire pour une étude complète des arômes de pouvoir comparer l'analyse chimique des différents composés volatils libérés lors de la 5 mastication et les paramètres sensoriels perçus par les individus au cours de la consommation desdits aliments, tout au long de leur mastication. En particulier, la bouche artificielle de l'art antérieur qui simule la mastication et la respiration humaine permet d'étudier les molécules volatiles libérées par la voie ortho-nasale, mais ne simule pas la déglutition régulière des aliments, et io ne donne donc aucune information sur la fraction gazeuse accompagnant la salive et libérée par la voie rétro-nasale lors de la déglutition. Un premier but de la présente invention est donc de mettre au point une bouche artificielle permettant de palier les inconvénients précédents, et plus particulièrement de permettre de mimer les phénomènes de respiration et de 15 déglutition intervenant dans le transport des composés volatils et des molécules sapides, responsables de la flaveur desdits aliments, de la cavité buccale vers la cavité nasale lors de la déstructuration des aliments dans une bouche humaine. Un autre but de l'invention est de proposer une bouche artificielle permettant une collecte et une analyse simultanée de l'ensemble des molécules sapides, 20 odorantes et aromatiques responsables de la flaveur, c'est-à-dire une collecte et une analyse simultanée des fractions liquides et gazeuses du bol de mastication. DESCRIPTIF DE L'INVENTION A cet effet, la présente invention concerne une bouche artificielle pour l'étude des phénomènes physico-chimiques et/ou biologiques intervenant lors de la 25 mise en bouche de matrices alimentaires et particulièrement lors de la mastication de matrices alimentaires solides, notamment l'étude des composés volatils, ladite bouche comprenant une enceinte, de préférence à parois thermostatées, fermée hermétiquement par un couvercle, dans laquelle sont disposés deux plateaux sensiblement parallèles, animés de mouvements relatifs l'un par rapport à l'autre, aptes à reproduire les mouvements masticatoires de déstructuration des matrices alimentaires disposées entre ces derniers : d'une part un plateau inférieur destiné à supporter lesdites matrices alimentaires à étudier, et d'autre part un plateau supérieur disposé au-dessus du plateau inférieur et dont la face en vis-à-vis du plateau inférieur est équipée d'une pluralité de rangées de dents, ledit plateau supérieur et la tige à laquelle il est solidarisé constituant un piston animé d'un mouvement alternatif vertical et/ou rotatif, et ledit plateau inférieur étant éventuellement animé d'un mouvement io rotatif apte à mimer le repositionnement de la matrice alimentaire par la langue sous les dents, ladite enceinte étant en outre équipée d'une entrée de gaz, et d'un orifice de sortie de gaz ménagé dans ou à proximité du couvercle, un flux gazeux étant apte à entraîner les composés volatils, libérés lors de la déstructuration de la matrice alimentaire entre les deux plateaux, vers ledit 15 orifice de sortie, en vue de permettre l'analyse en sortie desdits composés volatils, et équipée d'un dispositif d'introduction d'une solution salivaire sur la matrice alimentaire à déstructurer et d'un dispositif de collecte de la solution salivaire après contact avec ladite matrice alimentaire, ladite bouche artificielle étant caractérisée en ce que le dispositif de collecte de la solution salivaire est 20 couplé au dispositif de circulation de flux gazeux dans ladite enceinte. Ainsi la bouche artificielle selon l'invention peut reproduire et rendre compte à la fois des phénomènes ayant lieu d'une part selon la voie ortho-nasale lors de la respiration, et d'autre part selon la voie rétro-nasale lors de la déglutition par entraînement simultané des molécules volatiles et/ou solubles dans la solution 25 salivaire. Ces deux mécanismes physiologiques responsables notamment de la perception olfactive de la matrice alimentaire peuvent ainsi être mimés et étudiés. Dans la présente demande, on entend par matrice alimentaire bien entendu tout type d'aliments, mais aussi tous les composés pouvant être mis en bouche 30 tels que les friandises, les médicaments sous forme liquide, pâteuse, solide ou en suspension dans un liquide, ainsi que les composés d'hygiène ou à visée cosmétique tels que les solutions pour bains de bouche ou les pâtes dentifrices. Les essais spécifiques avec des médicaments peuvent ainsi permettre d'étudier la libération des molécules actives d'un médicament dans la salive. De manière avantageuse, l'enceinte est équipée d'une entrée et d'une sortie de 5 flux gazeux en partie supérieure, et d'une entrée et d'une sortie de flux gazeux en partie inférieure, permettant au flux gazeux de circuler alternativement d'une part selon un flux ascendant en entraînant les composés volatils libérés lors de la déstructuration de la matrice alimentaire, et d'autre part selon un flux descendant dans ladite enceinte en entraînant au moins une partie de la io solution salivaire après contact avec ladite matrice alimentaire. Ce flux gazeux est de préférence un flux séquentiel, reproduisant la respiration et la déglutition lors de la mastication. De préférence, le flux gazeux peut être choisi parmi l'ensemble des gaz inertes (argon, hélium ou azote), l'air ou ses constituants et est avantageusement de 15 l'air pour reproduire l'environnement de la mastication in vivo. Le flux de gaz ascendant va ainsi mimer la respiration, en entraînant les molécules volatiles libérées au contact de la matrice alimentaire, et le flux descendant mimer la déglutition en entraînant la solution salivaire avec les molécules sapides (solubles dans la salive) et les molécules volatiles qui s'en 20 dégagent. A cet effet, la bouche artificielle selon l'invention est avantageusement équipée, en partie supérieure de l'enceinte d'au moins un dispositif d'introduction de solution salivaire sur la matrice alimentaire à déstructurer, et d'un dispositif de collecte de solution salivaire en partie inférieure de ladite enceinte. 25 Il est ainsi possible de faire varier les paramètres relatifs à la solution salivaire introduite (composition, pH, quantité, etc...). Le dispositif de collecte de la solution salivaire permet de prélever ladite solution, modifiée par la déstructuration de la matrice alimentaire, simultanément au prélèvement du flux gazeux qui a traversé ladite matrice alimentaire. Dans ce cas, le fond de l'enceinte peut avantageusement être de forme conique pour faciliter la collecte de ladite solution salivaire. La bouche artificielle peut aussi être équipée, au niveau des parois de l'enceinte, de préférence au-dessus du plateau inférieur, d'au moins un dispositif complémentaire d'introduction de solution salivaire sur ladite matrice alimentaire à déstructurer. Un tel dispositif complémentaire permet de faire varier avec une plus grande flexibilité les paramètres de solution salivaire imprégnant la matrice alimentaire. io De préférence, les dispositifs d'introduction de flux gazeux et/ou de solution(s) salivaire(s) comportent des moyens de régulation de température, particulièrement en vue de limiter les phénomènes de condensation dans les canalisations et sur les parois, et pour mimer les conditions de la respiration humaine. 15 De préférence, le plateau inférieur comprend un support en matériau poreux, tel qu'un matériau fritté, dont la multiplicité des pores autorise le passage de la solution salivaire au travers de ce dernier. Cette porosité du plateau inférieur autorise bien entendu également le passage du flux gazeux, ascendant ou descendant. 20 La surface du plateau inférieur est avantageusement rugueuse afin de faciliter la déstructuration de ladite matrice alimentaire. Cette surface rugueuse mimant la rugosité de la langue facilite "l'accroche" des aliments sur ce plateau inférieur, et donc leur déstructuration. Ce plateau inférieur peut, ou non, être animé d'un mouvement rotatif, de 25 préférence de sens contraire au mouvement rotatif du plateau supérieur portant les dents. Les essais réalisés ont montré qu'un tel mouvement rotatif n'était pas indispensable pour la déstructuration de la matrice alimentaire, mais permet une déstructuration plus rapide. La présence d'un plateau inférieur fixe supprime les problèmes d'étanchéité entre ledit plateau et les moyens d'actionnement. De manière avantageuse, l'entrée de gaz en partie inférieure de l'enceinte communique avec une chambre de répartition ménagée au-dessous du plateau inférieur, afin de permettre la répartition et la diffusion du flux gazeux ascendant au travers de ladite matrice alimentaire à déstructurer disposée sur ledit plateau inférieur, tout en empêchant la solution salivaire de s'écouler par la multiplicité des pores du plateau inférieur vers le dispositif de collecte. Le flux gazeux au sein de l'enceinte commande ainsi l'entraînement ou non de io la salive vers le dispositif de collecte de solution salivaire, par analogie avec la respiration qui empêche la déglutition lors de la mastication des aliments dans la bouche humaine. L'enceinte de la bouche artificielle peut avantageusement être connectée à un dispositif de gestion du ou des flux gazeux et du ou des flux de solution(s) 15 salivaire(s), dont un exemple de gestion sera présenté plus loin. De préférence, chaque orifice de sortie du flux gazeux est raccordé à au moins un dispositif d'échantillonnage et/ou d'analyse directe des composés volatils libérés lors de la déstructuration des aliments. De même, le dispositif de collecte de la solution salivaire est avantageusement 20 raccordé à au moins un dispositif d'échantillonnage et/ou d'analyse directe (des paramètres physico-chimiques et/ou biochimiques) des composés libérés dans la salive et/ou des modifications de la composition de la solution salivaire lors de la déstructuration de ladite matrice alimentaire. La présente invention concerne également des procédés d'analyse de la salive 25 et d'analyse des composés volatils, issus de la déstructuration en milieu salivaire d'une matrice alimentaire. Plus spécifiquement : - un procédé d'analyse de la salive lors de la déstructuration de matrice alimentaire, tels qu'aliments, médicaments, dentifrices, caractérisé en ce que la matrice alimentaire est imbibée d'au moins une solution salivaire et déstructurée dans une bouche artificielle telle que décrite ci-dessus, et traversée par un flux gazeux séquentiel permettant de collecter séquentiellement ladite solution salivaire lors de la déstructuration de la matrice alimentaire et de la diriger vers un réservoir ou vers un échantillonneur où elle peut être recueillie et analysée séquentiellement ou en continu. io -un procédé d'analyse des composés volatils libérés lors de la déstructuration de matrice alimentaire, tels qu'aliments, médicaments, dentifrices, caractérisé en ce que la matrice alimentaire est imbibée d'au moins une solution salivaire et déstructurée dans une bouche artificielle telle que décrite ci-dessus, et traversée par un flux gazeux séquentiel 15 ascendant ou descendant mimant respectivement la respiration et la déglutition, permettant de collecter séquentiellement lesdits composés volatils lors de la déstructuration de la matrice alimentaire et de les diriger vers un cône olfactif ou vers un échantillonneur où ces composés peuvent être recueillis et analysés séquentiellement ou en continu. 20 Ces analyses sont qualitatives et/ou quantitatives, elles permettent notamment d'analyser les fractions liquides et/ou gazeuses renfermant lesdits composés. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif et représenté sur les dessins ci-joints, dans lesquels : 25 Les figures 1 à 3 sont des schémas en coupe d'une bouche artificielle selon la présente invention, montrant différentes position du plateau supérieur : figure 1 en position relevée, figure 2 en position abaissée, au contact avec la matrice alimentaire, et figure 3 en position intermédiaire.

Les figures 4 à 6 sont des schémas illustrant la gestion du flux gazeux traversant l'enceinte de la bouche artificielle en amont et en aval de l'enceinte, selon trois modes principaux : -figure 4 : mode "respiration" -figure 5 : mode "déglutition" -figure 6 : mode sans circulation de flux gazeux dans l'enceinte.

EXEMPLES En se référant aux figures, la bouche artificielle selon la présente invention comporte une enceinte 1 constituée d'une enveloppe 2 cylindrique thermostatée (par exemple à une température voisine de 37°C reproduisant la 15 température du corps humain) fermée par un fond 7 et un couvercle 8. A l'intérieur de cette enceinte 1 sont placés l'un au-dessus de l'autre un plateau inférieur 5 et un plateau supérieur 4 sensiblement parallèles entre lesquels est placée la matrice alimentaire 6 à étudier, tel qu'un aliment solide, par exemple des morceaux de pomme. 20 Le plateau inférieur 5 est ici fixe, mais pourrait être animé de mouvements continus ou alternatifs en rotation autour de l'axe vertical 10 pour mimer le positionnement de la langue. Ce plateau inférieur est ici un disque en matériau métallique fritté, laissant passer les liquides et les gaz de manière sélective. Le plateau supérieur 4 présente sur sa face inférieure tournée vers le plateau 25 inférieur 5 des rangées de dents 11, de forme similaire à des dents humaines ou animales, destinées à déstructurer et broyer la matrice alimentaire 6 lorsque celles-ci entrent en contact avec ladite matrice. Ce plateau supérieur 4 et la tige 12 qui lui est associée constituent un piston se déplaçant verticalement, actionné par un vérin mu par un moteur (non 30 représentés). Ce vérin permet d'imprimer au plateau supérieur 4 des 3007 1 8 1 10 mouvements d'aller-retour selon une vitesse prédéfinie. Ces mouvements d'aller-retour ont une amplitude sensiblement constante mais le moteur permet une descente progressive dudit plateau 4, notamment en fonction de la hauteur ou épaisseur des aliments à déstructurer, de leur consistance (plus ou moins 5 dure) et de la progression de leur déstructuration. A cet effet, des mesures de résistance mécanique, via les forces appliquées au plateau supérieur 4 peuvent être effectuées, afin notamment de moduler les mouvements dudit plateau, en particulier en temps réel, mimant la mastication dans une bouche humaine. La tige 12 formant piston comporte une partie cylindrique axiale creuse 13, io débouchant à son extrémité inférieure, dans une chambre de répartition 14 de liquide se terminant par une multiplicité de canaux 15 ménagés entre les dents 11 du plateau supérieur et servant à l'introduction de solution salivaire destinée à imbiber la matrice alimentaire 6. Le plateau supérieur 4 est également équipé d'un dispositif portant des moyens de dégagement 16, (par exemple sous la forme d'un « peigne ») retenu par des ressorts 17 à la face supérieure du plateau supérieur, aptes à libérer des morceaux d'aliments qui resteraient coincés entre les dents 11 du dit plateau supérieur 5. Les moyens de dégagement 16 font saillie des dents 11 lorsque le plateau supérieur 4 est en position haute, comme visible sur la figure 1, pour repousser vers le bas lesdits morceaux. Les moyens de dégagement peuvent être perforés pour ne pas entraver la circulation des flux gazeux. L'enceinte 1 de la bouche artificielle selon l'invention comprend un couvercle 8, traversé en partie centrale par la tige 12, et un fond 7 rigides assemblés aux parois latérales et entre lesquels sont interposés des joints périphériques 9 25 d'étanchéité. L'enceinte est fermée hermétiquement. Les parois de l'enveloppe 2 cylindrique, le fond 7 et le couvercle 8 peuvent être en matériau rigide transparent en vue de suivre visuellement ou optiquement le processus de déstructuration de la matrice alimentaire 6. Un dispositif d'enregistrement vidéo en continu ou discontinu peut également être mis en place à l'intérieur de l'enceinte pour suivre visuellement l'état de déstructuration lorsque les parois de l'enceinte sont opaques (par exemple en inox). La paroi inférieure du fond 7 de l'enceinte 1 est de forme générale conique afin de pouvoir collecter la solution salivaire s'écoulant du plateau inférieur 5 poreux via un orifice 18 de sortie ménagé dans la partie inférieure de ce cône, jusqu'à un réservoir 19 (partiellement schématisé sur les figures 1 à 3) ou un dispositif de collecte d'échantillons. Le réservoir 19 peut être en parois transparentes en vue d'une mesure optique directe du liquide, mesure qui peut être effectuée en continu si nécessaire. io L'enceinte est également reliée à un circuit de gaz qui peut pénétrer dans ladite enceinte 1 par un orifice d'entrée de gaz supérieur 20, ménagé dans le couvercle 8, ou par un orifice d'entrée de gaz inférieur 30, communiquant avec l'orifice 18 ménagé dans le fond 7, et sortir de l'enceinte par un orifice de sortie de gaz supérieur 21, ménagé dans le couvercle 8, ou par un orifice de sortie de 15 gaz inférieur 31, communiquant avec l'orifice 18 ménagé dans le fond 7. Le flux gazeux entrant par l'orifice 18 ménagé dans le fond 7 de l'enceinte est conduit dans une chambre de répartition 32 ménagée sous le plateau inférieur 5 poreux, de manière à faire passer le flux de gaz ascendant au travers dudit plateau en retenant sur celui-ci la fraction liquide et à amener ledit flux gazeux 20 au contact de la matrice alimentaire 6 à étudier. Ce flux gazeux ascendant s'échappant en partie supérieure de l'enceinte permet de recueillir le flux gazeux de l'espace de tête de l'enceinte, et de collecter ainsi les composés volatils issus de la déstructuration des aliments broyés dans ladite enceinte, correspondant au mode « respiration » de la bouche humaine. 25 Un flux gazeux descendant, entrant par l'orifice d'entrée supérieur 20 ménagé dans le couvercle 8 est dirigé vers la matrice alimentaire qu'il traverse en entraînant la fraction liquide (formée de la solution salivaire et des molécules et liquides issus de la matrice en cours de déstructuration) au travers du plateau inférieur 5 poreux, jusqu'à l'orifice 18. Les fractions gazeuse et liquide, recueillies ensemble dans le fond 7 conique de l'enceinte, sont ensuite séparées dans une chambre de séparation 29 gaz/liquide, la fraction liquide étant collectée dans le réservoir 19, et le gaz conduit vers la sortie 31. Les flux gazeux ascendant ou descendant peuvent être un gaz neutre ou 5 encore de l'air, ou l'un de ses constituants (oxygène ou azote). Le flux gazeux peut être réglable en fonction de la viscosité de la fraction liquide (solution salivaire + liquides éventuels issus de l'écrasement ou de la déstructuration) de la matrice alimentaire, en vue de permettre le passage de ladite fraction liquide au travers du plateau inférieur 5 poreux. io Outre la régulation de la température de l'enceinte 1, il est avantageux de réguler également les températures des flux gazeux entrant et sortant de ladite l'enceinte : par exemple les flux entrant peuvent être mis à température ambiante (mimant l'air inspiré dans la bouche humaine) et les flux gazeux, après leur sortie de l'enceinte, peuvent être portés à une température 15 supérieure à 37°C, en vue notamment d'éviter les condensations dans les conduites vers leur analyse. La solution salivaire peut, elle aussi, être préchauffée à 37°C environ avant son introduction dans l'enceinte. Un exemple de gestion des flux gazeux ascendant et descendant va être présenté ci-après en relation avec les schémas des figures 4, 5 et 6. Les 20 schémas comportent quatre parties principales : - une partie d'admission et de mélange 35 des gaz - une partie d'utilisation 36 du flux gazeux dans l'enceinte 1 - une partie de collecte et d'analyse 37 du flux gazeux - et une partie échappement 38 du flux gazeux du circuit. 25 Dans la partie admission 35, des alimentations en gaz comprimé (air, azote ou oxygène) sont dirigés via des vannes 39 (39A pour l'air, 39B pour l'azote, 39C pour l'oxygène) vers la zone de mélange 40. Un régulateur de débit dynamique 41 est disposé en amont des vannes 42A et 42B d'entrée du flux gazeux dans l'enceinte 1. L'entrée par la vanne 42A correspond à un flux descendant, l'entrée par la vanne 42B correspond à un flux ascendant au sein de l'enceinte 1, les sorties du flux gazeux s'effectuant via les vannes de sortie 43A et 43B. Le flux gazeux est ensuite dirigé, selon la nature des analyses à effectuer, vers une zone d'échantillonnage en vue d'analyser soit le flux correspondant à la voie ortho-nasale 44 ou via la voie rétro-nasale 45. Une conduite 48 est prévue lorsqu'aucune analyse n'est souhaitée. En fin de circuit, le flux gazeux peut s'échapper librement par la voie 46 ou être dirigé vers une pompe à vide 47. io Selon le circuit gazeux schématisé sur la figure 4 en pointillé, un mélange d'azote et d'oxygène est admis par les vannes 39B et 39C respectivement et mélangé dans la chambre de mélange 40. Il pénètre ensuite via la vanne 42B en partie inférieure de l'enceinte 1 et ressort de celle-ci via la vanne 43A en vue d'être analysé selon la voie 44. Ce mode correspond au mode "respiration" dans 15 lequel le gaz circule de bas en haut en retenant la fraction liquide sur le plateau inférieur 5. Il s'échappe enfin librement via la voie 46 en fin de circuit. Selon le mode « déglutition » schématisé sur la figure 5, un même mélange d'azote et d'oxygène que dans le circuit de la figure 4 entre dans l'enceinte lvia la vanne 42A en partie supérieure, traverse l'enceinte et la matrice alimentaire 20 6, pour ressortir en partie inférieure via la vanne 43B. Ce mode de circulation correspond au mode déglutition, le gaz descendant traversant la matrice alimentaire et entraînant également en partie inférieure la fraction liquide. Le flux gazeux, séparé de la fraction liquide, est alors analysé au niveau de la voie "rétro-nasale" 44. L'échappement final du flux gazeux est effectué par 25 l'intermédiaire de la pompe à vide 47. Enfin, selon le schéma de la figure 6, est prévue une séquence où l'air continue à circuler dans la chambre de mélange 40 et le régulateur de débit 41 sans traverser l'enceinte 1 de la bouche artificielle. Une telle circulation de gaz peut être prévue dans le cas d'une purge ou d'un "nettoyage" des conduites par un 30 flux gazeux inerte et/ou à haute température (par exemple jusqu'à 200°C).

Une telle gestion des flux permet le passage, à l''intérieur de l'enceinte, d'un flux gazeux séquentiel. La succession des séquences peut être, par exemple : - séquence 1 : flux ascendant (mimant la respiration) - séquence 2 : flux ascendant (mimant la respiration) 5 - séquence 3 : flux descendant (mimant la déglutition) - séquence 4 : aucun passage de gaz dans l'enceinte, - séquence 5 : flux ascendant (mimant la respiration) - séquence 6 : flux ascendant (mimant la respiration) - séquence 7 : flux descendant (mimant la déglutition), etc.... io les séquences pouvant être de durées différentes les unes des autres, et la composition des flux gazeux entrant pouvant être variée selon le choix de l'opérateur. La bouche artificielle selon la présente invention permet ainsi d'étudier simultanément différents paramètres lors de la déstructuration d'une matrice 15 alimentaire, notamment : -composés volatils libérés dans la phase respiration (voie ortho-nasale) -composés sapides et volatils dans la phase déglutition (voie rétro-nasale), séparément des composés libérés dans la phase respiration, - forces mécaniques appliquées sur la matrice et/ou forces développées par 20 la matrice -l'état de déstructuration de la matrice au cours de la simulation de mastication, par observation ou enregistrement visuel continu ou discontinu L'une ou l'autre des sorties du flux gazeux peut en variante ou en parallèle être raccordée à un ou plusieurs cônes olfactifs mettant en oeuvre un ou plusieurs nez humain : ce mode de réalisation présente notamment l'avantage de s'affranchir de la variabilité inter-individuelle au niveau de l'ensemble des s facteurs qui interviennent lors de la dégustation d'un aliment (physiologie buccale, fréquence de mastication, composition de la salive, fréquence respiratoire...). Les modifications physico-chimiques de la matrice alimentaire qui ont lieu lors de sa mastication sont ainsi contrôlables, ce qui facilite leur compréhension. Le mélange des composés volatils atteignant les récepteurs io olfactifs des individus en sortie de bouche artificielle peut donc être identique pour chacun des individus placés en sortie. Le procédé couplant bouche artificielle-individu permet alors de dissocier particulièrement les facteurs cognitifs humains, résultant de la perception des composés volatils, des facteurs physico-chimiques qui se produisent au niveau de l'aliment mis en bouche et 15 qui influent sur la libération des composés volatils qu'il contient.

Claims (14)

1. REVENDICATIONS1. Bouche artificielle pour l'étude des phénomènes physico-chimiques et/ou biologiques intervenant lors de la mise en bouche de matrices alimentaires et particulièrement lors de la mastication de matrices alimentaires solides, notamment l'étude des composés volatils, ladite bouche comprenant une enceinte (1), de préférence à parois thermostatées, fermée hermétiquement par un couvercle (8), dans laquelle sont disposés deux plateaux (4, 5) sensiblement parallèles, animés de mouvements relatifs l'un par rapport à l'autre, aptes à reproduire les mouvements masticatoires de déstructuration des io matrices alimentaires (6) disposées entre ces derniers : d'une part un plateau inférieur (5) destiné à supporter lesdites matrices alimentaires à étudier, et d'autre part un plateau supérieur (4) disposé au-dessus du plateau inférieur et dont la face en vis-à-vis du plateau inférieur est équipée d'une pluralité de rangées de dents (11), ledit plateau supérieur (4) et la tige (12) à laquelle il est 15 solidarisé constituant un piston animé d'un mouvement alternatif vertical et/ou rotatif, et ledit plateau inférieur (5) étant éventuellement animé d'un mouvement rotatif apte à mimer le repositionnement de la matrice alimentaire par la langue sous les dents, ladite enceinte étant en outre équipée d'une entrée de gaz, et d'un orifice de sortie de gaz ménagé dans ou à proximité du 20 couvercle, un flux gazeux étant apte à entraîner les composés volatils, libérés lors de la déstructuration de la matrice alimentaire entre les deux plateaux, vers ledit orifice de sortie, en vue de permettre l'analyse en sortie desdits composés volatils, et équipée d'un dispositif d'introduction d'une solution salivaire sur la matrice alimentaire à déstructurer et d'un dispositif de collecte de la solution 25 salivaire après contact avec ladite matrice alimentaire, caractérisée en ce que le dispositif de collecte de la solution salivaire est couplé au dispositif de circulation de flux gazeux dans ladite enceinte.
2. 2. Bouche artificielle selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'enceinte (1) est équipée d'une entrée (20) et d'une sortie (21) de flux gazeux en partie 30 supérieure, et d'une entrée (30) et d'une sortie (31) de flux gazeux en partieinférieure, permettant au flux gazeux de circuler alternativement d'une part selon un flux ascendant en entraînant les composés volatils libérés lors de la déstructuration de la matrice alimentaire (6), et d'autre part selon un flux descendant dans ladite enceinte en entraînant au moins une partie de la solution salivaire après contact avec ladite matrice alimentaire.
3. 3. Bouche artificielle selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle est équipée, en partie supérieure de l'enceinte d'au moins un dispositif d'introduction de solution salivaire sur la matrice alimentaire à déstructurer, et d'un dispositif de collecte de solution salivaire en partie inférieure de ladite io enceinte.
4. 4. Bouche artificielle selon la revendication 3, caractérisée en ce que le plateau inférieur (5) comprend un support en matériau poreux, tel qu'un matériau fritté, dont la multiplicité des pores autorise le passage de la solution salivaire au travers de ce dernier. 15
5. 5. Bouche artificielle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la surface du plateau inférieur (5) est rugueuse afin de faciliter la déstructuration de ladite matrice alimentaire.
6. 6. Bouche artificielle selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que l'entrée (30) de gaz en partie inférieure de l'enceinte 20 communique avec une chambre de répartition (32) ménagée au-dessous du plateau inférieur (5), afin de permettre la répartition et la diffusion du flux gazeux ascendant au travers de ladite matrice alimentaire à déstructurer disposée sur ledit plateau inférieur, tout en empêchant la solution salivaire de s'écouler par la multiplicité des pores du plateau inférieur (5) vers le dispositif 25 de collecte.
7. 7. Bouche artificielle selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que chaque orifice de sortie du flux gazeux est raccordé à au moins un dispositif d'échantillonnage et/ou d'analyse directe des composés volatils libérés lors de la déstructuration des aliments.
8. 8. Bouche artificielle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif de collecte de la solution salivaire est raccordé à au moins un dispositif d'échantillonnage et/ou d'analyse directe (des paramètres physico-chimiques et/ou biochimiques) des composés libérés dans la salive et/ou des modifications de la composition de la solution salivaire lors de la déstructuration de ladite matrice alimentaire.
9. 9. Bouche artificielle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est équipée, au niveau des parois de l'enceinte, au-dessus du plateau inférieur, d'au moins un dispositif complémentaire io d'introduction de solution salivaire sur ladite matrice alimentaire à déstructurer.
10. 10. Bouche artificielle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les dispositifs d'introduction de flux gazeux et/ou de solution(s) salivaire(s) comportent des moyens de régulation de température.
11. 11. Bouche artificielle selon l'une quelconque des revendications précédentes, 15 caractérisée en ce que le flux gazeux est un flux séquentiel, reproduisant la respiration et la déglutition lors de la mastication.
12. 12. Bouche artificielle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'enceinte (1) est connectée à un dispositif de gestion du ou des flux gazeux et du ou des flux de solution(s) salivaire(s). 20
13. 13. Procédé d'analyse de la salive lors de la déstructuration de matrice alimentaire, tels qu'aliments, médicaments, dentifrices, caractérisé en ce que la matrice alimentaire est imbibée d'au moins une solution salivaire et déstructurée dans une bouche artificielle conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, et traversée par un flux gazeux séquentiel 25 permettant de collecter séquentiellement ladite solution salivaire lors de la déstructuration de la matrice alimentaire et de la diriger vers un réservoir ou vers un échantillonneur où elle peut être recueillie et analysée séquentiellement ou en continu.
14. 14. Procédé d'analyse des composés volatils libérés lors de la déstructuration de matrice alimentaire, tels qu'aliments, médicaments, dentifrices, caractérisé en ce que la matrice alimentaire est imbibée d'au moins une solution salivaire et déstructurée dans une bouche artificielle conforme à l'une quelconque des 5 revendications 1 à 12, et traversée par un flux gazeux séquentiel ascendant ou descendant mimant respectivement la respiration et la déglutition, permettant de collecter séquentiellement lesdits composés volatils lors de la déstructuration de la matrice alimentaire et de les diriger vers un cône olfactif ou vers un échantillonneur où ces composés peuvent être recueillis et analysés 10 séquentiellement ou en continu.