Comment les fabricants garantissent-ils la sécurité microbiologique des aliments à teneur en humidité intermédiaire pendant une longue durée de conservation?

La réponse se trouve souvent dans l'utilisation d'humectants. Qu'est-ce qu'un humectant ? Parmi les exemples courants, on peut citer des ingrédients tels que la glycérine, le sucre et différents types de sels. Les humectants réduisent l'activité de l'eau (aw) d'un produit, car l'eau se lie préférentiellement à eux. Chaque humectant a la capacité unique de réduire l'activité de l'eau en fonction de sa composition chimique.

La quantité ou la concentration des humectants que vous ajoutez détermine l'ampleur de la diminution de l'aw.

Quel humectant utiliser ?

En règle générale, plus le poids moléculaire de l'humectant est faible, plus sa capacité de rétention d'eau est importante. Par exemple, un sucre simple comme le saccharose est plus efficace qu'un amidon, dont les molécules de glucose entrelacées limitent les sites de rétention d'eau disponibles. C'est pourquoi les fibres, les gommes et les cires ne sont pas des humectants efficaces.

Lors du choix d'un humectant, il est important de tenir compte des effets indésirables. Par exemple, lorsque la pâte à biscuits contient des protéines, si vous réduisez l'activité de l'eau à 0,7 à l'aide d'un sucre réducteur, vous entrez dans la plage idéale pour les réactions de brunissement de Maillard. La réduction de l'activité de l'eau préserve la sécurité microbienne de la pâte, mais le produit brunit après seulement quelques heures.

Les humectants peuvent également introduire des saveurs indésirables dans un produit. La glycérine est un humectant avantageux, car elle est sans saveur, sauf à des concentrations élevées. Elle est également totalement miscible dans l'eau et ne précipite pas sous forme solide lorsque l'activité de l'eau d'un produit change. Le sel ou le sucre peuvent poser problème, car en plus d'ajouter de la saveur, ils forment des solides si leur concentration atteint le point de saturation dans le produit. Pour relever ces différents défis, de nombreux fabricants utilisent une combinaison d'humectants.

Lors du choix d'un humectant, il est important de tenir compte des effets indésirables.

Étapes fondamentales pour réduire l'activité de l'eau.

Les développeurs de produits peuvent suivre les étapes suivantes pour déterminer la quantité et le type d'humectant ou de combinaison d'humectants qui leur permettront d'obtenir l'aw souhaité.

• Identifier l'activité hydrique actuelle du produit
• Décidez quelle activité aquatique vous souhaitez pratiquer
• Sélectionnez les humectants candidats.
• Déterminer les facteurs de réactivité de chaque humectant.
• Prévoir les changements d'activité de l'eau à l'aide de calculs (décrits ci-dessous)
• Utilisez les isothermes de sorption d'humidité pour améliorer votre capacité à déterminer une combinaison optimale grâce à la modélisation.

Comment prévoir un changement dans l'activité de l'eau

Vous pouvez prédire dans quelle mesure un humectant modifie l'activité de l'eau d'un produit en utilisant soit l'équation de Norrish, soit celle de Grover. Ces équations comportent des constantes et des coefficients déterminés scientifiquement que vous pouvez utiliser dans vos prédictions. (Pour plus de détails sur les aspects scientifiques, consultez la liste des publications pertinentes.)

Le Moisture Analysis Toolkit est un logiciel qui intègre ces équations. Son outil de prédiction utilise des données spécifiques à votre produit pour prédire la quantité d'humectant ou la combinaison d'humectants nécessaire pour obtenir l'activité de l'eau souhaitée. Le tableau 1 illustre l'efficacité de l'outil de prédiction lorsque nous avons ajouté de la glycérine au sirop.

Les équations de prédiction de l'activité de l'eau peuvent être un outil très puissant dans la formulation. Pour plus d'informations sur ces équations, contactez le service d'assistance d'AQUALAB.

En savoir plus sur la durée de conservation

Dans ce webinaire de 30 minutes, les scientifiques alimentaires Mary Galloway et Zachary Cartwright expliquent comment obtenir des réponses à vos questions sur la durée de conservation. Apprenez à :

• Résoudre les problèmes et traiter les plaintes afin de déterminer pourquoi la durée de conservation expire plus tôt que prévu.
• Prévoir l'impact des modifications apportées à la recette sur la durée de conservation
• Comparez l'effet de différentes options d'ingrédients
• Évaluez si une option d'emballage spécifique vous aidera à atteindre ou à améliorer la durée de conservation.

Publications pertinentes

Brimelow, C. J. B. « Une approche pragmatique du développement de nouveaux aliments à teneur intermédiaire en humidité ». Dans Properties of water in foods, pp. 405-419. Springer Netherlands, 1985. Lien vers l'article.

Kapsalis, J. G., D. H. Ball, D. M. Alabran et A. V. Cardello. « Les polyglycérols et les esters de polyglycérol comme agents potentiels de réduction de l'activité de l'eau. Chimie et analyse sensorielle. » Propriétés de l'eau dans les aliments (1985) : 481-496. Lien vers l'article.

Labuza, T. P. « Water binding of humectants » (La rétention d'eau des humectants). Dans Properties of water in foods(Propriétés de l'eau dans les aliments), pp. 421-445. Springer Netherlands, 1985. Lien vers l'article.

Ledward, D. A. « Novel Intermediate Moisture Meat Products » (Nouveaux produits carnés à teneur intermédiaire en humidité). Dans Properties of Water in Foods (Propriétés de l'eau dans les aliments), édité par D. Simatos et J. L. Multon, 447-463. Dordrecht : Springer Netherlands, 1985. Lien vers l'article.

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