101_Additifs alimentaires FINALISE

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ROLE DES ADDITIFS DANS LE MAINTIEN OU

L’AMELIORATION DES QUALITES NUTRITIONNELLES,

ORGANOLEPTIQUES ET HYGIENIQUES DES ALIMENTS

Annick Masson

Responsable du LSTA

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* Haute qualité

* Stabilité des qualités

* Durabilité maximale

* Diversité produits

* Constance dans la variété

* Prix • •

Méfiance Additif

Produits “Naturels”

AMBIGUITE

Critères physiologiques, psycho-sensoriels

et temporels :

* Forme, Santé, Minceur

* Fraîcheur

* Rapidité préparation • •

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Industrie alimentaire doit répondre aux :

* Besoins consommateurs

* Besoins du marché

( production industrialisation)

Amélioration – Innovation des

procédés technologiques

+

Additifs

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ADDITIF

- Substance volontairement ajoutée à un aliment

- processus de fabrication

de traitement

de conditionnement

de stockage

- But technologique

- Ayant ou non une valeur nutritive

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Additif (ou ses dérivés)

subsiste dans le produit fini

Additif ≠ auxiliaire technologique

≠ ingrédient

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L’auxiliaire technologique

Substance employée dans un but technologique

Rôle non permanent Ne subsiste pas dans

l’aliment (sauf traces)

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Législation

- Période transitoire

L. Nationale L. Européenne

- E X Y Z où X est la catégorie de l’additif (rôle principal)

N° Additif

Europe

Législation traite de :

* Procédure d’inscription (liste d’additifs)

* Commerce et étiquetage

* Annexes :

- Catégories d’additifs

- Critères généraux pour l’utilisation des additifs

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Dose Journalière Admissible (DJA)

Additifs

DJA = Dose Journalière Admissible

= mg/kg poids corporel et par 24 heures

Admissible tous les jours pendant une vie entière, sans risque

significatif pour la santé

Etudes toxicologiques (animaux)

+

Facteur de sécurité (100 – 200)

Dose admissible dose toxique

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Méthode Budgétaire Danoise (MSD)

DJA Nouveau produits alimentaires Evolution habitudes de consommation

Estimation de la consommation future ?

Risque > DJA ?

But : rendre DA acceptables

contenu additifs DJA

Contrôle du budget de la DJA

Besoins physiologiques universels

Variant fonction âge, travail, T°, …

Etudes Food and Nutrition Board (USA)

Consommation maximale pour enfants et adultes : 100 ml et 100 kCal/kg poids corporel en 24 heures

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Conclusion :

DJA pas dépassée si :

100 ml boissons et 100 kCal d’aliments n’apportent pas plus

que la DJA de l’additif concerné

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Good Manufacturing Pratice (GMP)

Règlement strict (FDA)

Procédés fabricationHygièneStockageDistributionContrôle

Législation concept utiliséEgalement Europe et autres pays

Suisse – Grande Bretagne

Législation “Edulcorants“ réglée par GMP

Concept DJA non appliqué

Pas de dose maximale d’utilisation

“Confiance“

Forte dose trop sucré

Invendable

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Catégories d’additifs

Colorant Edulcorant

Conservateur Poudre à lever

Anti-oxydant Anti-moussant

Emulsifiant Agent d’enrobage

Sel de fonte Agent de traitement de la farine

Epaississant Affermissant

Gélifiant Humectant

Stabilisant Séquestrant

Exhausteur de goût Enzyme

Acidifiant Agent de charge

Correcteur d’acidité Gaz propulseur et gaz d’emballage

Anti-agglomérant Divers

Amidon modifié

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A. Agents conservateurs

- Anti-enzymatiques

- Anti-microbiens

- Anti-oxydants

But Limiter altérations

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B. Améliorants Sensoriels

Texture Saveur Odeur

- Colorants: législation à part de celle des additifs

- Arômes: législation à part de celle des additifs

- Exhausteurs de goût

- Agents de texture

But Augmenter, améliorer les caractéristiques organoleptiques

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Remarques :

- Traitements combinés : thermiques + chimiques

- Fonctionnalité double ou triple de certains additifs

- Synergie de propriétés des additifs

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AGENTS CONSERVATEURS

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ALTERATIONS ET ADDITIFS

1. OXYDATION

* AG Insaturés

- Oxygène - Chaleur Initiation catalysée - Lumière - Certains métaux

Radicaux libres (R. )

Propagation

Hydroperoxydes

Polymères Acides, Alcools Aldéhydes et Cétones volatils

( PM odeur rance)

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* Vitamine à (Axérophtol)

Vitamine E (Tocophérol) Oxydation

Pigments caroténoïdes

Conclusion : * Odeurs désagréables

* valeur nutritionnelle (AG essentiels, vitamines, …)

* coloration

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Antioxydants type I :

Composés phénoliques: AH

1) AH + R. A. + RH

radical libre lipidique

Cède radical H.

2) A. + A. Produits non radicalaires

A. pas de réaction avec lipides

radicaux libres

vitesse d’oxydation

OH

R2

R4

R3

R1

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* AH au début de l’oxydation ok

si oxydation avancée pas d’effet de AH

* AH antioxydant

pro-oxydant

AH + ROOH RO. + A. + H2O

* Conservation jusqu’à épuisement de l’AH

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Antioxydants type I :

- Gallate de propyle

- Butylhydroxyanisol (BHA)

- Butylhydroxytoluène (BHT)

- Tocophérols (AH naturels des huiles végétales)

NB : Fumage (fumée de bois)

Plantes aromatiques (Romarin)

Composés phénoliques (AH)

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Antioxydants type II :

Empêchent ou diminuent la formation radicaux libres

(phase initiation)

Principalement en complexant métaux de transition (Cu, Fe, …)

Catalyseurs d’oxydation

Exemples :

- Acide citrique (sels, esters)

- Acide tartrique (sels, esters)

- Lactate de Na, K, Ca

- Orthophosphate de Na, K, Ca

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Antioxydants type III :

Procédés de protection

Mise en œuvre de conditions physiques convenablement choisies

Exemple :

- Teneur en O2 (sous vide, sous azote)

- Protection Lumière

- aw faible ≈ 0,3

Conclusion :

En pratique, association des Antioxydants de type I, II et III

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Législation :

- Substances à action anti-oxydante seule

- Substances à action anti-oxydante

+

autres fonctions

- Substances pouvant renforcer l’action anti-oxydante d’autres substances

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2. ALTERATIONS ENZYMATIQUES

< Enzymes Endogènes Microbiennes

a). Hydrolases :

- Protéases - Lipases - Glucosidases, Amylases - Pectinases

b). Oxydases

- Lipoxygénases - Polyphénol – Oxydases (Brunissement végétaux) • •

Qualités organoleptiques : - Couleur - Texture - Goût • •

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Action : - Traitements thermiques (inactivation des enzymes) - pH - Complexation métaux (Cu, Fe, …) (Constitution des enzymes) - aw

Exemples : - Acide citrique (complexant de métaux)

- Anhydride sulfureux (SO2) et Bisulfites * Réduction ponts disulfures enzymes * Réaction avec Quinones Blocage Retard brunissement

- Acide Ascorbique = réducteur

Quinones Phénols Retarde ou empêche brunissement enzymatique

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3. ALTERATIONS BACTERIENNES ET FONGIQUES

- Détériorations des aliments

- Risques sanitaires * Taux trop

* Pathogènes

* Toxines

Actions : - Traitements thermiques

- Antiseptiques

- aw

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Antiseptiques

Bactériostatiques Bactéricides

( Doses interdites ) Amélioration Qualité Etat sanitaire

Stabilisation Qualité et Etat sanitaire

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1. Antiseptiques minéraux

A. Anhydride Sulfureux et Sulfites:

- Désinfection matériel de vinification

- Contrôle de la fermentation en vinification

* Sensibilité : Bactéries Moisissures

* Sensibilité + faible : Levures

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- Antiseptique + Protection xBrunissement Enzymatique

Exemples : Blanchiment à froid; Tranches pommes; Tomates pelées; …

- Jus, Pulpes, Purées fruits; Fruits séchés; Sirop de glucose; Amidon; Fécules de pommes de terre; Confitures; Bières; Vins; • •

- Personnes sensibles : Maux de tête; Irritations appareil digestif

- Cuisson, Ebullition :

Elimination SO2

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B. Nitrates – Nitrites (et sels de Na, K)

* Nitrates Nitrites Formes actives

Réduction par nitrates–réductases de certaines bactéries

Exemples : Microcoques Lactobacilles • • •* Mécanisme d’action mal connu : - Action sur réactions enzymatiques (not. Oxydo-réduction) - Action sur mécanismes de transport

Réduction

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* Actifs sur nombreuses bactéries

Not. Staphylocoques

Clotridium . . . Nitrites : Inhibiteurs de croissance

Surtout agent anti-botulinique

* Nitrates et Nitrites de Na, K

Préparations de viande, volaille et gibier

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2. Antiseptiques organiques

*Acides organiques (aliphatiques mono-carboxyliques) et leurs dérivés

*Activité faible utilisation combinée (additifs ou procédés thermiques)

*Insaturations et polyinsaturations des acides aliphatiques renforcent

l’activité anti-microbienne

A. Acide Acétique : - CH3 - COOH - pH - Permet pasteurisation (stérilisation) - Action sur Bactéries Levures - Action faible sur Moisissures - Utilisé dans une grande variété de produits

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B. Acide Propionique (et sels) :

- CH3 - CH2 - COOH - Action sur Moisissures - Action sur Levures – Bactéries

Exemples :

- Lors pétrissage pâte à pain Lutte moisissures pains coupés (pains seigle, …) - Formation naturelle dans fromages à pâte cuite Auto-conservation - Lutte recontamination après stérilisation refroidissement tranchage emballage • •

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C. Acide Sorbique (et sels) :

- CH3 – CH = CH – CH = CH – COOH - Action sur Moisissures et Bactéries - Action faible sur Levures - Si Moisissures faible Inhibition croissance - Si Moisissures élevée Métabolisation Sorbates

Action Acide Sorbique si Moisissures faible au départ - Activité anti-botulinique (remplacement des nitrites) - Ajouté dans grande variété produits * Margarines * Mayonnaises * Yaourts * Jus de fruits * Fromages fondus * Fruits séchés * Produits animaux cuits * Produits céréaliers cuits……….

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D. Acide Benzoïque (et sels) :

COOH

- Action sur Levures Bactéries- Action faible sur Moisissures

- Utilisé dans grande variété produits : - Sirops de fruits - Cornichons - Oignons - Betteraves (saumure, vinaigre) - Limonades • • •

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E.Autres :

* Anti-oxydants phénoliques + Agents conservateurs synergie de l’action anti-bactérienne

* Antibiotiques : peu utilisés antibiotiques non thérapeutiques

Exemples : Nisine (< Streptococcus lactis) * Thermorésistant * Permet barêmes de stérilisation * Inhibe Clostridium Responsable des gonflements tardifs • Fromages pâtes pressées cuites • Fromages fondus * Susceptible de remplacer Nitrites (agent anti-botulinique)* Agents conservateurs dépresseurs aw

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P Aw =

-Aw de 0 1

- Eau = Réactif Solvant

Véhicule

Partielle vapeur eau dans mélangePartielle vapeur eau pure T°

P

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Exemples dépresseurs aw :

- Chlorure de Sodium (NaCl) - Chlorure de calcium (CaCl2) - Phosphates et Polyphosphates - Acides organiques et leurs sels de Na, K, Ca - Sucres solubles (mono, di, oligosaccharides) - Alcools et Polyols (Ethanol, Sorbitol, Glycérol) - Protéines et leurs hydrolysats - Inclus dans une grande variété de produits : - Confitures - Cakes - Laits concentrés - Confiserie - Fruits séchés - Pâtisserie, Biscuiterie • • •

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AMELIORANTS SENSORIELS

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1. Colorants

Couleur = fraîcheur, qualité

Viande rouge : fraîche

Beurre jaune : meilleur

Interdépendance sens

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Tél. : ++32 (0)2 526 73 41 Fax : ++32 (0)2 526 73 01A. COLORANTS

COLEUR ORIGINE CODE UTILISATION HABITUELLE EN FRANCE

Jaune N E 100 Curcumine Moutardes, Bouillons, Potages, Produits laitiers Jaune N E 101 Lactoflavine Produits laitiers, Confiserie, Pâtisserie, etc., … (Riboflavine) Jaune S E 102 Tartrazine Pâtisseries, Confiseries, Glaces, Boissons, Sirops, Fruits confits, Liqueurs, Desserts Jaune S E 104 Jaune de Confiseries, Boissons, Liqueurs quinoléine Orange S E 110 Jaune orange S Boissons, Sirops, Glaces, Pâtisseries, Desserts, Confiseries Rouge N E 120 Cochenille Apéritifs, Charcuteries, Produits laitiers Acide Carminique Rouge S E 122 Azorubine Confiseries, Sirops, Boissons Rouge S E 123 Amarante En France : Caviar seulement, dans le reste de l’Europe : Boissons, Caviar Rouge S E 124 Rouge cochenille A Confiseries, Pâtisseries, Biscuits, Glaces, Sirops, Boissons, Charcuteries, Desserts Rouge S E 127 Erythrosine Confiseries, Fruits aux sirops, Fruits confits Bleu S E 131 Bleu patente V Confiseries, Sirops, Pâtisseries, Glaces, Liqueurs Bleu S E 132 Indigotine Pâtisseries, Confiseries, Glaces, Fruits confits Vert S E 140 Chlorophylles Peu utilisées en France Vert S E 141 Complexes Rarement utilisées en France Cuivriques des Chlorophylles Vert S E 142 Vert acide brillant Fruits confits, Sirops, Confiseries, Boissons, Liqueurs

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A. COLORANTS

COULEUR ORIGINE CODE UTILISATION HABITUELLE EN FRANCE

Brun N E 150 Caramel Vins, Liqueurs, Eaux-de-vie, Bières, Confiseries, Glaces, Pâtisseries, Bouillons, Produits laitiers, Boissons, CharcuteriesNoir S E 151 Noir brillant BN Confiseries, Glaces, Crèmes glacéesNoir N E 153 Carbo médinalis Confiseries végétalis N E 160 Caroténoïdes Potages, Charcuteries, Sauces, Condiments, Produit laitiers, Desserts N E 161 Xanthophylles Potages, Charcuteries, Sauces, CondimentsNuances N E 162 Rouge de Betterave Bouillons, Potages, Charcuteries, Condiments (bétanine) Produits laitiersDiverses N E 163 Anthocyanes Peu utilisés en France M E 171 Bioxyde de titane Rarement utilisé en France M E 172 Oxydes et Rarement utilisé en France hydroxydes de fer

Colorants M E 170 Carbonate de Rarement utilisé en France calcium de M E 173 Aluminium Décors (confiseries, pâtisseries) M E 174 Argent Décors (confiseries, pâtisseries) surface M E 175 Or Décors (confiseries, pâtisseries)

Pour certains E 180 Pigment rubis Croûtes de fromageusages seulement

N : origine naturelle S : colorants de synthèse M : colorants minéraux

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B. Additifs

Maintenir colorations appétissantes

Exemple : Anti-oxydants, Séquestrants,

Nitrates – Nitrites

Nitrates – Nitrites :

NO2- + H+ HNO2

HNO2 + H+ + e- NO + H2O

oxyde nitrique

Milieu acide et réducteur

(Bactéries lactiques, Acide ascorbique, …)

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- Réactions avec hémo-pigments (Myoglobine)

Myoglobine Met-Myoglobine (Fe2+) (Fe2+ Fe3+) Brune

Nitroso-Myoglobine (Fe2+) Rouge (salaisons crues)

Sulfomyoglobine putréfaction aa Verte

oxydation

+NO

oxydation+ S- -

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Réactivité :

R R N –H + HNO2 N – N = O + H2OR’ R’ Amine Nitrite Nitrosamine

- Réactions rapides en milieu acide

- Réactions :

dans l’aliment; dans la préparation; dans tractus gastro-intestinal

- Nitrosamines = Cancérigènes; Tératogènes; Mutagènes

- Nitrates et Nitrites * Contaminants; * Légumes

< utilisation excessive engrais Nitrités + NaCl sels Nitrités

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2. EMULSIFIANTS – STABILISANTS – EPAISSISSANTS - GELIFIANTS

EMULSIFIANTS

- Agents de texture

- Substances amphiphiles

- partie polaire et apolaire

- Se placent à l’ interface des phases non miscibles

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Exemple : Ethanolamine lécithine (phospholipide)

O

CH2 – O – C – (CH2)16 – CH3

O

CH3 – (CH2)16 – C – O – CH

OH

CH2 – O – P – O – CH2 – CH2 – NH2

O

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1). En dessous de la C.M.C.

gaz gaz

liquide liquide

polaire apolaire

Interface gaz-liquide

apolaire polaire

polaire apolaire

Interface liquide-liquide

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2). A la C.M.C.

polaire apolaireInterface gaz-liquide

polaire apolaire

Interface gaz-liquide

3). Au-dessus de la C.M.C.

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HLB : 0 – 10 : Lipophiles

10 – 20 : Hydrophiles

EMULSION : 2 phases liquides (mayonnaise)

SUSPENSION : 1 phase liquide + 1 phase poudreuse (chocolat)

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Exemples : - Lécithines de l’œuf, de soja

- Mono et diglycérides

(+ ceux estérifiés par des acides organiques)

Acide Citrique

Acide Acétique

Acide Tartrique

Acide Lactique

- Sucroesters

- Sucroglycérides

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EPAISSISSSANTS - GELIFIANTS

- Hydrocolloïdes

- Viscosité Gélification

- Stabilisants d’émulsions

- Pouvoir de rétention d’eau

- Pouvoir liant (protéines, …)

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Origine botanique Type n° CEE

Exsudats de plantes Gomme Arabique E 414Gomme Adragante E 413Gomme Karaya -Gomme Ghatti -

Extraits d’algues Agar-agar E 406Alginates E 400 – E 405Carraghénanes E 407Furcellaranes

Extraits de graines Gomme Guar E 412Caroube E 410

Extraits de céréales ou Amidonsde tubercules Amidons modifiés

Extraits de sous-produits Pectines E 440 a et bVégétaux

Exsudats de microorganismes Gomme Xanthane E 415

Dérivés de cellulose Méthylcellulose E 461Carboxyméthylcellulose E 466

Principaux types d’agentsépaississants et gélifiantsde nature glucidique

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Autres :

- Polyphosphates

Rétenteurs d’eau empêchent la synérèse

- Glycérol

- Mannitol

- Sorbitol

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3. SUBSTANCES GUSTATIVES

A) Edulcorants: - Polyols (sorbitol, mannitol, lactitol, xylitol, érythritol …)

- Acésulfame K

- Aspartame

- Acide cyclamique (+ sels de Na, Ca)

- Saccharine (+ sels de Na, K, Ca)

- Sucralose - Sel d’acésulfame K et d’aspartame

- Thaumatine

- Néohespéridine Dihydrochalcone

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B) Exhausteurs de goût

- Acide Glutamique et sels de Na, K, Ca

(note carnée, bouillon, …)

- Acide Guanylique et sels de Na, Ca

- Acide Inosinique et sels de Na, Ca

- Ethylmaltol (goût fruité, confiture, caramel)

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FDA = Food and Drug Admimistration (USA)

JECFA = Commission mixte d’Experts sur les Additifs Alimentaires

FAO = Organisation des Nations-Unies pour l’Alimentation et l’Agriculture

OMS = Office Mondial de la Santé

CIAA = Confédération des Industries Agro-Alimentaires

CSHA = Conseil Scientifique de l’Alimentation Humaine (CEE)

CE = Conseil de l’Europe

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