Le parcours d'un scientifique sans faute de goût

Défi

Améliorer le processus de fermentation complexe nécessaire au développement de produits pour le secteur des arômes et parfums et d'ingrédients naturels pour les industries alimentaire et cosmétique.

Solution

Utiliser les plans d'expériences de JMP® Pro pour développer un système qui enregistre les résultats dans une chaîne complexe afin d'identifier les ruptures et défauts potentiels et d'en tenir compte pour de futures formulations.

Résultats

Un processus de fermentation efficace et fiable permet à Symrise d'écourter le cycle de développement des produits et de commercialiser plus rapidement de nouveaux arômes et parfums.

Le monde des odeurs et des goûts représente une part immense et invisible de la vie moderne. À l’échelle mondiale, les consommateurs interagissent avec les saveurs et les parfums entre 20 et 30 fois par jour, depuis la menthe familière du dentifrice le matin jusqu’à une boisson gazeuse préférée dans la salle de pause, en passant par la nourriture pour animaux au goût de poulet et de riz dans le bol du chien le soir. À mesure que les perceptions gustatives évoluent, la course est lancée pour développer de nouveaux profils de saveurs de produits plus sophistiqués, associés à des avantages supplémentaires pour le consommateur.

Depuis 1874, Symrise AG, basée à Holzminden en Allemagne, fabrique du goût et de l'odeur. Les fondateurs originaux de Haarman & Reimer (plus tard Symrise après une fusion avec Dragoco en 2003), ont été les premiers à découvrir un moyen de synthétiser l'arôme aromatique vanilline. En 1973, ils furent les premiers à développer et à fabriquer un menthol synthétique. Aujourd’hui, Symrise détient 11 % du marché mondial du goût et de l’odorat, ses créations apparaissant dans plus de 30 000 produits et plus de 100 pays.

Depuis les débuts de la vanilline et du menthol, beaucoup de choses ont changé. Il existe une pression constante pour continuer à innover, non seulement en créant de nouvelles saveurs et odeurs, mais aussi en perfectionnant les formules pour rendre les produits plus durables. Les produits Symrise commencent leur vie à partir d’une palette de 10 000 matières premières dans une gamme de formulations en constante évolution. En 2017, l’entreprise a déposé 42 nouvelles demandes de brevet et investi 196 millions d’euros en recherche et développement.

Donner du goût à la vie

Le développement de parfums et d’arômes peut être difficile en raison de la nature complexe du processus de fabrication. Pour chaque produit, il peut y avoir plusieurs ingrédients naturels avec une pléthore de variables agissant toutes ensemble – et interagissant – à tout moment. De plus, chaque ingrédient et produit résultant devront être testés et mesurés pour leur efficacité, leur sécurité et d’autres facteurs.

Les développeurs de produits utilisent souvent une approche de conception d’expériences pour tester les produits et découvrir correctement comment les facteurs affectent conjointement les réponses. « Lors de la fermentation, plusieurs sondes et mesures différentes sont effectuées en ligne et en continu au fil du temps, ce qui est important, car [le processus] reflète plus ou moins le comportement de l'organisme en interaction avec son environnement », explique Egon Gross, maître technologue chez Symrise. « C'est une question compliquée, car une certaine application de saveurs ou une combinaison de saveurs appliquée à différents supports peut évoluer [différemment] au fil du temps. »

Dans un monde de création constante, il est important que de nouveaux parfums et saveurs soient développés et testés rapidement pour garantir qu'ils atteignent rapidement le marché. Il est tout aussi important que les expériences soient facilement reproductibles, tant en termes d’échelle que de formulation. En utilisant une approche de conception d’expériences, Gross et son équipe peuvent facilement modifier et retravailler les formules, en reproduisant ce qui est bon et en changeant ce qui doit évoluer.

Un logiciel d'exception pour les plans d'expériences

Les plans d'expérience constituent un moyen pratique d'explorer l'éventail des possibilités à plusieurs facteurs. Pour Gross, JMP® était le seul logiciel offrant les solutions statistiques et les outils de visualisation adaptés aux exigences de cette méthode. « Même si vous utilisez la conception d’expériences et que vous vous en tenez à tous les paramètres, la chaîne peut parfois être rompue », dit-il. « Cela peut être dû à un manque d’intentionnalité ou même parce que, par exemple, quelque chose se passe mal au cours de l’analyse des échantillons. » Un logiciel comme JMP, qui présente tous les outils imaginables pour les DOE – et excelle dans la création de visualisations interactives – est une exigence dans ce domaine, déclare Gross.

La capacité de manipuler des visuels en temps réel est particulièrement importante dans le travail de formulation où les ingrédients doivent être modifiés à très petite échelle. La fonctionnalité DOE de JMP permet à Gross de visualiser l'espace de conception. « Si j'augmente la concentration d'un ingrédient, je devrai diminuer les autres », dit-il. « Si vous le mesurez du point de vue du développement, vous êtes parfois en mesure d’éliminer la nature déroutante des composants d’une formulation – vous pouvez augmenter ou diminuer les ingrédients indépendamment. J'ai tendance à regarder [mes ingrédients] indépendamment, en ayant des avantages différents ; en travaillant dans un modèle, en changeant le nombre d'expériences.

« Avec JMP, vous pouvez examiner les mêmes variables, non seulement en tant que catégorie, mais également en tant que variable continue. Vous avez une vue complète de l'espace de conception disponible. Cela signifie encore moins de travail.

Un autre avantage de cette approche est la flexibilité de pouvoir manipuler les paramètres et de réagir aux résultats qui divergent des attentes. « Il n’est parfois pas possible d’utiliser tous les paramètres que vous pensiez nécessaires dans une expérience », explique Gross. « Mais le résultat pourrait néanmoins être précieux. Je ne jette pas ces expériences ; je récupère simplement les informations sur ce qui s'est mal passé et je regarde les courbes dans JMP. Si quelque chose ne va pas [dans le processus de production], je dois me demander si cela affecte le résultat. Il est essentiel de savoir quand tracer une ligne et passer à autre chose.

Des cycles de production plus courts grâce aux gains d'efficacité

Pour Symrise, affirme Gross, JMP a été une sorte de révélation. Le logiciel, dit-il, permet aux experts en recherche et développement de prendre des décisions basées sur des données qui n’auraient peut-être pas été possibles autrement. Cette efficacité a aidé l’entreprise à optimiser la production globale en extrayant des informations plus impactantes des données en beaucoup moins de temps. JMP est un outil incontournable pour observer ce qui se passe au sein des données. Nous pouvons tirer des enseignements des données d'ores et déjà disponibles afin de visualiser des résultats fiables en théorie comme en pratique.

Grâce à JMP, Gross et son équipe sont en mesure de raccourcir le cycle de développement des produits, d'arriver plus tôt à la bonne formulation de produit et de mettre les produits finalisés sur le marché plus rapidement. De plus, le temps gagné a permis à son équipe d’élargir ses projets et la portée de son travail. « La productivité du département a augmenté alors que les effectifs sont restés constants », dit-il.

Aller plus loin avec JMP®

Après avoir effectué la mise à niveau vers JMP Pro, Gross déclare avoir découvert un tout nouveau potentiel dans des fonctionnalités telles que Functional Data Explorer. « J’ai ce genre de données spectrales : il y a des courbes contenant des informations significatives, mais vous devez trouver ces informations avant de pouvoir les utiliser. Je peux accélérer les temps d’analyse, les processus et les temps de développement [maintenant grâce à JMP Pro]. Mon plan est d’approfondir bientôt le Functional Data Explorer pour l’utiliser réellement comme une source d’informations supplémentaire afin de déterminer quelle direction est la meilleure pour continuer à explorer. »

JMP est devenu un élément tellement essentiel du travail de Gross qu'il a joué un rôle déterminant dans le déploiement de formations afin que d'autres scientifiques de l'entreprise puissent en profiter pleinement. « J'étais seulement la deuxième personne chez Symrise à utiliser JMP, mais maintenant je connais clairement ses avantages. « C'est pourquoi j'essaie de pousser JMP plus loin au sein de l'entreprise », dit-il. « C'est vraiment agréable de voir comment d'autres abordent les problèmes, même les problèmes dans d'autres domaines d'intérêt, avec plus ou moins la même stratégie d'optimisation : réduire le délai de mise sur le marché ou augmenter la vitesse des expériences. Et c'est vraiment inspirant de voir que l'on peut toujours aller plus loin dans JMP. »