-;- ,-o-.-TCHNPLUS.1P'c.SommaireIntroduction : les filiresagroalimentairesPremire partieLes alt rations des alimentsCha pit re 1 : Dgra dationsmicrobiologiques1- Les espcesmicrobiol ogiques1-1 Type s etst ruc t ure s ce llulai res 51-2 Croissance des populat ions microbi ennes... 71-3 Origine des contam inations 102- Fact eurs d' volution de la flor e2-1 Les composantsinternes de l' ali men t.. Il2-2 Les composants externes de l' ali ment 123- Les principales altrations microbiennes3-1 Altrations dela valeur d' usage 123-2 Cas pa rti culier des toxi-infectio ns 13Cha pitre II : Dgrad ations non microbi enn es1- Dgradati on e nzyma t ique1-1Noti on d' enzyme 191-2 Mod e d'action 191-3 Exemples de dgrada t ions enzymat iques .. 202- Dgradations non enzymatiques2-1 Principe de la raction de Maillard 222-2 Oxydat ion 23Deuxime partieTechniques destabilisationChapitre 1: Stabili sation par liminat ion de l'eau1- t udede l' act ivity ofwater (aw)11Dfini tions 251-2 c helle et exe mples 252- Matrise de l'aw2-1 Cas du lait : liminat ion del'eau par voi et hermique 272-2 Autres mthodes , 29Cha pit reII : Sta bil isa t iunpar le froid1- Le froid, un besoin en agroa limentaire1-1 Gnralit s sur le froi d 311-2 Sources de froid 311-3 Techniques mises en uvre 312 - Act iondu froi d2-1 Sur les micro-organismes 332-2 Sur les caractristiques de l' aliment.. 333- Les techniques utili ses -3-1 Rgles d'application du fro id 343-2 La rfrigrati on ; 353-3 Conglation ct surglation 383-4 Dcongl ation 41Chapit reIII- Stabilisation par lach aleur1- Action de la cha leur sur les alimen ts1-1 Sur les composant s biochimiq ues 451-2 Sur les micro-or ganismes 462- Rai sonnement des tr aite men ts thermiques2-1 Lois de destruction 472-2 Raisonnement des barmes 483- Les tec hniques uti lises3-1 Les changeset les c hangeurs 493-2 La pasteurisat ion 493-3 La cuisson 503-4 La strilisation 534- Mat riel det rai tement thermique4- 1 Lemat riel spcifique de cuisson 554-2 De pasteurisation-cuisson 554-3 De strilisation 554-4 Mthodes spcifiques 56Cha pit reIV: Les autrestechniquesde sta blli-sat ion1- Les adj uvants tec hnologiques1-1 Prsent at ion gnrale des additifs 631-2 Les conservateurs ct antioxygnes 631-3 Les age nt s de texture 642 - Les technologies d' purati on froid2-1 Hautes pressions 652-2 Micro-filtr ation 66Troisime partieLes emballages alimentairesChapit re 1 : Donnes techniques1- Caractristiques des emballages1-1 Les objectifs techniques 711-2 Les attent es des consommateurs 712- Les matriaux2-1 Le verre 712-2 Les botes mtalliques 722-3 Les plast iques 73Cha pit r eII: Lepruduitfinal1- Le conditio nnement1-1 Les machines 741-2 Les techniques 741-3 Les atmosphresmodifies 74Conclusion gnrale 76Lexique 79la,ransorma Ion,des aImBn sc. Oudot- Mot de "auteurL'enseignement delatechnologie alimentaire est passionnant : la varit desproduits, les innova-tions tant technologiques que marketing, les gots et les couteurs..voil de quoi parler pendantdesheures. Pourtant. depuis le dbut de cet enseignement. avec des classes de niveau BACau niveauBTS,j'ai t confronte desrieuses difficults : aucun manuel n'est suffisamment simple pourdonner lesnotions debaseet ily ena peuqui regroupent les donnes microbiologiques et technologiques. j'ai doncutilis de multiples sources spcialises, livres ou revues, afin de btir des cours documents et actua-liss, Et je pense que c'est le lot de tous les professeurs enseignant dans cette matire.Aussi. il m'a sembl intressant de fa ire profiter de mon exprience : voici donc le fruit de 8 annesd'exprimentation pdagogique sur la technologiealimentaire,Cet ouvrage n'est pas exhaustif et n'est surtout pas fond sur le calcul et les dmonstrations mathmatiques ou physiques, D'autres manuelsle fon t et chaque professeur pourra tayer le texte par sespropres dveloppements, adapts au niveau scolaire enseign, Mais, il seveut ouvert : vous verrezque les exercices et les documents obligent rechercheret actualiserles connaissances, L'lve ourtudiant. en possession de ce livre, doit devenircurieuxet est oblig, pour fai re les exercices, de frquenterles bibliothques, d'allerconsulterdes sites Internet oude sedocumenter auprs defournisseurs de matriel, La technologie alimentaire a des fondements stables qui sont ici voqus, Mais, c'est aussi uneprodigieusescience en mouvement.qu'il faut suivre absolument.Alors, je vous laisse entrerau curdes aliments.., Je vous laisse rflchir et chercher..,Et jevous invite surlesite Internet de la maison d'dition pour toutes vos remarques oucomplmentsd'information,Christine OUDOT. ingnieuragroalimentaire (ENSAIA)Professeurcertifi de renseignement agricole techniqueoption Gnie alimentaireSi t e Internet : http://www.casteilla. IrDANGER@)uPHOTOCOPl lIAGETUElE LIVRE1ISBN: 2,7135,2022-3 Cast eilla, 1999 - 25, rue Monge - 75005ParisToute reprsentation, traduction. adaptation ou reproduction, mme partielfe, par tous procds. entous pays. faite sans autorisation pralable est illicite et exposerait fe contrevenant des poursuitesjudiciaires. Rt. Lai du11 mars1957.Introductionparti r de l' nergie solaire, des minraux dusolet de l' air, les vgtaux chlorophylliens const ruisentleur proprematire organique: c'est laphotosyn-th se. Enrevanche, les anima ux, dpou rvus de ceprocessus, sont obligs de se nourrir d' aliments, c'est--dire de substances or ganiques brut es ou transfor-mes, afin de vivreet survivre. Ai nsi, l'homme doitpouvoir trouver une alimentation suffisamment variepou r couvrir toutes ses dpenses nergt iques vitales.On voit donc que l' aliment est auc urde la vied'un trehumain. Mais, qu'est -ce qu'un aliment ?1Exerci ce 1: rechercher dons un dictionnaire les diffrentesdfinition, littraires des mots : aliment, alime ntation,nutriment, organique, minral.Pour les industr ies agroalime ntaires, les alimentssont des produits agricoles brutes outransfor m s,susceptibles d' apporter un ce rtain nombre de nutri-ments utiles l'homme. Les alime nts considrs parla suite se ront presque to ujours de s alime ntscomplexes, c'est--direcompossdenombreusesmolcules biochi miques associes des minraux.Exemple : lapomme, qui est un fruit, doncunematire premirebrute, contient:- des matiresminrales : eau. phosphore.sodium, magn-sium, calcium.- desmatires organiques : glucides(fructose, fibres), protides,- et des vitamines (Cmajoritairement).1Exercice2: rec hercher les matires minerales et organiquescontenues donsle lait, le pain. Rappeler les tests chimiquessimples d'identificati ondes composants d'unaliment.La composition de chacun de s alime nts va engen-drer des usages et des transformat ions adapts. Aussi,on dist inguera, en fonction dupourcentage majori-tai re d' unnutr iment : Les aliments riches en glucides :Ceseront surtout lesvg ta uxcontenant desglucides simples (fruits) ou plus complexes (graineset tubercules contenant des amidons), ainsi que desfibres. Les alimentsriches en protides :Ceseront lesparti esanimales e nmaj orit (cequ' on appelle la viande, les ufs, le poisson) etcertains vgtaux (le soja, par exemple). Les aliments riches en lipides :On dist inguera les aliments d' originevgta le,donnant plutt des huiles (colza, tournesoL.) et lesaliments d'ori gine animale, donnant plut t des cor psgras solides (beurre, suif, saindoux).Ainsi, auregard de ce tt e classificati on , vont semett re en place des filires agroalimentai res ciblesqui vont t re spcifiques chaque type de produits.En voici le pa norama dans le tableau ci-de ssous.Par cetabl eau, on voitqu e la const ructiondesfilires est intimement lie la composition biochi-mique interne des aliments. Aussi, tout es les tapesdetransforma tio net de conservationenagroali-mentaire vont tre centres surdes connaissancespointues de chimie d' abord (composition) , debiologie ensuite (microbiologie) et de physique enfin(technologie).Filires agroalimentairesAli ments riches" en Indust ri es concernes Exempl eGlucides des fruit s et lgumes fruits et lgumes en vrac, salades sous atmo-sphre, j us de fruit s des graines et produits amylacs et farines, pain, biscuit s, sucre et confiseriessucrsProt ides des viandes et produits carns viande frache, plats cuisins, charcuteries du lait et des produits laitiers lait cru, ultra haute t emprature (UHn , yaourts,desserts lacts, fromages, beurre, crme du poisson poisson frais, btonnets surgels "surimi " des ufs et ovoproduits ufs coquilles, ufs liquides, omelettes prt--l'emploiLipides des corps gras d'origine vgtale: huiles, graisse de coco ouRemarque : certains corps gras de palmeanimaux sont regroups dans la filire d'origine animale : suif, saindoux en majoritou en grandede l' origine mixtes : margarinesproporlion Ex. : beurre dans "produi ts laitiers "3remire partieLes altrations des alimentsChapitre 1: Dgradations microbiologiquesRiche en veut aussi dire fragile, car ce quiestriche est forc ment convoit... et en alimentaire, cesont les microbes qui sont fort ementatti rs parlarichesse des aliments...1- Les espces microbiologiquesOnappelle micro-organismes les organismesvivants si petit s. qu'ils ne peuvent pas t re observs l'il nu. On les nomme plus communme nt microbes,si leurs actions sont malfiques, ou ferments si leurusage est souhait (fermentation).Enagroalime ntaire, on s' intresse aux bactri es,levures etmoisissures.1-1 Types et structures cellulairesSur le plan biologique, on distingue les tres unicel-lulaires (bactries et levures) des tres plur icellulaires(moisissures). La classification peut aussi reposer surla distinction ent reles tres procaryotes(les bact-ries) et les eucaryo tes (les levures et moisissures quisont regroupes alors sous la famille des champignons,voir figure2). En gardant cette deuxime classifica-tion, les caractristiques de ces micro-organismes vontpouvoir tremises en vidence.vacuoleparoimembranecytop lasmiquecytoplasmechromosomeFig. 1- Cellule procaryote (bactrie).1-11l ments de diffrenciat ion Dt ail des procaryotes bactri ens :C'est la catgoriela plus importante enagroali-mentai re: les bact ries sont les micro-organi smesque l'on cherche le plus viter, mais elles sont aussiles plu s intressan tes surleplandes fabr ications(fermenta tion lactique par exemple).... Structure et caractristiques:La figure 1 donne la reprsentati onde ce type demicro-organisme . On peutajouter ce schmaquidonne les lme nts permanents de toutes les bact-ries, uncerta in nombre d' lments inconstants quisont:- la capsule (sorte de carapaceseconda ire),- des flagelles (filame ntsfins et longs, flexibles,pouvant trelocomoteurs),- des cils (appe ls pili commun) qui servent l' adhsionaux surfaces,- un pili sexuel ,cil plus long et souple permet-tant le transfert du mat riel gntique d'une bactr ie uneautre(impliqudans les processus der sis-tance aux antibiotiques) .Observation de deux types decellules:vacuolemitochondrierticulum endoplasmiquenuclole }noyauchromati nemembrane plasmiqueFig. 2 - Celluleeucaryote (animale).5Les altrations des aliments1Exercice3 : donner les lments de diffrenciati on de cesdeux structu res .Rappeleralors lesdfinitions de celluleeucaryote el de cellule procaryote (organisation, struc-ture gntique) .Grce cette organisation complte, mai ssimpliste, les bactries sont capables de colonisertous les milieux. Elles ont , en outre, la facult de sereproduiretr srapi de me nt par simpledivision,pourvu qu'elles aient de la nourriture, de l' eau et desconditions de tempr ature et de pre ssion favorab les.... Classification :Plusieurs lments peuvent permettre declasserce groupe trs riche en espces :1- Le gram(voirtravaux pratiques demicrobi o-logie): c' estune classification simple qui a l' avan-tagede nedonnerque deux groupes : gram +ougram - . Mais, elle est incomplte.2- Le type respiratoire : on distingue les arobiesstrictes, anarobies strictes, et aro-a na robie facul-tatif.3- La formeetle groupement : ona principale-ment : des coques (forme ronde) isoles (microcoque),par deux (diplocoque dontles pneumocoques), enchanett e(st reptocoque) , enamasplus oumoinsrguliers (staphylocoque ou sarcine), voir figure 3; des bacilles (forme cylindrique et aspects varis),voir figure 4.4- La facult ounon sporuler.Ainsi, une classification intressante et simple estcelle qui peut tre donne avec ces 4 critres identi -fiables aulaboratoireparlacoloration degra m,l'observation microscopique et untest complmen-taire de besoin en oxygne. Les champignonsmicroscopiques: levures etmoisissuresConstitus d'une seule cellule (levure) ou de fila-ments cellulaires(moisissures ), ils sont des euca-ryotes (c'est--di re qu'ils possdent un vrai noyaubord d'une membrane nuclaire).Les champignons microscopiques sont capablesde se dveloppersurla plupart des milieux. Ils ontla facult de survivre mme dans des conditions trshosti lesde tempr atureoud'hygromtrie. Ceciexplique que ces organi smes sont souvent respon-sablesded gradat ions seconda iresdesalimentstransforms. Enrevanche, ils sont rarement patho-gnes.... Organisationdes levures : Forme et structure : cesont des champignon sunicellulair es, comprenant un noyau bienidentifi ,et entour d'une membrane plasmique, que lquefoisd'une paroi.Le cytoplasme contient des mitochon-dri es, des ribosomes et des substances derserve.La cellule est en gnr al de for me ovale, allongeou sphriqueet les dimensions var iententre58 ,um de diamtre et jusqu'100,um de longueur. Caractristiques mtaboliques: elles peuvent sedvelopper sous des conditions trs varies de temp-rature, depH, deconce ntra tionensucres et enalcool : jusqu' 1,5 de pH, 18 % d'alcool et 55 % desucre.Elles rsisten t bienauxmilieuxsecsgrceauprocessus desporu lation et la paroi, quandelleexiste. Elles serencontrent sur les graines et da ns lesfruits (grains de raisin), et ne sont pas ori ginellementprsentes dans les produits d'origine animale tels quele lait ou la viande. Elles sont surtout utilitaires pourla fermentationalcoo lique(vin, pain)oul'affinagede certains fromages (de chvre enparticulier).==cylindriquepar deuxen fuseau bout rond forme trapue bout carren massuecoques en amas(staphylocoque)coques par deux(pneumocoque)co ex})coques en chanette(streptocoque)lment isoloFig. 3 - Groupement des coques. Fig. 4 - Formedes bacilles.6 Identification : observati onmorphologique aumicroscope et tests de fermentation des sucres.... Organisation des moisissures : Structure : cesont de s champignons pluricel-lulaires.Ils sont forms parl'enchevtrement denombreux filaments constituant le myclium et dontles ramifications sont appeles des hyphes. Chaquefilament es t en fait une gra nde cellule prsentant lesmmes caract ri stiques que la cellu le delevure. Lemyclium peut tre ou non cloisonn. Caractristiques mtabol iques: elles supportentgalement des conditions depH et de tempraturelarges. Enrevanche, les moi sissures rsistentplusdifficilement aux milieux for tement concentrs et pasdutout l'alcoo l. Elles se rencontrent sur un grand nombre d'ali-ments, o elles crent des dommages (sur le pain, lesbiscuits, les confitures : filaments bleuts). Mais,certa ines sontut iles, commele Penicilliumcamem-berti do nnant la belle crote blanche du camem-bert ou le Penicilliumroqueforti, qu i donne les tches bleues-vertes duroquefort. Sans oublier,hors alimentaire, leur usageda ns laproductiondesubstancesantibiotiques (pni cilline). Identification : observation microscopique aprscoloration au bleu cot on et tests de recherche spci-fique. On observealors des filament s porteurs despores tr s caractrist iques pour chaqueespcedemoisissures.Ces champignons microscopiques sont des espcestr s envahissa ntespar leur pouvoir desporuler etsont principalement les ennemis dumatr iel et deslocaux.1-1 2 Typologie des micro-organismesSuivant lesproductionsqu 'il sengendre nt, lesmicro- organi smes sontut iles ouindsir ables pourl'homme. Auregard de ces critres, on peut dist in-guer troi s types de micro-or ganismes : UtilesIls permettent de fabriquer des produits alimen-taires ou des substances ut iles. Ces micro-organismesappartiennentau vas te domainedesbiotechno-logies .Exemples : bactrieslactiques permettant deproduireduyaourtou de lachoucroute. la levure debire produisant de l'alcool.bactries modifies pour produiredesadditi fs(ex. : xanthane) . D' altr ationLeurmu ltiplication entraneunemodificationindsir able d'u n produit ali mentaire et le rendDgradations microbiologiquesimpropre la consommation par alt rat ion du got,de l'aspectou del'odeur, sans forcment derisquesanitai re .Exemple : lait caill, pain moisi. viandeavarie, etc. Pathogne sIls gnrent des drangements physiologiques, desmaladies, voire des empoisonnements graves. Ce sontpresque uniquement des bactries ou des virus. Ondistingue: les microbes infect ieux ou d' invasion , lesmicrobes toxiques et les microbes toxi-infectieux.Ces deux dernires catgories de microbes patho-gnes entranent cequ' onappe lle cour amment les int oxicat ions alime ntai res, Ce lles-ci sero nttudies plus largement par la suite .1-2 Croissance des populationsmicrobiennesComme tous les tres vivants, les micro-organi smesontbesoinde conditions et demi lieux favorablespour se reproduir e et vivre.1-21t ude des facteurs de croissanceSur le planexp r ime ntal, on peut mettre envide ncelance ssit d'un certa in nombre depara-mtres pour obtenirlacroissancedes micro-orga-nismes.o voirles applica t ions entravaux pr atiques demicrobiologie : croi ssance sur diffrents mi lieux deculture ; dnombrement en fonction de la tempra-tured'incubation , dela prsence ounondel'oxy-gne, del'action des acides et des alcools...Sur le plandel'tude des aliments, onreti endrales donne s gnrales suivantes: Ncessit de l'eau et des nutrimentsCha quefami lledemicro-organismeayant de sbesoinsspcifiques, onapumettreaupointde smilieux deculture appropris pourles recherches(r evoir le cours de microbiologie) . Ncessit de condi tions respiratoir es adaptesOn distingue trois types respir atoires : Arobie strict : l'oxygne est indi spensable larespiration.Exemple : levures. moisissures. Anarobiest rict:l' oxygnenedoitpast reprsent dans le milieu.Exemple : Clostridium botulinum. Aro-anarobie facultatif ou micro-arophiles :l'oxygne es tutilis s' il es tpr sent.Sinon, l' orga-nisme se place en anarobie.Exemples : bactries pat hognescomme les Salmonelles.7Les altrations des alimentsConditions appropries de tempratureNomdu groupe Temprat ure Plage detemp- Temprature Exempl es(moyennef] minimum rature opti mum maximumPsychrophiles ou - 10 -c +4 C +l0 C + 20 "C Pseudomonascryophiles levures, moisissuresPsychot rophes + 3 -c + 20 C +30 C + 35 "C Yersinia enterocotmcez.Usteria2, ErwiniaMsophiles + 15 -c + 30 "C + 37 "C + 50 -c Escherichia coliThermophi les + 30 "C + 45 C +55 C + 65 -c Bacillus stearothermophiJust a temprature est donne en oc.1. Moyenne ralise l'aide de plusieurs sources.2. Bactries responsables d'intoxications alimentaires sur des denres rfrigres .nombre debactries Ncessit de conditions appropries de temp-ratureOndistinguel encore des groupes diffrencis(voir tableauci-dessus).Exe rci ce 4 : tudier la compositi ondes diffrentsmi lieuxde culture utiliss en trovaux protiqoes de microbiologieet en dduire les exigencesdes microbes recherches.tudier les conditions demi lieux appliques (pH, temp-ratured'incubation, ensemencement de surface ou deprofondeur)pour en ddui re les conditions de vie de cesmicrobes.phase stationnairecroissancelatencedclinPour t udier la croissance des micro-organismes,on tudie :- lavitessede doubl ement delapopul ation,appele temps de gnration ou temps de double-ment, note td en minutes ou en heur e.td, qui a une valeur constante, caractrise l'espce.Exemple : unebactrie sediviseet donne 2 bactries au boutde la min ee t d = 10 min.ments manquent et les dchets s'accumulent, ce quiexplique la dernire phase.Phase de dclin : les bactries meurent sur unmilieu puis de ses ressources.Sur le plan de la destruction des micro-organismes,les attaques doivent se faire sur la phase de latenceen priorit et au dbut de la phase de croissance.Aprs, le nombre devient tropimportant pourunassainissement technologiquement efficace.La pente de la phase de croissance, la longueur decelle-ci, ainsi que la dure de la phase stationnaire,sont des lments de caractrisation des diffrentespopulat ions microbiennes. lments de calculvolutiondu nombre de bactriesen fonction du temps1-22 Cour bes de croissance desbactriesLes bactries ont donn lieu denombreusestudes. Mais, les modles et calculs voqus sonttransposables d'autres micro-organismes.Mthode d'tude : mise en culture sur un milieuappropri, dans des conditions optimum de crois-sance, un nombre connu d'une bactr ie connue. Onpr lve et on dnombre les chantillons au fil dutemps. Onpeut ensuite construiredescourbesN =f(t) o N =nombre de bactries ett =tempsen minutes ou en heures, Aspect des courbes de croissance en milieu nonrenouvelSur unmilieunonrenouvel , lescourbesonttoujours cet aspect (cf. courbe qui suit):Chacune des phases peut s'expliquer aisment :Phase de latence : il y a mise en condition desbactries. Phase de croissance : cette phase est de natureexponentielle, correspondant lamultiplicationintense des bactries. C'est au cours de cette priodeque l'on effectue les calculs de croissance car on aune relation linaire entre log N (logarithme en base10de N) et t. Phase stationnaire: le nombre de bactries estmaximum dans le milieu non renouvel. Les nutri -82h 6 h 12h temps enheures- J.L le taux de croi ssance horaire, correspondantau nombre de division par heures.Ona la relation : J.L =60 1td si tdest donn enminut e etJ.L =11td si td est donnen fraction d' heure .Dans l'exemple, J.L =6.En phase de croissance, l' quation de cette expo-nentielle sera :N=Nox2 . 'avec N =nombre de bactries au temps t (nombreentier) et No=nombre initial de bactrie s,t=temps choisi, exprim en heure.Exemple: Dans le cas tudi, J.L =6, t =1 h, pour No =1, N =64 ; t =2 h, N =4096 ; t =8 h, N =2,8,1014Remarque : il existe des temps de doub lement trslongs, de plusieurs jou rs pour des micro-organi smes croissance lent e.l rercice 5 : donner la popul ation ou bout de 3 h pour unmil ieuplace dani de bennes conditions de tern peruture etd'oxygne, contenant au dpart 1,la et100germes de[u herichia coli.Ondonne td = 3amin. [endurequantau fad eur No(nombre de germe in itial).Mme ques tion avecYibrio p, dont on sait que J.l = 3 etavec unepopulationde dpart de 100 germes. Co ncl urequant au fadeur type de ge rme.1 23 La sporulationLa production de spores par les organi smes est unmoyen de survivre qua nd les conditions deviennentdfavorables. Aussi, on trouve des sporesen phasestationnaire et sur tout, en phase de dclin des popu-lation s. Pourles levures et les moisissures, la produc-tiondesporeses t unprocessus normal de repro-duct ion, quicorrespondl encore uneformedersistance et depropagati on del' espcedans desconditions hostiles. Dans le cas des bact ries, uniquement quelquesespces sporulent: ce sont en gnr al des bactriesclassesthermorsistantes car la for mation dessporesseproduitaussi haut etempr ature. Onconnat deu xespces en agroali ment aire : les genresBacillus (dont B.Steardhennophilus ou Cboudinum vet Clostridium(dont C.perfingens ), qui sont des bact-ries pathognes. Caractristiques des spores Structure : ce sont de petites units enca psulescontena nt un organismeen ta t latent. L' activitphysiologique de la spore est quasiment nulle (obser-vation aise sur un tat frais).Dgradations microbiologiques Rsista nces : ces spores sont trs rsista nt es de nombreux agents d'attaque classique de destruc-tion des microbes :- au vieillissement:les spores ont unedure devie presqueillimite si elles sont stockes dans unmilieusec.- aux fortes tempratures : elles survivent toutes destempratures suprieures 100 oc.Exemplededest ruction : les spores deClostridium botulinumncessitent unetempratureau moinsgale120 "Cpendant20 min, en milieu hydrat pour tredtruites alors qu'il suffi-rai t de 1Smin 9S "C pour dtruire la formevgtative.- au froid : pas de destruction par la surglation,la conglation oula lyophilisation.- aux agents dsinfectants : l'alcool est peueffi-cace, et les dsinfectants chimiques ont une activitmoindre sur les sporesquesur les formes vgta-tives.Les dsinfectants physiques, tels que les ultr avio-lets (les rayons solaires n'altrent pas les spores), leshautes pre ssions et les ha utes frquences sont d'uneportelimite,Exemple: les anti fongiques. pour tuer les champignons .ontune efficacit rduite de 40 % sur lesspores. Il y a obli-gation d'augmenter les temps decont act. Consquences prat ique s en agroalimentaireDe ces observations dcoulent plusieurs contrain-tes : Ncessit d'viter les formes sporules da ns unmilieu :- passage par une mise enconditiondesaliments avantd'appliquer le processus detraite-ment. Ceci permet auxspores d'clore et de se trans-former en forme s vgtatives.Exemple: rhydrat ation des poudres avant defaire un traite-ment thermique.Laisserdes phases d'attente da ns un processusde strilisation: le mcanisme s' appelle la tyndal -lisation et il trs efficace sur Clostridium botulinum, Ncessit de limiter les mouvements d'a ir dansles at eliers detransformations, En effet , les spores,lgres, se propagent dans l'ai r. Ncessitde revoir les bar mes detraitementthermique la hausse da ns le cas de spores.Cependant il restera toujours des spores, mme enhaute strilisation. Ceci constitue le risque tolrlors d'untrait ement thermi que (on verra plus loin ladestructionther mique) . Mise en vidence des spores auplan pratiquePar la colora tion doubleauvertdemalachite chaudet la fuchsine deZiel , les spores apparais-sent envert et les bactries vivantes actives (ditessous forme vgtative ] se colorent en rose, Par9Les altrations des alimentslacolorati on lafuch sinechau det auble udemt hylne(colorant de contraste) , les sporessontalorsrose s sur fond bleu.1-3 Origine des contaminations1-31 Contaminations originellesLes aliments bruts ne sont pas striles : ils contien-nent tous des micro-organismes divers et adapts.Suivant lesgroupesd'a lime nt s, on trouvera desgermes spcifiques (voir tableau ci-dessous).1-32 Contaminations secondairesCesontles contamina tions qui surviennent pa rdiffusion des ger mes du milieu ambi an t ou d' agentsexternes vers l'a lime nt. Les agents sont : le sol etles plantes apportent presque tous desmicrobes, enqua ntitt rs importante : on estimeque la masse de bactries reprsente10 t/ha; celledes moisissures, 1 t/ha, Seules les levures sont en trsfaible quan tit dans le sol. l' eaunaturell e, nontraite, desourceouderivire, apporte galeme nt de trs nombreuxgermes,qui provi en nent souvent du sol. Mais, on peut aussitrouver des germesdepollution, issus des rui ssel-lement s : entrobactries (iss ue s des fces desanimaux), Clostridium, dont certa ins germes path o-gnes comme Salmonella typhi. l'air et lapoussiresont surtout des agentsdetransport. Ils sont essentiellement vecteurs de sporeset debact ri esexog nesgram+(Microcoques,Baeil/us, Stap hylocoques). les instruments vhiculent des germes des ea uxsouillesoud'autres aliments en cas demauvaisespratiques de nettoyage et de dsinfect ion. les dc hets fca ux (fces) des anima ux appor -tent denombreuses bact ri es spcifiques qui sontsouvent pathog nes (E.Coli, Klebsiella, Streptocoquesfcaux...). les pe titsnui sibl es appor tent divers microb esspcifiques, dont des virus de contamination. l'homme est un agent trs contaminant par :- ses mains : la pea u con tient des germes perma-nents, comme certains Staphylocoques, et des germesde transition. Si les pre miers ne peuvent pas tre tota-lement liminsparle nettoyage ou la dsinfection(un lavage des mains, mmetrs bien fait , n'apasuneefficac it de 100 %), lessecondprse ntentsouvent derels risques sur le plande la sant, carsont souvent pa thog nes(Staphylococcus aureus,Streptococcus pyogenes, Pseudomonas...). Les mainspeuvent apporter des entrobactries d'origine fcale.Germes spcifiquesProduit brut Microorganismes prsents Actions desmicrobesB : bactrie; M : moisissure ; L : levuresLAIT B : bactries lactiques(Streptocoques, lact obacilles) fermentat ion lactiqueB : Bactries protolytiques (Alcafigenes visco/actis) lait visqueuxB : Pseudomonas gotde poissonVIANDE FRACHE B : Lactobaci lle, Leuconostoc, Pseudomonas, Protus got et odeur avarisVOLAILLE B : Achromobacter, F/avobacterium, Mi crococcus, dtrioration de la peau etAfcaligenes mauvaise odeurUFS M : Penicillium, Sporatrichum Moisissures bleues-vertes, rosesB : Salmonelfes Production de toxinesLGUMES M : Penicillium, Moisissures bleues-vertesBotrydis, Moisissures grisesRhizopus, Moisissures cotonneusesTrichoderma Moisissures vertesB : Pseudomonas, Erwinia, Got doucetre de champignon,pourritureB : CelfuJomonas,C/adosporium, Destruct ion de la celluloseFRUITS M : Penicillium digi tatum(agrumes) Diverses moisissures de surfaceM : Dip/odia, fusarium et dans la pulpeL : Saccharomyces cerevisiae Fermentat ion alcooliqueGRAINS Diverses moisissures, levures et bactries Moisissures des grains,hydrolyse de l'amidonB : actiques et alcooliques FermentationsFARINE Diverses moisissures et levures Fermentation acideB : Acetobacter---""-" -10- ses scrtions nasales oubuccal es : Staphyloc-coccus aureus.- ses vtements porteurs de poussires et donc demoisissures et de spores.Tout ceci montre lavulnra bilit de tous lesaliments aucontact dumilieuambiant.D'ol'im-portance de respecter unehyginerigoureuse enfabrication, au plan de l'ambiance, du matriel et dupersonnel.1Ex ercice 6 : dans le cadre de la fabri cationart isanale d'unpat de campagne (foie de porc + gras de porc +viandede porc + sel + poivre), citer lei clt rutiomde type secon-daire penibles. Quelles conditions de tempratureconseillez-vouspour la fabrication ?2- Facteurs d'volutionde la floreLes micro-organi smes sont prsent s dans tous lesaliments. Mais, les populations ne restent pas fixes.Ellesvoluent sous ladpendancedesfact eursinternes et extern es prsent s.2-1 Les composants internes del'elimentLes lments constitutifs del' aliment , sour cesd'alt ration, seront principalement les facteurs decroi ssancedes micro-organi smes vus auchapitreprcdent : Lesnutri mentsEn rappel, on peut dire que les microbes se dve-lopperont sur des milieux qui comportent : des sources d'nergie: des glucides surtout, deslipides ventuellement, des sources d'azote assimilable, ncessaire lafabrication des protines et des facteurs gntiques :acides amins, peptides simples,des facteurs de croissance : vitamines, certainsminraux.Suivant l' aliment considr etson contenu, uneflore prfr entielle se dveloppera.Exemple: sur dulait. ont rouverasurtout des bactrieslactiques. car ellessavent utiliser le lactose. Sur des fruits. ceseront surtout les levures et les moisissures. L'eauElle est la fois vecteur de germes et lment indis-pensable la vie.Elle est fondamentale pourla multiplicat ion desgermes et la germination des spores .Sur le planalimentaire, ce quiest important, cen'est paslaquantitd'eaucontenue, mai sc' estDgradations mi crobiofogiquessurtout sa disponibilit. Eneffet,un alimentpeuttre relativement riche en eau, mais si cett e eau estcombine, les microbes ne sauront pas l'utiliser. C'estpourquoi, on s' intressera un paramtre plus impor-tant quele taux de mati re sche (extrait sec tot al :EST) : c'estl'activity of water (aw), ouactivit del'eau (voir chapitre II).awminimumpour la croissancedes micro-organismesBactries 0,91 sauf halophiles 0,75et Staphylococcus aureus 0,86Levures 0.88 sauf osmophiles 0,65Moisissures 0.80 sauf xrophiles 0,60Quelques aw alimentaires:0,9 : mie depain ; 0,9 : jamboncru ou SaintPaulin ;0,8 : confiture ; 0,5 : ptes alimentaires et biscuits secs ;0,2 : lait en poudr e.1Exe rc ice7 : rec hercher le sens deCl halophiles J\ Cl osrno-philes et lC xrophiles. le pHLes aliments acides sont naturellement prservsdes attaques microbiennes.Enrevancheles aliments neutres sont des lieuxprivilgis de dveloppements microbiens.Les microbes qui ont un optimum de croi ssanceen zone acide sont dit s acidophiles.Les microbes quiont un optimum de croi ssanceen zone basique sont dit s basophiles.Les plages decroissan ceretenues en moyennesont:- pourles moi sissur es : pHentre 1,5-2 et 11 ;optimum: ?- pour les levures : pH entre 2,5 et 8,5;optimum : 6,5- pour lesbactries : pHentr e3,8 et 9 ; opti-mum : ?Exemplespour les bactriesOrganismes pH min. pH max.Lactobacillus 3,8 - 4,4 7.2Streptocaccus lactis 4,3 - 4,8 7E.Gofi14,4 9Salmonella Typhi14.5 8Ainsi, chaque catgor ie d'aliment aura ses agentsde dgradation, simplement sur le plan du pH.bercke B:1fruits de pH< 5==>attaquspar .lgumesdepH< 6==>attaqus par .vi andedepHproche de 6==>attaquepar .lait de pH6,7 =>attaqu par ,', , ,..IlLes altrations des aliments Potentiel redoxLesalimentscontiennent des ions, donc descharges. Tous les aliments prsent ent un pot enti elredox (qui se mesure uniquement en laboratoire derecherche, car "opration est dlicate, puisqu'il fautliminer l'influence del'oxygne de l'airet dupHinterne).Cette donne indique la disponibilit de l'oxygneinterne de l'aliment . Les micro-organismes arobiestolrent des potenti els E >200 mV Tandis quelesmicro-organismes anarobies tolrent des potentiel sE .Comparer les deuxprocds,rn coniques et uyogniques,sur les aspects de cots. de vitess e de traitement. de temp-rature moyenne ambiante atteinte, de qualite globale...Stabilisation par le froid2- Action du froid2-1 Sur les micro-organismesLe froid ne tue pas tous les micro-organismes : ilne fait que ralentir les ractions. Et, il faut se rappelerqu' il y a des microbes rsista nts au froid: ce sont lespsyehotrophes, psychrophiles et cryophiles (voir p. 8).Les levures et les moisissures en particulier secomplaisent dans des ambiances froides et humides.Ce rtainesbactries, comme Yersinia ou Listriaaiment le fro id positif.Il faut retenir toutefo is tro is tempratures cls : 3 "C : fin desrisques dus aux bactri es patho-gnes et toxinog nes,- 10 "C : arrtdetoutemult iplication bact-rienne,- 18 "C : arrt detoutemult iplicat ionmicro-bienne (y compris levures ct moisissures).2-2 Sur les caractristiques del'alimentLes modifications vont dpendre du traitement etdela denre.2-21En rfrigrati onLes modifications sont minimes, mais observables(voir tableau page suivante).2-22En conglationLes modificat ions vont tre plus import antes da nsla mesure o il y a un changement d't at (passage del' eauliqu idel' eau solide ). Les consque ncesdufroid ngati f ne sc verro nt que plus tard, en dcon-glation.Les mod ifications observes sont : Augmentation du volume, qui sera fonction dela qua nt it d'eau prsente. Il se produit un dchire-ment des cellules et des tissus et une exsudation ladconglation. Dtr iorati on des cellules : il se formedes cris-tauxau cur des cellules, mais leur taille, leur rpar-titi on et leur pot enti alit de destruct ion sontdiffrentes suivant la vitesse de conglation commeonle verra plus loin. Dessiccat iondela surface:lefro id dessched'o l'obligation de bien emballer les produits stocksau froid. La dess iccation peut aussi tre une ractionvive de sublima tion dela glaceforme en sur face(passagede l'cau solideenvapeur, sans passer parl't at liquide) .33Techniques de stabilisationModifications enrfrigrationBiologiques et biochimiques Enzymat iques Mi crobiologiquesSur produits brutes vgtaux :- flchissement, - Oxydat ion des pigments Yersinia, pseudomonas sont- maturation : sensibles, psychot rophes.variationimportante suivant : ex. : brunissement des 11 y a ncessit d'utiliser des at mo- les espces: fruitsexotiquespl us bananes. sphres cont rles pour conserversensibles aux basses tempratures, - Rancissement des lipides, les fruits et les lgumes. le stade de maturation: les emballages et ex. : rancissement des fruitsl' at mosphre uti liss : on modifie l'atmo- secs.sphrepour viter le fltrissement et lemrissement trop rapide.Sur fa viande :- raccourcissement des muscles appel - Rancissement des graisses. Mmes bactries quisubsistent 1 .. rigidit cadavrique qui doit tre rsolue - Prot olyse. 4 -c.par une maturation pour gagner en tendret(1 2 semaines 4 "O ou 0 oC),- perte en masse la cont raction desmuscles mais on peut pratiquer, souscontrle, une .. brurnisationpar fines gout-\.. telettes froidespulvrises.Sur le lait :1-altration des casines d' o une diminution - Lipolyse. Effet slecti f du froid sur les diff-1 des apt itudes fromagres, - Protolyse. rentes bactries lact iques.- solubilisaticn du Ca et duP d'o une inapti-tude fromagre,- crmage pl us difficileSur produits transforms:- action sur la text ure quise .. fige .. dans le Variable : faible nulle si Variable suivant le t rait ement ther-cas des yaourts, flans, crmes, sauces... blanchiment , fortesinon. mique pralable ou non.- tenue des produits cuits.3-1 - Rgles d'application dufroid3Froid cont inu1uo(2Froidprcoce1Produitsain3Les techniques utilisesrapide pour dtruire les enzymes) sur les lgumessensibles (lgumes verts en gnral) ;- l'apparition de saveurs dsagrables par oxyda-tion, comme le got de foin remarq uable sur leslgumes verts. On consei lle alorsl'ajout d'aruioxy-dant tel que l'acide ascorbique(vitamineC) pourlimiterlephnomne. Cette racti onest souslecontrle d'e nzymes oxydatives ou par raction spon-tane avec l' oxygne dissous.On parle de trpied frigor ifique : il se reprsentepar un triangle :Cela alieulors d' unpassagerapid edansuneenceintetrs froid e(vers- 20 OC) : il yaalors brlure par le froid ,Exemple: couleur brune des vi andes congeles sans embal-lage adapt. Var iati on sensible dupH interne par conce n-trationdu solut. L'cau congele, immobi lise, nejoue alors plus son rle de solvant. Les protines enpar ticulier vont gnrer cetteacidification sensible(0, 1 0,5 degr de pH), ainsi que les acides des fruit sou des lgumes.Dtriorations biochimiques :Ce sont en majorit les enzymes thermorsitantesqui vont treimpliques.Eneffet, le froid ne dgrade pas tout es lesenzymes. On observe :- le rancissement des mati res grasses sous l'ac-tion des lipases, actives aux basses temprat ures etbasses aw. Ccci explique la fragilit des poissonsgras,des viandes (surtout haches car les lipases sont alorsen contact avec le substrat), et des produits laitiersgras (beurre et fromages) ;- la dgradation des pigment s colors par prot o-lyse: on conseille donc leblanchiment(bu llition34Stabilisation par le froidVenti lateurBrassage htrogne : soufflage longitudinal3-23 La conservation des produ itsrfrigrsiDplacement d'air Les paramtres de consenration :.. La tempraturechaque produit , il ya une temp raturedeconservationrgleme nta ire (art. du 18-06-1980,modifi) . Pour l'illustrer , voici quelques donnes : filirefru its et lgumes : les tempratures destockage sont les plus varies, produits laitiers : il faut dist inguer les produitsultra-frais, pour lesquels la consigne est de4 "C etles fromages olescon signes sonttr s vari ablessuivant le type de fromage ct surtout, suivant l'affi-nage(les produits pte duretolrant des temp-ratures plus leves), produits cams et poissons : 0 "C (glace fondantepour les poi ssons) 4 oc... L'humidit de l'airEn gnral, 85 90 % d' hygromtrieest souhai-table, sauf pour les produits secsnonemballs ol'humidit relative (HR) doit tre infrieure 70 %.Si l' HR esttrop leve, ily a dveloppement desbactries et des moisissures ; si l'humidit relati veest trop faible, il y a perte en eau et dshydratationdes produits... Circulation et composition de l'air ambiantIlfaut unair sainet propre, surtout pourdesproduits non emballs.Cet air sera de composition adapte au produitsstocks.Exemple : atmosphre modili esur Oz pour les fruitset lgumesou en Nz sur lesfromages.La circulation de l'air se mesure par les paramtresde vitesse de brassage (le brassage doit assurer t'ho-mognit dufroid) , par le renouvellement de l'airpour viter l'accumulation d'odeurs, par le sens decirculat ion de l'air : la position, le nombre de venti-lateurs dterminent le flux de l' air dans la chambre(voir les schmas suivants) :vaporateur DfinitionLa rfrigration est un tra itement par le froid quipermet d' allonger ladure deconservationdesaliments sans en modifier l'tat initial (ou trs peu).Le froid est dit positif car la temprature appli-queest au-dessus dupoint de conglation dbu-tant e. Seules les act ivits biologiques, chimiques etmicrobiologiques sont ralenties.3-2 La rfrigrationCe schma simple signifie quela conservation parle froid exige:1. Des matires premires de qualit optimum,irrprochables sur le plan microbiol ogique et biochi -mique.2. Un traitement par le froid appliqu rapideme nt.En particul ier en conglation, le produit ne doit pasatte ndre pour tretrait (au niveau du consomma-teur, il est aberrant de congeler un produi t le jour dela dat e limite de consommation : le froid n' amlio-rera pas le produit. bien au contraire.3. Il ne doit pas yavoir derupture dela chaine dufroid. Ceci est trs important, car chaquemicro-rupture aur a des cons quences irrversiblessurlaqualit globale duproduit.De plus, la rglementati onfixe les rgles etcontrle leur application.3-22Les modifications observes3 21 Gnralits ApplicationsTrs larges: Pour les mat ires premi r es, afin de lesconserver dans le meilleur tat possible.Exemple : lait. viande. fruits et lgumes. poissons. Pour des produits ayant subi un autre traitementpralable.Exemple : aprs pasteurisation. semi-conserve. fermentation... Pour des produits labors, qui ont besoin d'tremaintenus dans un bon tat sanitaireExemple : plats prpars, lgumes 4egamme... retenir: Le froid ne fait que ralentir les ractions. Le froid ne fait qu'assainir les produits. Le froid ncessite une logistique parfaite.La rfrigration modifie assez peu le produit (voirci-contre). Produits35Techniques de stabilisationvaporateuriBrassage plus homogne : soufflagetransversalvaporateur et ventil ateursSens de circulation des produitsBrassage de bonne qualit : soufflageen tonneauVentilateurs en vis--visvaporateurs1 \1en vis--visc:=J4Technique du double rideau :exemple. meuble verticalAir circulant... 1J ~ ~1tagresdu meubleCDVent ilateurVentilateurDans les chambres froides, on conseill e desurveiller la composition globale de l'air en entreet en sor tie afin de noter les volutions.Cas par ticulier : meubles rfrigrants ouvert s (engrandes et moyenne s surfaces).On parle de double rideau car on cre des courantsd' air qui vont constituer une barrire en ridea u aumeuble. Les condi tions de t ransport:Pour le transport, on a trois types de mat riels.Il- IsothermesLes caissonssont forms de parois isolant espermett ant de limiterles changes vers l'extrieur,mais sans avoir de dispositif de production du froid.36Laduredeconservati onestalors courtetrscourte. Ces dispositifs sont le plus souvent rservsaux livraisons urbaines ou auxtransports de produitsfermiers.~ RfrigrantsCes engins isothermes sont munis d'un dispositifde production de froid qui n'est pas un groupe frigo-rignemcanique (il n'y a pas demoteur, ct doncpas de mise sous tension lectrique).La conservat ion est assurepar des sources defroid autonomes, tels que la glace carbonique (gazcarbonique sous forme de neige ), l'azote liquideou des plaques eutectiques (action d'un contact entresemi-conducteurs). Ces systmes sont silencieux, nonpolluants, mais la dure de vie des fluides source deStabilisation par lefroidfro id es t courte, aussi . ils sont rservs aux tr ansportsurbains et p riurbains..... FrigorifiquesCe sont desengins isothermescomportant un dispo-sitif de production de froid mcan ique, quivalent aurfrigrateur, et branchsur le moteur. La produc-tiondufroi d est continue et peut se fairesur des durestrs longues. C'est le systme ut ilis par les vhicul esroulants detransport sur longues distances. Ils assu-rent aussi le transport des produits congels.Les vhicul es rfri grants et frigorifiqu es se voientatt ribue r des classes, scion que Icur dispositif de froi dest capable de maint en ir pendant 12 heures, da ns uneambiance d' essai normali se 30 "C, l' int rieur ducaisson une temprat ure de (dcret du11-01-1977) : Classe A: + 7 "C (rfrigra nt) o u 0 "C (frigori-fiqu e) : produits rfrigrs. Classe B : jusqu' - 10"C, Classe C: jusqu' - 20 oc.Ixerdce 24 : rappels de thermodynamique : quell e quan-tite de chaleur faut-il extraire de1. 5 kg de musclepourcbniuer 1atemperature de20 oC 2 oc. On donn e :chaleurmanique de la viande =2,93kl i kg.Rechercher cequ'est le " zero absolu "et pourquoi il0cette voleur.Document n 3:Le froid dans les industries agroalimentairesSituation pour le remplacement du R22IIISTALl.ATlOtlS DISTANns,IISTAllATlOIIS NEUVESMELANGES TfPn "ft l OPOS -Dl 'A407C ft C84A n R507 R4101 DIR4108R-1ZlkItflllilQuI ROUR4l Oll. IOnqwB dBscom- ronllloQonibies.ans; QI,4IBlllUlrtS composants d..... . LIUflica.paciti'sQUIBonl dl IQj nsuJl-:rlBu"sacelleduR22.maisIeUI$ pli ssions d'l.S- t1de ll1oulBrnell160Ill plusoLBu" coellicillrllSdBPI"IormafICMlOIl1S1milBires 1ceu. duR22.o ActuIiBmBnlIls appIicI_tona lIB lOIlIPli snccncl!lIIlIIs. \loBol QUI! _ pro-duiII_pr..-nau...... dB lIIIn ps;1onnaP--III UlIIII:IlllOIIIlISSI dIrR4OtA(.........

(m&ngs s*lropiqur)

l'VIC emploi d uns JIoIilIPOE d"orIgint obligatoire-mentlHl'l; l UlHislllon duR lolIl.ft.plusCQfl-1taigoantequecellt! dudwR404Ae51ptulOt IndiquepourIII if1:;l.olla1lon$ ha-porl1ll\l ' ..,.,.. UctIolX &dlrB te1 diu.lluide& d6per0dra urWnt-lI\Bdlde lBurdl$tlOMlilo'U rBCNlll IllOlldi*. p(lIIl'dBs moytllI'lI " l)oS&t lI!fI'Illh-kIrII , rf'4por1Iioo.

ClA.......C d".sonI R'" Ionctiod deslIm\l6r1Ilwmdl Cllllder1sa..., dII R"ll1C l ll'tllnge.........).-eIllSftmBs .)de lll llllOlolfunellriB POE dorlgIntobIiOB-"'-..., SNInln lIIlplOCltionstoddllionntmefll dB l'airelllmllllratu",moyennnedolvapor.tioosonteovlsagllbllslIj l .RoIOU,esl ..

ll"' ...... iI'Iduri;tndt-.-. pooMtII Mll!lIsI;MC daCOI'\IlIftMII/' lIi,gon1lQIIBa COflIIS pourlBR220w POlIr lB""..' lM(IlIrlomlilnte$ 60IllplU. sali$laisaotes quedansle a) pour lesIlPpjiealil)(lS 4en!!rlg6r11t1oll00dBcooddkJMementd'llroll pconditionsPrincipetemprage par hautesfrquences l argeurdut api s : 600 nuu;t.tn stallattonest cons t i t u ed'ungnrateur. d'unadapta-reur d'Imp dance et d'unappl icateur. longueur hors tout : ') 860 mm.uatecnnotogre wohms, i niti eparEDF et dveloppe parSAIIM. utiliseunenou vellegnration d'quipementsmodulaires, dont un gnrateur HF pilotaut omatique-men t pa rquartz, pe rmettant dematriser t ot al eme nt l afr quen ce27, 12 MHz et donc lesno r mes.Les blOCS oe poissons sontpr esent es di rect ement dans le"cart ons. Unslecteurdepr oduit s perme t deprogrammerle tunnel en fonct ion desprodui t s tr ai ter suivant .." e:recet t e: vitessedut api s, puissanceet champhautes Ire-quencesEnlln, le t unnel atconupour rpondre aux normesd'hygine envigueur : absence de point de rtenti on, chas-sis sur levpour faciliterle net toyage. tnoxydabtlh.rsts-tance aux prod uit schlors de lavage. qui pe me nt le...triq uet anche et rchauff, gnrate ur isol de l' ambian cedepr oduction[unavantagedelatechnologie";0 ohms...l ,tapis ent flondmon table en1 minute..AvantagesLes prtnctcau xavant ages de latechnologie HF')0ohmssont lessuivants . rapid i t detemprage, respect des normes sanit ai res.conservation des proprits organolept iq ues et gust a-tiv es[comparat i vement un t emp-age l 'al r l ; homogni t de s tempratures, autorgulation de latemprature, sans ri sq ue depoints de cuisson ; i nvest issement moins lev par rapport un tunnelmicro-ondes . Document EDf Industr ie.44Chapitre III : Stabilisation par la chaleur1- Action de la chaleursur les aliments1-1 Sur les composants biochimiques1-11 Sur l'eau L'eau, lapre ssion normale, bou t 100 oC : ily a alor s vaporat ion supe rficielle sur les alime nts en cuisson ouverte d'o une di minution des changesthermiques etune dessiccat ion. L'eau lie va passer en eau libre avec formationd'exsudat.Exemple: exsudation lorsdelacuissonprolonge d'un bifteck.1-12Sur les lipidesL'actiondestempratu resleveses t variablesuivant le niveau de celles-ci: de 35 40 "C : fonte des graisses de type sat ur (ma tires grasses animales ou v gtaline ]. de 4070 "C : dbut dedgradati onenzyma-tique parles lipases et oxydation non enzyma tique.La chaleur mod recatalyse ces ractions. au-dessus du point de fume (point maximald'bullition des mati res grasses), il y a pyrolyse : leslipides se coupent etserarrangent en formant descomposs toxiques appels acrol nes.TOC Tee max.de fume conseilleBeurre 130 C 110 -cVgtaline 180 -c 170 -cHuile de palme 230 -c 200 -cHuile de tournesol 200 -c 170 C1-13Sur les glucidesSuivant le niveau des tempratures et les lmentscontenus, onpeut observer: de6085 "C: glatin isation des ami do nse nmilieu acqueux. On observe un paississement plusou moin s tt suivant le typed' amidon et des modi-fica t ionsve nt uelles (cas desamidonsdemasmodifi s chimiq uement qui glatinisent entre50et 90 ' c). au-dessus de100 "C et avec des acides amins ,amines ou peptides : raction de Maillard. Il se for me,surto ut enmilieuaci de , descomposs brunsetodorants caract ristiques . Cette ract ion entrane labai sse de la bi od isponibilit de l'acide amin lysine. au-dessusde170 "C, avecdes sucressimples(oses oudiholosides) et del'eau, on a une caram-lisati on.Plus gnralement, les traitements thermiques haute temprature modifient les glucides par hydro-lysepartie lle(e nmili euacidesurtout). Onaunedissolutiond'une partie des substances pectidiquesdesfruit s ou des lgumes et unramollissemen t desfibres cellulosiques.Onremarquequ eles effets sont lis aux autrespar amt res du milieu: pH ct composition.Sur leplan alime ntaire, letraitementthermiqueamliore la digestibilit des produits.1-14 Sur les protinesToutes le protines sont modi fies par unchauf-fage excessif, au-dessus de 80 oc. Toutefois, onpeutsparer les diffrentes pro tines prsentes. CasgnralPar la chaleur, onobserve : l' amlior ati on de la saveur par combinaison desacides amins et des nucl oti des. sur lesviandes , la fragmenta t iondes tissusmuscul aires par hydrolyse du collagne (protine deliaison dans les mu scles). sur le lait , par dn aturation des prot in essolubles, dveloppement d'uri got decuit )) tr sperceptibl e sur du lait UH'f, d l'apparit ion de gro u-pement -SHlibres. Casdes enzymesNormalement, e lles sont d na tures, mai sonobserve des rsistances concernant certaines enzymes(catal ase, xant hine, oxydase, pro tase, ribo nu-clase...). Les enzymes les plus coura ntes, comme leslipases, protases ou oxydases sont dtruites respec-tivement 80 "C en 20 s, 70 "C en quelques minuteset 70 "C en 4 5 mi n.Certa ine srsista ncessont mises profit po urvaluer Je trai teme nt thermiqu e.Exemple : pour juger siunlait est "bienpasteuri s, deuxtestssont raliss : surla peroxydase. qui doit tre dtrui teet sur la phosphataseacidequi doi t encoretreprsente. Ainsi.on sait que le traitement t hermique est suffisantpar rapportauxmicro -organismes, mai s nonexcessif parrapport auxconst itu antsinternes45Techniques de stabilisation1-1 5 Sur les vitaminesLes ennemisdesvitamines sont lachaleu r, lalumire etl' oxygne.Et lorsqueses facteurs sontcombins, il est vident que les pertes vont tre fortes.Des tudes surles lgumes donnent les rsultat ssuivants (tableau ci-dessous).1Ex erci ce 29 : interprter ce tabl eau. Noter les vitami nesles pl us affectes.Eval uerla part qui revi ent au traite-ment thermique par rapport li celle qui revient aUI autresmanipulations pralables. (endure sur les vitami nes ther-masensibles.1-2 Sur les micro-organismes1-21 Donnes gnralesLe traitement thermique peut dtruire les popu-lations de micro-or ganisme s. Cett e destructiondbute en gnrale vers 60 oc. Elle est progressiveet irrversible.Les diffrentes populat ions ne ragissent pas dela mme mani re au traitement thermique (revoir lepremier chapitre de la premire partie ce sujet) .1l xercicel O: rappelerlesnotions de msophiles.ther-mophiles, plychotrophes.Aux not ions voques, l'tude de la destructiondes microbes par la chaleur metenvidence deuxgroupes :~ La flore thermosensibleElle est dtruite 63 oc en 30 min ou 73 "C en15 s. Dans ce groupe. on trouve : laflorepathogneen g nral sous saformevgtative; la plupart des ferme nts lact iques; des levures et des moisissures... La flore thermorsistanteElle survit aux traitements prcdent s et ncessiteun traitement haute tempratur e. On tro uve: Les formes vg tatives desmicrocoques, desstreptocoq ues lactiques et des microbactri es lacto-bacilles. Il yen a peu. Lesformesspor ulesdesbaci llesdu genreClostridium (dont Cbotulinum donnant le botulisme)ou du genre Bacillus (subtilis, cereus... ). Les formesvgtatives issues de ces spores peuvent tre patho-gnes... retenir Zone 4 "C - 45 "C : zone de croissancerapidedes micro-organismes. Zone 18 "C-38 "C : zonede mult iplicati onmaximum, donc zone critique et risque lev. Au-dessus de 60 "C : arrt des multiplications etdbutdes destructions ther miques.1-22 Conditions de destructionLes micro-organismes n'ont pas lammersis-tance auxtraitements thermiquesdanstouslesmilieux. Aussi, il faut savoir que quatre facteurs aumoins interviennent : L'awSi l' awest basse, la rsista nce des microbesaugmente : aussi, l' assainissementtot al est impos-sible en milieu sec. Ceci justifie qu'il faut utiliser trsvite une prparat ion reconstitue partir de poudreet non chauffe.Exemple : poudrede lait. fla n reconstitu froid. mousse auchocolat reconstitue... Le pHLa destruction des germes est forte ment facilitedans un milieu acide car les micro-organismes sontalorsfragiliss. Ceci expliquequel'onpuisse st ri-Pertes vitaminiques en% aprs pluchage. lavage. blanchiment et appertisationPRODUIT 61 62 66 Acide PP : acide C AThiamine Ribofl avine Pyrid oxine folique nicotiniqueAsperges 66,7 55 50 75 46,6 , 54,5 43,3Haricot verts 62,5 64 50 57140 79 51Carottes 66,7 60 80 59 33 75 9,1Champignons 80 46 - 84 52 33 -Petits pois 74,2 64 69 59 69 66,7 29,7pinards80 50 75 35 50 72,5 32,1Tomates 16,7 25 - 54 0 26 0Source : IFN (Institut franais de la nut rition).-46Stabilisation par lachaleurliser des jus de fruits moins de100 "C, alor s quec'est impossible en milieu ne utre.Exemple :- pHd'unebriquedejusdefruits =4 => strilisation 90 0(,flash;- pHdu lait UHT en brique = 6,8 =>strilisation 140 "C.flash.2-12Notion de DOn transforme la cour beci-contreen une droiteen uti lisant la fonc tion log , La rel at ion devient:log (N/ No) =- kT t pour unetemprature T. Lacour be devient :log (N)Si la temprat ureTcha nge, lecoefficie nt kTchange. Plus la te mprature est fort e, plus la pentedela droite est leve.1Exerci ce ~ 1 : appl ication: quelleest la temprature laplus leve entre Tl et 12 ?Avec ces droites , on va dfinir une grandeu r quiserviraensui tepou r tous les bar mes : la valeurdeDT, qui est le temps de rduction dcimal de la popu-lation bactri enne la temprature 1: On peut aussidire que c'es t le te mps pour diminuer la popul ationd' un di xime ouencore, letemps ncessairepou rpasser de No No/ IO.Si la temprat ure augmente, D diminue.Cette valeur est valable pour un micro-organi smeetpour une temprature donns.La dtermination de D est en gnral graphique(cf. courbe) .Taux de survie100 => log (100) =2log(N)567Tempsen minutesD1=2mi nD2=0,8min4 3.' ..,Temprature'{?o 222-1 Lois de destruction2- Raisonnement des traitementsthermiques2-11Destruction:N =Noe-KtoN=populat ion autemps t,No=populationinitiale.et suivant la courbe :La loi dedestructi onpeut t re donnepar lafor mule:Pour tudier la destruction des micro-orga nismes,les courbes de diminution delapopul ationaveclatemprature sont ncessaires: Les constituants de J'aliment Les lipides fon t cran la destruct ion ca rilsenrobe nt les germes et les protge nt. Il faudra doncun tr ai tement th ermique pl us rigoureuxsur unproduit trs gras que surunproduit sans lipides. La taille des morceaux : de gros mor ceaux, dursfont obstacles au t raite ment thermique et rendentht rogne l'efficacit, Il faudra utili ser des disposi-tifs et des barmes adapts ou traiter sparment lesmorceaux etle liquide. La dureLadonne de late mp rature seulen'est pasunindi cateur suffisant: la destruction est lie au tempset la temprature : on utili se lanotion de barmethe rmiquema trialispar l'criture : (T";t ) o T'est la temprature en "C ou OKett est le temps.PopulationNoDans la rel at ion prcdente , on pe ut remplacer kpar I ID pour chaque te mprature TOn obtient alor s la relation : N=No x 10- t/DNoDure dutraitement t une temprature constanteT- 1o 2 3 4 5 67Tempsen minutes(min)47Techniques de stabilisationExe rcice32 : donner l'interpretation du tableau suivant.Just ifier les diffrentes voleurs de0 ri 6S oCou regarddes populations bactriennesconcernes.Justifier le choi x de donner 0 ri 35 oCpourles popula-tions psyc hrophiles.En utilisant les donnes de 10 courbe prcdenteetlecalcul. si on aunepopulation de100000qermes oudport. quels era le nombre ou bout de lamin aux deuxtemperotures TIet n?Thermosensibilit des germes non sporuls(0 en minutes)65'C 6O 'C 55 'C 35'C1 Thennopl1iles100MsophilesST.aurus 0,2- 2 0,7- 8SILO 0,3 -3E.Coli 0,2 - 0,3 5Salmonelles 0,02 -1 0,4 - 11Brucelles 0,1-0,2PsychotrophesPseudomooas 1- 4Psydlrophiles 1- 3 Notion de ZZest unevaleurcomplment aire 0 qui vapermettre de convert ir les barmes des tempra-tures diffrentes. Z est une temprature (alors queD est un temps).Z est dfini comme l'cart de temprature pourrduire 0au dixime de sa valeur.Pour trouver Z, il faut porter surunecourbe,log (0) en fonction de la tempr ature.logIDI(soit 20) dons lesdeuxcos. (endurequantCl lachargeinitiale en germes.- Onetudie [vcluticn aufil dutempsd'une populationde Streptoroque {rofis. une bactriepathogne par ti-cul irement rsistante au traitement thermi que.Pour suivre l'volution de la destruction des bactries. onplace une population No =105germes de Streptoroque{ro/il dans des tubes eueis contenant un mil ieu deculture appropri (glose + suc re + minraux + acidesami ns ). les tubes sont placs en bain-marie thermostale.ci unetemprature definie To. Taules les minutes.untubeest extrait et on compte les germes survi vanh. On super-coit alors que le nombrediminueou fil du temps.l'exprience ert faiteci 2 tempratures diffrentes :6Set 70 oc.fa ites le schma des tubes dansle bain-marie.l'aide des r sultat s des expriences, donner Dl li6S oCet 02ci 70o( (utilisez une courbelogarithmiq ue). Queremorque-t -on sur cesvaleurs?Ist-ce logique ?Zpeut se calc uler par la relotion:Il -Illog Dl - log Dl =-z-Oonner Z.Retrouver Zpar une determinotion graphique.RsultatsDure enmin NI logNI N2 logN255 C 55"C 70C 70C1 2,5.10' 10"2 5.1Q3 1,6.1033 2.11J3 199,54 398 25,15 1262-2Raisonnement des barmes2-21 les facteurs de choix2 f-- ---'''''r-..zO L - - - - t - - - - - + - - - - 4 = - - ~Tl T2 T3Tempfature en "CPour dfinir le meilleurbar me, c'est--dire lemeilleur couple (temprature/temps) plusieursfacteurs vont entrer en ligne de compte : la rsistanceet le nombre de germes de contamination, la compo-sition dumilieu, l'paisseur du produit et sa visco-sit, les objectifs poursuivis, le matriel disponible...l xercice ~ ~ :- cintiquede destructiondes germes : l'tudeest faiteri 6S oCpour la bactrieSIreploroque oureos.On part de deux populations mres : courbe A,No=10 000 germesinl ; courbe B, No=1000 germes inl.lesconditions sontidentiques et0 = 2min. Tracerlesdeuxcourbes (droi tes)del'evolutionde log (N) en fonc-tion du temps. Donnerlapopulation Nrestante ri 4min482-21 l e raisonnement concret d'unbarmeLes t apes de ce raisonnement sont les suivantes. 1. Dfinit ion de l'obj ectif de conservationCuisson=> assainir le produit => OLede 2 3jours, 4 oc. Pasteuriser =>dtruire les microbes pathognes=>OLe: 7 24jours (4-6 "C). Strili ser ou upen ser ou apertiscr):::::}dtruire tous les microbes et les spores:::::} DLUO enmois temprature ambiante. 2. Choix de l'exigence du traitement thermiqueOn parl e d' efficacit dutra itement.On peut dfinirtrois valeurs : cuisatr ice, pasteu-risatrice et strilisatrice, codes respect ivement VCouCo, VP ou Po, VS ou Fo, et dfinies parla rcla-tian:V=n xDo n =nombre de rduction dcimale souhaite,n=10glO (No/N) .D=temps de rduction dcimale pour le ger mele plus rsistant au traitement voqu. 3. Expression d' un barme minimum de baseLe barme de base estexprim pour la tempra-ture de rfrence du t raitemen t, savoir:100"C pour la cuisson, 70 "C pour la pasteurisation, 121,l "C pour la strilisation (250 ' F).Le barme de base mimimum sera donc exprimpar : (Tr, V) o Tr est la temprature de rfrence etV est la valeur d'efficacit du traitement.Exemple : on souhaitefaireune pasteurisation. 0est gal 3 min (valeur pour Streptocoque 0legermele plus rsist ant lapasteurisation). On souhaiten = 10 ~ barme minimum:(70 ' Co30 min). 4. Optimisa tionIl faut raisonner le choixd'u ne tempr at ur eopti mu m auregard de s aspect s qualitatifs (nutri-tionnels et organoleptiques) et convertir le barmede base la temprat ure optimum. Pour cela, il existedes tables de conversion et des formules testes exp-rimentalement. C' est la phase d'optimisation.Ces quatre tapes tant franc hies, il ne restera plusqu'tudier le mat ri el adquat oude vr ifierquele matriel existant remplit les obj ectifs fixs.3- Les techniques utilises3- 1 Les changes et changeursQuatre gra ndes mt hodes sont possibles. Par contactC'est leprocdleplusrapi de, caronmetencontact direct l' aliment avec la source de chaleur. Ceprocd est largement util is dans les cuissons, tellesque celles des c pierres griller , La chaleur est alorstra nsfre pa r conduction car elle estconduitedeproche en proche dans l' aliment. Le fond de la casse-Stabilisation par la chaleurrolechauffeaugaz est l'objetd'u neconductionflamme - mtal - aliment. Par convectionLe transfert de chaleur se fait par l'intermdiaired' un fluide circulant et d'unmouvement.Ce fluidepe ut tre: del'air sec ou dela vapeur d'ea u pour lefourou lacellulede cui sson, de l'eauda nsunemarmi te en bullition, del'huile dans une friteuse. Par rayonnemen t directC'est la mthode la plus rapide pour obt enir unecuissondesurface ousur unefaible paisseur. Onutilise les infrarou ges (grill). Par ondesOn peut ut iliser les micro-ond es ou hau tesfrq uences pour aller au cur duproduit.Mais, ces mt hode s tradi tionnelles s' ajoutentaujourd' hui des mthodes plus mod ern es, tels quele chauffage par induction ou par tube effet d'ohm(dri vant de la loi d'Ohm) .3-2 La pasteurisation3-21 Donnes gnralesLa pasteurisation a pour obj ect if de dtruire touslesmicrobes pathognes et leurs toxines, et doncd'augmenter la dure deconservation sans perdreles qualits du produit. La contrainte est l'obligation,aprspasteurisat ion, du main tien dela chanedufroid. Les DLC obten ues seront de 8 jou rs pour lelait et certains plats cuisins, et de 24 jours et pluspour les aut res produi ts.Sur le plan pratique, on dfinit un object ifen nombre de r ductions dcimal es, n, avecn=log (No/N) qui condu it la df initiond' unevaleurpasteurisat ricemi nimale:Po, avecPo=n x D70.Latemprature derfrence est70 "C (d'o l'in-dice 70))port sur le D).La valeur de D70 la plus frquente est de 2,95 mincorrespondant au D de Streptocoque.Le ba rme minimum est donn suivant la rel ation(Po, 70 OC) et correspondalors une rduction dela floremicrobienne de10 n.3-22 Exemple de calcul tempratureconstanteDonnes : No=105germes/goObjectif : N=1 germe/tonne, soit l(}-6 germes/goCaleuls : n =log (1011) =I l.Si D =2,95 min, Po = 2,95 x li= 32,45 min, soitun harme de (70 ' C ; 32,45 min) signifiant qu' il faut49Techniques de stabilisationPasteurisation d'unesoupe de lgumes 32,45 minutes 70 "Cpourrduirela populationmicrobienne de1011Ensuite, pour traiter uneau tre tempr atu re, ilsuffira d'utiliser une table de conversion valable surdes produits liquides ou detrs faible paisseur, oude passer par des calculs tenant compte des donnesde forme du produit (voir documen t n 5, p. 51)Pour simplifier, on va s' attacher des calculs deconversion simple sur des prod uits liquides.En reprenantl' exempl e, si on sou haite faire unepasteu risationhaute 90 "C, le coefficient tantgal 100,il faudra appliquer32,45min/ IOUsoit0,3245 x 60= 19,5 secondes 90 oc.53-3 La cuisson10 15Temps enmin203-32Blanchiment3-31 Donnes gnralesC'est l'exemple d'unepr-cui ssonindispensablesur certa ins fruits et sur les lgumes avantun autretra itemen t (pasteurisation, strilisation ousurgla-tion).L'obj ecti f du blanchiment est de : rd uir e la populationbactrien nepour dimi-nuer le temps detrait ement . dnaturerles enzymes de dgradation du gotet de la couleur. dgazer : limi ner les armesindsirablesetforts (chou, fenouiL.) et vacuer l'air des vacuolescellulaires pour diminuer la pression interne.Le blanchime ntest une oprationqui sefait enbain d'eau bouillante quelques minutes (de 2 5 minmaximum ). Il est incontournable pour la fabricationdes plats cuisins avec des lgumes.La cuisson est une tech nique de chauffage modr,infrieurougal 100"Cqu i viseassainirlesproduits, attendrir les textures, modi fier les gotset combiner defaon stable les lments internesdel'aliment.La temprature de rfrence est 100 "C et la valeurd'efficacit s'a ppelle valeur cuisat rice et est not e Coou CZIOO' Cette valeur est essentiellement construitesur la perte en qualit nut ritionnell e.Exemple : 0pour la vitamine BI = 2 mi n : signifie Qu'il faut2 min 100 "C (temprature de rfrence) pour perdre lel oede la vitamine BIcontenue.La valeurde Zest donne deux tempr atures(voir document n" 5, p. 5 1) : Z 38 "C pour les mod ificat ions de got,Z 40 "C pour les mod ifications de couleur.1 li seme e :- Colculer la voleur posteurisotricetotale dans le cas dutraitementde lgumes en uti lisantle graphe suivant.- Sachant que l'on souhaitehuitrductions dcimales,calculer la valeur pasteurisatrice de rfrence.- Est -ce que letraitement ralis est suffisant?Si non,corrigez-le (on ne souhai te pal monter plus de 75 oC) .Temps en min Temprature Tempsenmin Temsatu1155110 752 60111 7513162 12 734 64 13 705 67 14 656 70 15 627 72 16 598173 17 559175~ .3-23 Applications : cas rel tempraturevariableDans le cas d'un trait ement thermique, la temp-rature fluctue jusqu'attei ndrela tempr ature dit ede consigne qui est celle du bar me. Or, pendantlesmontes et descentes de te mprature, parti r de55 "C, il y a un effet sur les microbes prsents. Aussi,on va passer par le calcul des valeurs pasteurisatricespart iell es, chaqueminut es, qui seront les coeffi-d ents respectifs des tempratures atteintes. La valeurpasteur isatrice globale sera la somme des valeu rs.1Exercice 34 :conve rtirlebarme minimum65 -ret71 oc.lu-ce queles duresobtenuessont cohrentes?50Stabilisationpar la chaleurDocumentn 5: Tables de conversion des valeurs de traitement thermiqueTable 1 : Valeurs pasteurisatrices etcuisatrices (selon Reicher -1980)11Temprature P l O C 38 C 40 Temprature Pl O C 38 C 40en -c 70 100 100 en "C 70 100 10055 0,03210,065 0,075 73 1,995 0,195 0,211155,5 0,036173,5 2,23956 0,04010,070 0,079 74 2,512 0,207 0,22456,S 0,045 74,S 2,81957 0,050 0,074 0,084 75 3,162 0,220 0,23757,S 0,056 1 75,S 3,54858 0,083 0,078 0,089 76 3,981 0,234 0,25158,S 0,071176,S 4,4671 59 0,07910,083 0,094 77 5,012 0,248 0,26659,S 0,089 77,S 5,6236010,100 0,089 0,100 78 6,310 0,264 0,28260,S 0,112 78,S 7,07961 0,126 0,094 0,106 79 7,943 0,280 0,29961,S1 0, 141 79,S 8,9 1362 0,159 0,100 0,112 80 10,000 0,298 0,31662,S 0,178 80,S 11,22063 0,200 0,106 0,119 81 12,589 0,316 0,33563,S 0,224 81,S 14,12564 0,251 0,113 0,126 82 15,849 0,336 0,35564,S 0,282 82,S 17,78365 0,316 0,120 0,133 83 19,953 0,35 7 0,37665,S 0,355 83,S 22,38766 0,398 0,127 0,141 84 25, 119 0,379 0,39866,S 0,447 84, S 28,18467 0,501 0,135 0,150 85 31,623 0,403 0,42267,S 0,562 86 39,811 0,428 0,44768 0,631 0, 144 0,158 87 50,119 0,455 0,47368,S 0,708 88 63,098 0,483 0,5016910,794 0,153 0,168 89 79, 433 0,513 0,53169,S 0,891 90 100,000 0, 546 0,5627011,000 0,162 0,178 91 125,893 0,580 0,59670,S11,122 95 158,489 0,616 0,63171 1,259 0,173 0, 188 93 199,526 0,654 0,66871,S11,413 94 251,189 0,695 0,70872 1,585 0,183 0,200 95 316,228 0,739 0,75072,S11,7781Table 2 : Valeurs strilisatrices11 T OC1f1 8 T"C F18 T"C f1 8 T"C f18250 250 250 250100 i 0,008 109 0,061 118 0,488 127 3,880101 0,009 110 0,077 119 0,615 128 4,88510210,012 111 0,097 120 0,774 129 6,150103 0,Q15 112 0,122 121 0,974 130 7,745104 0,Q19 113 0,154 122 1,227 131 9,746105 0,024 114 0,194 123 1,544 132 12, 269106 0,030 115 0,245 124 1,944 133 15,456107 0,038 116 0,308 125 2,448 134 19,45510810,048 117 0,388 126 3,082 135 24,50951Techniques de stabilisation3-33 Optimisation de cuisson: cas desplats cuisins Calcul du barme opt imalLesobj ectifssont simples: assainir et rendreapt issant sans perdre le contenunutritionnel, touten atte ignant les modifications technologiquessouhaites.Exemple : il faut 65 "Cminimumpour coaguler les protines :60 80 "C pour glatiniser les amidons.En fait, pour trouver le temps, il faut passerparun raisonnement surla past eurisat ionet optimiserensuitela cuisson:1. Fixerunobjectif de rduction dcimale n ouune valeur pasteur isatrice Po.2. Dter miner par essais ou par calcul, la dure dechauffage ncessaire pour obtenir Po pour des temp-ratures de cuisson variables, en gnral, 70"C, 75 "C,80 -c et 85 oc.3. Dterminer les modifications de couleur et detexture dans le produit (Z =40) ou de got (Z=38)pour chacune des tempratures. Onchiffre l'inten-sit du traitement en surface en multipliant le tempsde cuisson pour obtenir Po par la valeur de C40 ouC38 aux tempratures cites.4. Ret enir unbarme minimu mou maximumsuivant les objectifs.Pour simplifier etillustrer, voyonsunexempleralis sur de la saucisse de foie.Produit: saucisson de foie de calibre 60 mm et delongueur 500 mm.Obj ectif : avoir une dnaturationde cou leurminimum.Calcul dePo=40 min (13 rductions dcimalessouhaites et D= 3,2 min).Onretiendrala valeur cuisatri ce C qui donneletemps le plus court afin de limiter les effets de bruni s-sement desur facepour cecas tudi.Lebarmepropos serait de(76 oC; 64 min) (voir tableau ci-desso us) .Si on avait souhait avoir un fort brunissement desurface, on aura it alor s ret enula valeur de C la plusfort e, d'o un bar me qui aur ait t alors de (70 oC ;101,4 min). Fabrication d'un plat cuisi n sous videCes produitsrsult ent d'u ne optimisationdecuisson: ils sont pasteuriss, et donc ils devront treconservs au froid (4 OC) sur la dur e de la DLC quisera de 24 42jours. Mais, en mme temps, ils auront garder une grande par tie des nutriments : les pert essont estimes moins de10 % surles vitamines etacides amins sensiblesla chaleur. Le got seragalement proche du produit frachement cuit.La mise sous vide amliore encore les aspects deconservation et de flaveur : oxydation limite, armesvolatils prservs par empri sonnement dans l'em-ballage.Surle planpra tiqu e,les tapes dela chane defabricat ion sont :slection des mat ires premires de grande frai-cheur etpr paration de celles-ci (lava ge, pa rage,pluc hage...). pr -cu issonenmarmi teousur grill pour unblanchiment deslgumes oupourdorer desviandes . mise en sachet ou en barquette (emballage plas-tiqueada pt au trait ement thermique) . mise sous vide d'air parune pompe vide, cuisson - pasteurisation suivant le barme choisi:elle se fait soit en marmite au bain-marie, soit en fourvapeur, soit en enceinte ferme rotative, soit encoreen systme spcifique. refroidi ssement : descente une tempratureinfrieure 10 "C en moins de 2 h.Exercice ~ 6 : calcul d'opfimisction.- On veut preparer un plat cuisine comprenant des lentillesetdes saucisses . On choisitde faireune cuisine Hd'as-semblage n en traitant individuellement les deux produits.Il s seront ensuite assembl es par le cuis inier. Onsi ntressedoncen premi er li eu lacuissondes saucisses.Ce lles -cisont de diamtreSOmm. Lemode dechauffage es! unecellule de cuisson. en atmosphre saturee d'eau pour eviterladessiccation. Letraitementthermique comporteuneTemprature cur (oC)7074757677788085Selon J.E, Die Flelscherei, 1980)S2Etude dutraitement d'une charcuterieDure de la cuisson pour obtenir Po101,473, 168.164,160,657,451,942.5Valeur cuisatrice C40 en mn101,4 x 0.178 = 18.0573, 1 x 0,224 = 16,3868,1 x O, 237= 16,1464,1 x 0,251 = 16.0860.6 x 0.266 = 16.1257,4 x 0,282 = 16,1751.9 x 0.316= 16,4142,5 x 0,422 - 17,92Stabilisation par la chaleuroulamthode de Bali uti lisant desnombr escomplexes fh et j.Cesmthodesneseront pas abordes ici:ellencessite de la pratiqueet des relevs concrets.o dTemps11 l' fi 37 1xerctce : ca cuer e ic ccit u traitement. onne rnl . n2, n ~ dons les cos suivants (attention aux units) :5 .1 in] pour passer de 10 germesg1 germe-tonnen2 pour passer de105 ge rmes /g0,1 ge rme/ kgn ~ pour passer de105 ge rmes / kg 0,001ge rme / kgOndonne D=M min . Donner les voleurs de fi, f2etBdons les trois cosprcdents.On effectue un traitementthermi que que l'on con trleminute par minute. On obtient le grapheci-dessous . Calculerlei voleurs partielles de fchoquemin ute. Donnerle ftotal. On est dons le cos nvl. avec les valeurs nI et fl.Est -ce que le traitement rel est suffis ant?Si non, le corriger.Temps enmin 0 1 2 3 4Temprature 70 80 90 105 111Tempsenmin 5 6 7 8 9Temprature 11 5 11 7 120 122,5 125Temps en min 10 11 12 13 14Temprature 125 120 112 105 100Temps enmin 15 16 17 18 19Temprature 90 85 80 75 70Strilisation1401201/1000 mg/kg,::::) 3 4 abricots =40 mg. Lessels nitrits et nitratsNitr ite de sodium(E250), ni tr ate de sodium(E25 1), nitra te de potassium ou salptre (E252). le E250C'est un anti bactrienen liaison avec le pH et letaux deNaCI : il inhibe Clostridium botulinum, Il agalement une action de stabilisation de la couleurdela viand e par formation de nitromyoglobine :Actiondu pHEn gnral, une adjonction de sucre est conseillecar elle favor ise la raction.Cc sel est surtout utilis pour les charcuteri es volution rapi de, comme les cha rcuteries cuites. l essels nitrats. E251 et E252Ils ontune action semblable, mais plus len te caril faut dj que le nitrate deviennenitr ite sous l' ac-tion des bactries du produi t. Le salptre est utilisplutt dans les charcuteries mat uration lente, type sches .Le sucre est conseill pour att nuer le got predu salpt re.En gnral, les sels nitrat s et nitrits sont uti lissensemble en proportion variable suivant les usages. Anti biotique, pimari cine(pas de codeE)On les utilise sur la surfacede certai ns fromages(gouda, edam) et desauci sses (chorizo)pour viterles moisissures. Lesbact riostatiquesnat ur elsIls sont produits par certaines souches de bact -ries (exe mple : la pedioci ne oulanysine). Cesontdes produits entireme nt naturels, qui sont des bact-riostatiquescar ils inhibent la croissance debact-ries telles que Clostridium botulinum ct de certai nesbactries de gonflement des fromages, en prservanttoutes les qualits organoleptiques de l'aliment . Onles utili seaux USA dans les sauces, salades, comi-chons, fromages frais, ptisseri es, chocolat en rempl a-cementdes sulfites. EnFrance, ils sontseulement64autoriss pour les fromages ptepresse cuite etnon cuite tels que l' emmental, le comt, ou le goudaainsi que dans les fondus.1-22Les antioxydants Aci deascorbique(vitamineC) et ascor bates(E300 el E301 302)Ils limitent le rancissement et le brunissement surles frui ts et da ns les produits laitiers.Ils aide nt stabili ser la couleur de la viande avecles sels nitr itsct nitr at s car ils viten t la ract ioninverse de dcomplexat ion du pigment rouge formavec NO. Tocophrol s (vita mine E) E306 309L' acti onest antioxydative des pigment s (utilissdans les pures dshydra tes). Les sels del' aci degalli que : ga llate de propyle(E3 I1)eld' oclyle (E3 12)Ils sont utili ss dans les corps grasindustri els etdans les pures. Mais, ilspeuvent provoquer desmal adies depeau(eczma). BHA (butylhydroxyanisol E320) el BHT (but hyl-hydroxytolune E32 1)Cesontdepuissants antioxydants, utiliss large-men t dans les pures depommes de terredshy-drat es. Par cont re, jugs tr s dangereux, ils son t entrain d' tre remplacs par les tocophrols ou autres. Acides citriques (E330), tartrique (E334), ph os-phorique et lactique (E270)Ils renforcen t l'activit ant ioxydante d'autres ant i-oxyda nts.1-3Les agents detextureIls sont ajouts pour des effets detexture majori -tairement. ma is, cert ains possd ent un pouvoirconservateur. Ce sont :1-31Les agents antimollantsIls vite nt l' agglomrat ion des part icules deprodui t.1-32Les paississants Rl e : lier l' cauet donner de l' onctuositauproduit fini. Mode d' action: cra tion de liaisons faibles avecl'eau en formant des rseaux discontinus lches. Lespaississants pontent les molcules d'cau. Voici des exemples d' paississant s agissan tcomme conservateur : Les amidonsOn distinguel' amidonnatif composd' amyloseel d' amylopectine (sans codeE), peu stable dans letemps, et les amidons modifis , en gnra l cods.La diffrence porte sur les teneurs respectivesd'amy-lose et d' amylopectine et sur des ramifications mol-culaires ventuelles. Les amidons modifispermettentune meilleure conservation surlelongterme des produits. Onles trouveincorpors auxpr oduits laitiers frai s (desserts), aux cha rcut eri escuites, auxsauces... en frais ou en surgels. Ils vitentles pertes en cau et donnent une texture homognect constante dans le temps. Lespolyphosphates, E450 (phos phatestrical-ciques ou alcalins)Ils ont unpouvoir complexant sur les minr auxcomme Ca, Mg, Fe, Cu.Ils sont utiliss sur toutdans les produits carnscar ils ont plusieurs actions :.... Actionsur le PREdes viandesIls permettentla for mat ion deliaisons entre lesprot ines de viande et l' eau, via des ponts calciques.C'est lapossibilit pour la viande d' absorber plusd'eau : on en fait un large usage dans les produits decharcuterie cuite, type jambon blanc ou paule..... Action sur lasolubilit des protines myofibrillairesAprs la mor t, les animaux passent par une phasedevigor-monts qui correspo ndla formation d' uncomplexe actomyosine insoluble. Cc complexecorrespondaux fibres d'acti neet demyosineliesgrce des ponts calciques. Les polyphosphates, encomplexant le calcium, dissolvent les fibres. Ceci apour consquence la sort ie des protines myofibril-laires solubles en milieu sal. la cuisson, il y auraforma tion d'un ciment donnant une bonne cohsionaux produits cuits (tenue de tra nche) . Ces protinesont aussi un pouvoir mulsifiant.... Actionsur lacouleurLa couleur est stabilise dans les viandes grcela complexation du Fe..... Action surles microbesC'est le rle conservateur propre, mais assezrduit. En effet, les polyphosphares sensibilisent lesmicrobes il la chaleur, ce qui permet de les dt ruireplus facilement , des tempratures plus basses..... Rle anticoagulant sur lesangLes polyphosphate s sont utiliss pour conserverle sang liquide.1Exercice ~ 9 ;rechercherdes emballages deproduits :jambon blanc. touciucns secs et cuits. fromages durs. petitssuiues. frui ts auxsi rops en conserve, pain de mie emballe,gteaux emball s.Les autres techniques de stabilisationNoter le, additif, de conservation presents pour chaqueprodui t et donner leurs rles. Aurait-on pu lesremplacer ?Vous avez fabriquer un nouveau produi t : descubes depommes crues prt l'emploi. Quels problmes peuventapparatre ? quell essolutions techniques pouvez-vousenvi-sager ?2 - les technologie d'puration froid2-1Hautes pressionsCe proc d per met de pasteuriser les produitsdans la masse sans chauffement. Par la dest ructiondes micro-organismes cont aminant s et de certainesenzymes dfavorablesla conservati on, les hautespr essions permettent unstockage prol ong desproduits sans en altrer les valeurs nut ritives et orga-noleptiques.2-11PrincipeDefortespressions (del'ordre de 3 000 6 000bars)sont transmi sespar unliquideauproduitaliment aire. Les barmes de pressurisation ou depascalisat ion sont donns en pre ssion-temps, etressemblent for t aux bar mes classiques de traite-ment ther mique.Cette technique est connue depuis longtemps dansl' industr ie du quartz, du diamant ou de la cramique.Le matriel est simple : Une enceinte de haute pr ession: elle est cylin-drique et en acier forg. Elle permet de recevoir unpanier dans lequel sont disposs les produits traiter.La part ie haute est scelle. Une pompe de compression du fluide dans J'en-ceinte, hydropneumatique ou lcctrohydra ulique. Uncirc ui t dehautepression, et des orga nescommande-contr le (totalementmanuels ou auto-matiss). ventuellement, un organe de chauffage formde plusieurs colliers autour de l' enceinte, peut treuti lis pour porter les produits vers 100oc.Suivant les paramt res de l' installation (volumes,pression, puissance du compresseur). la dure d'uncyclepeuttredequelques secondesil quelquesminutes.2-12FonctionnementLe trait ement s'applique sur des produits emballsen mat ri aux soupl es et dformables, tels quelesplastiques. Le polythylne, par exemple, est couram-ment utilisca ril supporte4000bars. Laseule65Techniques de stabilisationcontrainteest queremballagesoitimpe rm able l'cau et au gaz.Les produits emballs sont placs dans le panieret celui -ci est misdansl' en ceinte. La pompedecompres sion e nvo ie l' e au sous pression sur lessache ts. Lafer metured' une va nnedeci rc ui t vapermettre de ma inteni r la pression le temps souhai t.Ensuite, l'ouverture J e cette vanne fait chuter instan-tan mentlapression dans l' enceinte. Les prod uitssont alors sortis.Leprocdfonctionne sur tout e ndisconti nu .Toutefois, sur les liquides. un procd se mi-cont inufonctionne bien : au Japon, une unit de fabri cati ondej usdefrui ts, traitant 4 000litresparheure4OrX) ba rs est en semi-continu (voir document n" 10).2-13Produits traits Jus de fru its acides: 400 bars - 10 min pour unjus d'orange, ass urant une dure de vie de 2 3 moissans pe rte de vitamine C (stockage au frais). Liqui de neutre : 6 000 bars penda nt 10 47 min. Confitures: 4 nno 6000barspendant 10 30 min. Ovoproduits : la mthode est utilisabl e, mais lesjaunescoagulent vers 4 000bars. et lesblancs vers6000 ba rs. Yaourt s : dso rmais ont ro uve des produ i,sfahr iqus au Japon, qui se conservent plus d'unmoi s.D' autres produ its sont venir puisqu e cettetech-niqu e est rcente en alime ntaire ( 1991).2-2 Micro-filtration2-21 Prsentation de la techniqueLafiltr at ionconsistesparer des lments pardes filtres deporosit vari ablesuivantlataill e desmorceaux ou lme nts isoler. On classeles tec h-niques suiva nt le tableau ci-dessous.En microfiltra tion, le di amtre des pa rticules ret e-nues est de 0,3 1OI'm(0,3.10-6 10.5ml . Aussi, lamicrofiltration vapermettreunepurat ion bact -rie nnefroid: les bactri es nepasserontpas autrave rs dela membrane.2-22 Application alimentaireEngnral, ce so nt les filtres e ninstall ati ontangenti elle (schma ci-dessous) qui donnent lesme illeurs rsultats.Les applications les plus courantes sont : puration dulait crupour fairedes fromages aulait crutout en ayant un maximum degaran-ties sur le plan microbiologique. Ce procd est pr in-cipalement uti lis pour le camembe rt de Normandie. Fabrication de lait pur : la ma rque Ma rgue-rit e util ise cette technique(voir do cumen t nI l ).Parti cules.. .... Il .. Ilsucres1... Ilnoir defume1--1bactries 1farines.. [ Ilosmose Inverse1-Domainesde filtration66atomesetmolculesselsacqueuxultra;filtralionmicro;filtration-filtration1Les autres techniques de stabilisationDocument n 10 : Les hautes pressionsSchma de principedes quipements de hautes pressionsProduitLiquide dePressuraticnEnceintePompe HautePressionGroupe rchauffeurrefroidisseurUni tdecontrlecommandeMOlECULES EFFETS DE LA PRESSION . INTERETS ENAGROALIMENTAI RE .VitaminesGlucidesProtineslipidesAcides nucliquesAucunAucun surles sucres simplesModificationdela structure des polysaccharidesDnaturationActivation ouinactivation d'enzymesTransition liqulde-sol ideStabilisatiion dela: structure enhlicePas de perte devitaminesPas demodificationdela teneurModificationdes propritspaississantes et glifiantes.Texturation et glificationModulation d'activits enzymatiquesMaintien sous fonnesolide temprature levePas d'effet mutagnessur les micro-organismesEchellede sensibilitdes micro-organismesen fonctionde la pressionPression (MPa).Rsistance desspores bactriennesDestructiondes micro-organismes vgtatifs :bactries, levures elchampi gnons filamenteuxDestructiondes ascospcres dechampignonsSurvie des micro-organismesVi edes micro-organismes barophites.... Cahiers des industries alimentaires n40, mai 1997.67Techniques de stabilisationDocument n Il : Microfiltration la coopratille laitirede Villefranche_....~-DansleRhne, laCooprat ivelaitiredeVillefranchefabri queunlait qui retrouve lesqualits organoleptiquesdulait crutout enayant unequalit bactriologiquesuprieure celledulait past eur isgrce unprocdencoreindit pour laproducti ondelait : lamicrofi ltration.L.LJ( ,V1e:::::::L.LJ:::c:::x::l. )V1L.LJ_....~reen1931.10 Cooprawe/oI tIl-de v.l le{ranchecompteQ4'0Urd'hui cmqoonte .saIonset collecle13 milliOnsdeh!fe'Sde 100l pcr on,pourunCAonnuel de 50 MF, Sa produc{lonserpartll enlrolSgrands secrees :du!Ul t{rGis (20 %). du loil crm destine l'exporl-!/Olle - (50%), el enfin, de10 crme {raiche,dl betme. dJ fromage blanc. desyaourts et(ramage sec (30%J. Lo coccceve dwibue sespro.cMlS sur Ioule10 rgiondl GrandBeol.,obs. cesz-o-cire Lyonel 10 rgion roa d.J dpon:emenl dl Rh6ne.!!OYELECTOFFREDETECHNOLOGIEEn 1990,10cooprO/.l\ter/lchl sur kJ cf'kJle ~ depuiscesWJgI mres ~ de 10 COflsommeJ/lOI1de/aIr fraISpcsrecnsCe mers'est en effer. toro.lis el subll laVIVe concurrencedu lolt UHT. JacquesCharvet. direcleur, dcidedonc d'onell1er sc! prodlKtlonvers des prodUils nalurels. rpondanl ol/lsi il unelottedemande desconsam(l1(Jl eur>.L'entrepfisecherchedonc il laborerunklil troIS pr.senlOrll deux ovan/Oges. Sa cive dt! cooservallOfl aurfngroletJf doit ~ I f p supnetJ sepl jOtlf!>(aeweNed...ee deCOflServaOOtJdJ /01/ fraisrcsreoosCOtJfOl1l).FVRIER 1995- -'-=68Les autres techniques de stabifisationep/u5. ri d(>vroret/OlM.'!"le got oolurelduloit{rars cru Lo cooperative prend alorscovoaen)OrMer 1990CNeC lascc r Af{oLaval (devenue depuisreecLavai). Celte en-trepnseproposurl en effel un procd de mi-cro(iltra!lon, le8a((ocO!ch. Lo micro(i/lfOlionpermel de (i/rrer desparticules dans unemaille de 0.2 a1,4 mK:rorJde dlOmefre. alorsque fu/tra(ilfrQ!!OOconcernedesdiamuesrn{erieurs0.2 mocron. Elleest djutilISepour de nombreusesapplicat/OflS : purotjQfl de reau. plasma sangtnn. froi-tereors boctnologlqucs Cf IrQIlement de10beetduvin. En cre. cnte redmloglf' n'a JOfI'IC1IS t en t.Mepourle /0.1 deconsammaoon.Deputs {evoer 1994. l'enrpnsosrcsed'un plaIe deITIICro{lilrotionde 70011h, ensalleu/tra-propre. Aprscrtimoge(/0%duvolume environ), le/ail est (!Ifrtisous pression a 45-50 ocUnerelie rempratllre n'apasd'lnCldence SI)r les qW1!1ts du lait et offre. en cerre.linrendement optimal des mernorooes poreuses SCT.Lo surfacedesmembranes cramiques est de0.7 mlet la porost de 1.4 mKfO{). Le fl'rental (flores. bac-r-es, etc. SOIf 5% duvolumedulall) esl reqck! elvoiom en {ramagene En(in. 10 cirwlarlf)(l Conlre-COO!'QrN' teiv?le lesdecolmatagedesmem-MInes el OUIOllSl!' un(OflCtlQfJl'/('f"llfft pendant 1015heures sons nt"lIoyage.Ao ce pocoUfIIQtl(' ilJ monde pour 10 prodJellQ(l/ait laCooprative /cllt,{>re de Vil/efr(Jfl(he obtlenrun prrxj.fll auxaossmultipleS.' leiQl! traispelll se conserver qUinzeJOUrs aulieudes sepf hablwels: Je. ConsommaleurretfOlJVefa legotdu lait pwsquerseoce de tfOl lement/ur prservesesqua-/lIBgusrat.....esel f1UUItJOflfJeIIes: ce/fOl lement anEiote senstJemenl les q.dIls hy.g.rJquesdu /ait par rapport (lJ /ait UlI ou pcsres.la mKro(jJtralK)(l assureeneffel unedbaclnsaoon(j\JOSIlotale : les tocreset le systeme enzymotqJesamstoppes99,9 %alorsec10pasleurisalion.lepaurcenwge d'puranon est comprisenlre90el 95 %.epilotedelacccccoveassureuneproduc-lion de 2000/irles/Jour endismntinu. 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