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Article

1 - CARACTÉRISTIQUES DES PRODUITS DÉSHYDRATÉS À USAGE ALIMENTAIRE

2 - TRAITEMENTS THERMIQUES DE DÉCONTAMINATION DES POUDRES ALIMENTAIRES

3 - TECHNOLOGIES DES TRAITEMENTS THERMIQUES

4 - TRAITEMENTS ATHERMIQUES

5 - CONCLUSIONS ET PERSPECTIVES

Article de référence | Réf : F1136 v1

Traitements thermiques de décontamination des poudres alimentaires
Décontamination des produits déshydratés à usage alimentaire

Auteur(s) : Frédéric FINE, Patrick GERVAIS

Date de publication : 10 mars 2007

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RÉSUMÉ

Les graines, les poudres et les produits pulvérulents sont très représentés dans les industries agroalimentaires. En effet, 80 % des ingrédients mis en œuvre sont sous forme déshydratée ; c’est pourquoi leur stabilité microbiologique est depuis longtemps étudiée. Du fait des exigences de qualité toujours croissantes, l’innocuité des produits alimentaires est très étudiée par les industriels. Des procédés innovants sont en cours de développement, notamment la détente instantanée contrôlée, la lumière pulsée ainsi que le système FHT.

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ABSTRACT

Grains, powders and pulverulent products are widely used in the agrifood industry. Indeed, 80% of the ingredients used are dehydrated; this is the reason why their microbiological stability has been studied for a long time. Due to the ever increasing quality requirements, the safety of food products is studied in depth by industrialists. Innovative processes are being developed and notably the instant controlled pressure drop (DIC), pulsed light and the high temperature fluidization technique.

Auteur(s)

  • Frédéric FINE : Chef de projet Technologie PhD - Centre technique de la conservation des produits agricoles (CTCPA - Avignon)

  • Patrick GERVAIS : Professeur des Universités - Université de Bourgogne (ENSBANA)

INTRODUCTION

Les graines, les poudres et les produits pulvérulents sont très largement représentés dans les industries agroalimentaires. En effet, 80 % des ingrédients mis en œuvre sont sous forme déshydratée ; c’est pourquoi leur stabilité microbiologique est depuis longtemps étudiée. Du fait des exigences de qualité toujours croissantes de la part du consommateur, l’innocuité de produits tels que le lait en poudre, les farines, les épices, les ovoproduits, les champignons déshydratés, les poudres d’algues et les carraghénanes fait l’objet d’une grande attention de la part des industriels. De plus, les nouvelles tendances alimentaires et notamment l’engouement pour les plats ethniques, aux goûts relevés, ont contribué à l’explosion du marché des épices et des aromates au cours de la dernière décennie.

De composition variable, la microflore de ces produits est connue pour être présente en grande quantité, du fait des conditions de production artisanales (récolte, séchage, stockage...). La présence de cette microflore adaptée aux faibles teneurs en eau rend difficile la décontamination des poudres alimentaires. Deux types de micro-organismes sont présents dans les produits pulvérulents : les formes végétatives et les formes sporulées. De nombreux auteurs ont rapporté que la résistance thermique des spores et des formes végétatives est plus importante dans des milieux pauvres en eau. En effet, le stress osmotique subi par les micro-organismes lors de la contamination des produits pulvérulents a pour effet une augmentation de la thermotolérance des levures et des bactéries.

Bien que réalisable, l’opération de destruction des micro-organismes dans les produits solides se heurte à des difficultés à plusieurs niveaux. Elles sont réduites lorsque ces produits solides sont contenus dans une phase aqueuse et de nouveaux traitements comme le chauffage ohmique ou les micro-ondes permettent une décontamination efficace. Dans le cas des solides divisés traités en vrac comme les épices et les herbes aromatiques, le problème se pose au niveau de l’homogénéité du traitement et du pouvoir de pénétration de la chaleur.

L’objectif de ce dossier est de rappeler les principales caractéristiques physico-chimiques des poudres, de caractériser les microflores rencontrées sur les produits pulvérulents, de présenter les différents principes de destruction des micro-organismes secs et de réaliser une synthèse bibliographique de l’ensemble des techniques thermiques et athermiques de décontamination des poudres alimentaires. Enfin, la dernière partie du document sera consacrée à la présentation des principes des nouveaux procédés innovants actuellement en cours de développement, notamment la détente instantanée contrôlée (DIC), la lumière pulsée ainsi que le système FHT (fluidisation à hautes températures), breveté par le laboratoire de Génie des procédés alimentaires et biotechnologiques de l’université de Bourgogne.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-f1136


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2. Traitements thermiques de décontamination des poudres alimentaires

Les traitements thermiques sont couramment utilisés pour décontaminer les aliments et, en particulier, les poudres à usage alimentaire. L’optimisation de ces traitements passe par l’étude et la compréhension des cinétiques de destruction microbienne et des paramètres caractérisant la thermorésistance des micro-organismes.

2.1 Causes de la mort cellulaire

De nombreux auteurs attribuent les effets létaux d’un stress thermique à la dénaturation des protéines, des membranes et de plusieurs organites cellulaires [36] [37] [38].

Chez Saccharomyces cerevisiae, une condensation du nucléole avec condensation du matériel périphérique a été observée après un choc thermique par Webster et Watson [36]. La formation de granules cytoplasmiques (résultat d’une dénaturation des protéines cytoplasmiques due à l’élévation de la température) et de particules électrodenses dans la matrice mitochondriale a également été observée.

Même si les températures induisent des altérations de différentes structures de la cellule et des composants biochimiques, la perte de l’intégrité membranaire serait la principale cause de mort cellulaire pendant le stress thermique [38] [39]. Cette perte de l’intégrité membranaire est le résultat :

  • d’une perméabilisation de la membrane [38] ;

  • d’une dénaturation des protéines membranaires [37], premier inducteur de la réponse cellulaire à un choc thermique [42]. En plus de servir comme premier signal pour la synthèse de HSP, les protéines thermolabiles et nécessaires à la survie des cellules sont beaucoup plus stables dans les cellules thermotolérantes. La dénaturation de ces protéines critiques induirait la mort cellulaire [37]. En plus de la dénaturation de certaines protéines, Hobbs et ses collaborateurs [43] ont mis en évidence, à la suite d’un stress thermique, une dégradation de l’ARN ribosomial ce qui entraîne une altération des fonctions métaboliques des cellules ;

  • d’une vésiculation de la membrane [44] et d’une lyse cellulaire [39], entraînant la diminution du volume cellulaire [40] [41].

De plus, Daudin et Cerf [45] attribuent la destruction des spores, lors d’un choc thermique, à des ruptures mécaniques au niveau des différentes enveloppes, notamment la tunique constituée...

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