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ASPECTS BIOLOGIQUES DE LA CONSERVATION DES ALIMENTS

Les techniques de conservation ont pour but de prolonger la durée de consommation ainsi que les propriétés gustatives et nutritives des aliments. Beaucoup ont été mises au point de manière empirique depuis l'antiquité.

INTRODUCTION

En quoi la connaissance de la biologie des microorganismes permet de comprendre certaines techniques de conservation des aliments ?

Avec l'apparition de l'agriculture, au néolithique, la conservation des aliments dans des récipients va permettre de mettre les céréales à l'abri des animaux et des intempéries. Les premières poteries utilitaires sont apparues vers - 8000 ans et se généralisent vers - 6000 ans.

INTRODUCTION

I – BIOLOGIE DES MICROORGANISMES ET HYGIENE ALIMENTAIRE

A – LES ALIMENTS, UN MILIEU FAVORABLE AU DEVELOPPEMENT DE MICROORGANISMES

Quelques microorganismes

Bactéries Bactéries Protozoaire

Moisissure (champignon)

Moisissure (champignon)

Virus

Chaque microorganisme a un domaine de température optimale, favorisant son développement. Des températures inférieures gênent sa croissance. Des températures supérieures gênent aussi sa croissance, mais peuvent aussi entraîner sa mort. Les microorganismes mésophiles se développent de manière optimale dans des conditions de températures qui correspondent à celles de nos aliments.

Multiplication des microorganismes et température

Multiplication des microorganismes dioxygène

Le dioxygène est indispensable à certains microorganismes (aérobies stricts comme Pseudomonas) alors qu'il est toxique pour d'autres (anaérobies stricts comme le bacille botulique). D'autres encore sont indifférents (anaérobies facultatifs comme Echerichia coli) ou n'ont besoin que de très peu de dioxygène (micro-aérophiles comme les mycobactéries).

Multiplication des microorganismes et pH

Chaque microorganisme se développe dans une gamme de pH donnée (acidophiles, neutrophiles, alcalinophiles). Leur résistance à un écart de pH est très variable. La plupart des microorganismes ont un pH optimal compris entre 4 et 7,5.

Moisissures se développant à la surface de produits de consommation

INTRODUCTION



-Un microorganisme est un être vivant microscopique, souvent unicellulaire, invisible à l’œil nu. Ce terme englobe actuellement les bactéries, les champignons microscopiques, les protozoaires et les virus. Les microorganismes sont abondants et se rencontrent dans tous les milieux, y compris dans l'air -Pour leur croissance et leur développement, les microorganismes ont notamment besoin d'eau, de nutriments et parfois de dioxygène. D'autres facteurs du milieu comme le pH ou la température ont un effet important.

-Nos aliments constituent des milieux propices au développement des microorganismes. Les produits contenant très peu d'eau, comme le pain ou la farine, se conservent beaucoup mieux que les produits contenant davantage d'eau, comme les fruits et légumes frais, les viandes, les poissons…

INTRODUCTION



B – CERTAINS MICROORGANISMES ALTERENT LES ALIMENTS ET PEUVENT PROVOQUER DES INTOXICATIONS

Dégradation d’une orange par un champignon: penicilium

Quelques exemple d’intoxications dues à des microorganismes pathogènes et agents responsables

INTRODUCTION



B – CERTAINS MICROORGANISMES ALTERENT LES ALIMENTS ET PEUVENT PROVOQUER DES INTOXICATIONS

La plupart des microorganismes sont inoffensifs, voire utiles à l'Homme (exemple: moisissure dans certains fromages) Cependant, certains microorganismes peuvent altérer nos aliments par putréfaction D’autres sont pathogènes car ils provoquent des toxi-infections alimentaires, soit directement, soit par l'intermédiaire de substances qu'ils produisent : les toxines. La sévérité des symptômes dépend de la virulence de la souche microbienne, de la dose ingérée et de la résistance de la personne atteinte. Les enfants, les personnes âgées, les malades ou les femmes enceintes sont plus fragiles que les adolescents et les adultes en bonne santé.

INTRODUCTION


II – BIOLOGIE DES MICROORGANISMES ET CONSERVATION DES ALIMENTS

A – RALENTIR OU BLOQUER LA CROISSANCE DES MICROORGANISMES PAR LE FROID

Les techniques de conservation des aliments visent à empêcher les microorganismes de se multiplier de manière à préserver la comestibilité et les propriétés gustatives ou nutritives des aliments.

Au XVIIe siècle, des glacières permettaient de stocker de la glace découpée l’hiver sur les étangs. Il s’agissait d’une fosse d'une dizaine de mètres de profondeur, couverte par un toit isolant et dans laquelle on alternait des couches de paille et de glace. Le fosse restait froide et la glace se conservait jusqu’à l’été. Seuls quelques châteaux possédaient ce type d'installation.

INTRODUCTION




Les techniques de conservation des aliments visent à empêcher les microorganismes de se multiplier de manière à préserver la comestibilité et les propriétés gustatives ou nutritives des aliments.

Les basses températures (inférieures à + 8°C) ralentissent voire bloquent les réactions métaboliques des microorganismes et donc leur multiplication. Elles ne les tuent pas, un retour à température ambiante permet une reprise de la multiplication cellulaire. La réfrigération consiste à entreposer les aliments à une température positive mais proche du point de congélation (entre + 0 et + 6°C). Elle est utilisée pour conserver les aliments périssables à court terme (de quelques jours à plusieurs semaines selon le produit). Elle doit s'appliquer à des aliments initialement sains et sans rupture de la chaîne du froid. C’est une technique connue depuis l'antiquité. La congélation consiste à entreposer les aliments à une température négative (- 18°C à cœur). Elle est utilisée pour conserver des aliments périssables à long terme (1 à 24 mois).

INTRODUCTION




B – TUER LES MICROORGANISMES PAR LA CHALEUR

Conserves obtenues par stérilisation

Produits pasteurisés

Produits stérilisés par U.H.T.

INTRODUCTION





-La stérilisation, ou appertisation, consiste à exposer l'aliment à une température supérieure à 100°C (généralement 120°C) pendant un temps qui varie avec la nature de l'aliment (10 à 60 min). L'aliment peut ainsi être conservé de 3 à 5 ans à température ambiante.

-La pasteurisation consiste à placer le produit à température élevée, mais inférieure à 100°C (70 à 85°C), pendant une durée réduite (de quelques secondes à quelques minutes). Tous les microorganismes n'étant pas tués, l'aliment doit être entreposé au froid (+ 4°C). La durée de conservation est alors limitée (7 jours pour du lait). Cette technique concerne, par exemple, le lait et les produits laitiers, les jus de fruits, la bière, le vinaigre, le miel…

-La stérilisation Ultra Haute Température (UHT) consiste à placer le produit à très haute température (135 à 150°C) pendant une très courte durée (1 à 15 secondes). La durée de conservation atteint 90 jours.

INTRODUCTION





C – PRIVER LES MICROORGANISMES D’EAU

Enlever l’eau par déshydratation (exemple: fruits secs)

Poisson séché (Grèce)

Pruneaux séchés

La lyophilisation consiste à congeler un aliment puis à le dégeler sous vide, l'eau passe alors directement de l'état solide à celui de vapeur (sublimation). Cette technique donne des produits de qualité, qui se réhydratent bien mais reste d'un prix de revient élevé. Elle est réservée à certaines applications comme le café soluble, des potages instantanés et à l'alimentation en conditions extrêmes (alpinistes, spationautes ...).

Le sucrage, généralement au saccharose, concerne des produits végétaux (sirops, fruits confits, confitures...). La conservation par le sucre ne peut se faire qu’à chaud puisque l’aliment doit perdre une partie de l’eau qu’il contient par évaporation tandis que le sucre, une fois dissous, se lie aux molécules d’eau restantes et les rend indisponibles pour la croissance de microorganismes.

Fruits confits Confiture

Salage du jambon de Bayonne

Salage du poisson

Le salage, consiste à soumettre l'aliment à l'action du sel (soit en surface (salage à sec) soit en le plongeant dans l'eau salée (saumurage)). Cette méthode est utilisée pour des produits animaux (charcuteries, poissons, fromages) et permet des conservations de longue durée.

INTRODUCTION






L'eau liquide est indispensable à la vie. La privation d'eau empêche donc les microorganismes de se développer. On peut supprimer l'eau disponible par déshydratation, lyophilisation, salage, sucrage…

INTRODUCTION






D – TUER LES MICROORGANISMES A L’AIDE D’UN ANTISEPTIQUE

Conservation par acidification

INTRODUCTION







Un antiseptique est une substance qui tue ou prévient la croissance des micro-organismes. Plusieurs techniques: - L'acidification: consiste à ajouter un acide organique pour que le pH du produit soit inférieur à 4,5. Les pH acides altèrent les protéines enzymatiques des microorganismes, ce qui les rend inactives. Certains microorganismes résistant à ce traitement, il est nécessaire de le compléter avec un procédé thermique comme la pasteurisation (câpres, cornichons, oignons).

Conservation par fumage (Exemple: saumon fumé)

INTRODUCTION







Un antiseptique est une substance qui tue ou prévient la croissance des micro-organismes. Plusieurs techniques: - Le fumage (ou fumaison) consiste à soumettre une denrée alimentaire à l’action des composés gazeux qui se dégagent lors de la combustion de végétaux. Il s'applique principalement à des produits carnés (viande ou poisson) pour lesquels le séchage suivi du fumage permet la conservation grâce à l'action combinée de la déshydratation et des antiseptiques contenus dans la fumée.

INTRODUCTION







E – PRIVER LES MICROORGANISMES D’OXYGENE

Aliments sous vide (privation d’oxygène)

INTRODUCTION








Le conditionnement sous vide consiste à priver les microorganismes de dioxygène, ce qui a pour effet d’empêcher le développement des microorganismes aérobies. L’emballage doit cependant être conservé au froid (entre 0 et + 3°C) afin de limiter le développement des microorganismes anaérobies. La durée de conservation est ainsi prolongée et peut atteindre plusieurs semaines.

INTRODUCTION








F – TUER LES MICROORGANISMES PAR UN RAYONNEMENT

À des doses supérieures à 6 kilogray, l'irradiation peut dégrader les vitamines ainsi que d'autres nutriments, diminuant ainsi les qualités nutritives du produit. Elle peut avoir un impact négatif sur le goût, l'odeur et la texture des aliments traités. Par exemple, en France, la dose de 10 kilogray est autorisée pour le traitement des céréales, de la farine de riz ou des épices, et la dose de 5 kilogray est autorisée pour traiter la viande ou le poisson.

INTRODUCTION



F – TUER LES MICROORGANISMES PAR UN RAYONNEMENT

Les radiations ionisantes sont des rayonnement électromagnétiques (du même type que la lumière visible ou les ultraviolets) particulièrement puissants. Ce sont soit des rayons X soit des rayons gamma, ces derniers étant obtenus à partir de sources radioactives (mais les aliments irradiés ne sont nullement radioactifs). Ces rayonnement entraînent une inhibition de le croissance voire la mort cellulaire. Ce procédé est généralement utilisé pour les épices ou les herbes aromatiques mais les fruits, légumes et viandes peuvent également être traités.

Symbole international signalant un aliment irradié

INTRODUCTION

A – AVANTAGES ET INCONVENIENTS DES TECHNIQUES DE CONSERVATION

III – CONSERVATION DES ALIMENTS, SANTE ET APPETENCE ALIMENTAIRE

1 – Conservation des aliments et teneur en vitamines

Impact de différentes techniques de conservation sur la teneur en vitamine C des aliments

INTRODUCTION




La surgélation ou la lyophilisation ne modifient en rien la teneur en lipides, protides, glucides et sels minéraux de l'aliment. Elles ne réduisent nettement que la teneur en vitamines. Cependant elles permettent une cuisson plus rapide, donc la teneur finale en vitamines est peu modifiée dans l'assiette.

INTRODUCTION




2 – Risques associés à certaines techniques de conservation

Différentes catégories d’additifs alimentaires

Exemples de risques associés aux conservateurs

La dose journalière admissible (DJA) = quantité d’un additif pouvant être consommé quotidiennement par un adulte sans effet négatif sur la santé. Cela est cependant contesté car il n'est pas tenu compte des interactions entre plusieurs additifs et plusieurs aliments. Il en résulte parfois des risques pour la santé.

L'acide benzoïque et ses dérivés (E210 à E213)

Ce sont des produits utilisés comme conservateurs car il sont actifs contre les bactéries et les moisissures. On les trouve dans différents produits comme des sodas, des laits aromatisés, des conserves de poisson... Ils peuvent provoquer des allergies

Les nitrites (E249 à E252)

Ils sont utilisés comme stabilisateurs de coloration, antimicrobiens et pour leurs effets sur le développement des arômes. Ils sont responsables de la saveur caractéristique des produits de salaison et de leur couleur rosée attrayante. Ils peuvent cependant engendrer des réactions allergiques ou des troubles gastro-intestinaux. Ils présentent aussi un risque cancérigène en provoquant la formation de nitrosamines lors de la cuisson.

INTRODUCTION




2 – Risques associés à certaines techniques de conservation

Un additif alimentaire est une substance ajoutée à un aliment. Il peut s'agir d'un extrait naturel ou d'un produit de synthèse. Il est utilisé pour colorer, modifier le goût, la consistance ou prolonger la conservation d'un aliment. Les additifs alimentaires (colorants, édulcorants, conservateurs, antioxydants, épaississant, émulsifiants) peuvent présenter des risques pour la santé (allergies, troubles respiratoires ou digestifs voire de cancers...).

INTRODUCTION


B – SAVOIR LIRE LES ETIQUETTES


1 – Conseils de conservation et dates de péremption

Durée de conservation du lait selon la technique de conservation

Exemples d’étiquetages

INTRODUCTION





- Selon son mode de conservation un même aliment peut être conservé plus ou moins longtemps. Il est donc important de respecter à la fois les conditions de conservation (chaîne du froid par exemple) et les dates limites de conservation. -Date limite de consommation (DLC) : "À consommer jusqu'au..." S'applique aux aliments réfrigérés. C'est une date limite impérative jusqu'à laquelle l'aliment est consommable s'il est conservé dans les conditions recommandées (chaîne du froid). Au-delà de cette date, le développement bactérien peut être dangereux pour la santé. -Date limite de consommation optimale (DLUO) : "À consommer de préférence avant ..." C'est la date à partir de laquelle les qualités organoleptiques, physiques et nutritives peuvent être altérées. Au delà, bien que de moindre qualité, l'aliment est toujours consommable s'il a été conservé dans les conditions recommandées.

INTRODUCTION





2 – Allégations nutritionnelles

Exemples d’allégations nutritionnelles

INTRODUCTION






Les allégations nutritionnelles indiquent l'apport en énergie et en nutriments de l'aliment. Elles insistent parfois sur un aspect particulier : "riche en calcium", "pauvre en sodium", "riche en oméga 3" etc. D'autre part, certains aliments ont fait l'objet d'un enrichissement soit en vitamines (B et D surtout) soit en sels minéraux (calcium, fer, magnésium, phosphore), en acides gras ou en acides aminés. Or, une alimentation variée et équilibrée suffit à apporter ces substances en quantité suffisante. L'enrichissement alimentaire obéit davantage à une logique commerciale de l'industrie qu'à un réel souci d'équilibre.

INTRODUCTION






3 – Allégations de santé

En 2010, Danone a préféré retirer les allégation de santé de la marque Activia "Aide à faciliter le transit " pour ne pas risquer d'être mis en cause par l'AESA (l'autorité européenne de sécurité des aliments). La marque l'a remplacée par des slogans invérifiables comme " Pour se sentir mieux " ou " Pour prendre soin de mon ventre".

Exemples d’allégations de santé

Exemples d’allégations de santé

INTRODUCTION






3 – Allégations de santé

Une allégation de santé fait référence à un lien entre l'aliment et la santé. Exemple "aide à réduire le taux de cholestérol". Ces allégations doivent être considérées avec prudence. Elles peuvent parfois être validées par des études statistiques menées rigoureusement et vérifiées, mais ce n'est pas toujours le cas. Depuis 2010 l'Union européenne vérifie les allégations de santé des produits alimentaires sur des bases scientifiques

Etalages et rayons dans un supermarché au États-Unis

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