Détermination des coefficients de partage vapeur-liquide et d'activité de composés d'arôme à partir de leurs caractéristiques physico-chimiques

¹ Laboratoire de biologie physico-chimique, ENSBANA, campus universitaire, F21000 Dijon, France.
² Laboratoire de chimie analytique I, université Claude-Bernard (Lyon I), 69622 Villeurbanne Cedex, France.

Résumé

Les coefficients de partage vapeur-liquide et les coefficients d'activité de 6 composés d'arôme ont été déterminés par mesure headspace. Pour les composés très peu solubles dans l'eau, les valeurs expérimentales sont proches des valeurs calculées à partir des pressions de vapeur saturante et des solubilités. Pour les autres composés, l'écart entre les deux valeurs varie entre 23 et 60 %.

L'estimation des coefficients d'activité par les modèles de Pierotti et UNIFAC donnent des résultats acceptables qui s'écartent de 27 % en moyenne des valeurs expérimentales.

Abstract

The flavour of foodstuffs comes from the presence of numerous organic compounds with various volatilities. However, few physico-chemical data are available in the literature in relation to these compounds. The object of this study was to determine the most important physico-chemical characteristics to select separation processes.

The vapour-liquid partition coefficients and the activity coefficients of six aroma (4 esters, 1 alcohol and 1 heterocycle) have been measured with the headspace technique coupled with gas chromatography analysis. Moreover, these coefficients have been computed with other physicochemical data such as saturated vapour pressure and water solubilities. Activity coefficients have been estimated using thermodynamical models based either on the molecular structures of the components (Pierotti's method) or on the group contributions (UNIFAC).

For aroma compounds with low water solubility, calculated partition coefficients are close to the experimental values. However, when solubilities are greater, the deviation varies from 23 to 60 %.

The estimations of activity coefficients give acceptable results with the mean deviation between experimental and estimated values being about 27 %.