Le guide du fabricant de produits alimentaires, étape par étape, pour réduire l'activité de l'eau à l'aide d'humectants

Comment les fabricants peuvent-ils assurer la sécurité microbiologique des aliments à 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 les plus courants, on trouve 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 parce que l'eau se lie préférentiellement à eux. Chaque humectant a sa propre capacité à réduire l'activité de l'eau en fonction de sa composition chimique.

La quantité ou la concentration des humectants que vous ajoutez détermine le degré de diminution de l'_aw.

Quel humectant utiliser ?

En règle générale, plus le poids moléculaire de l'humectant est faible, plus sa capacité à fixer l'eau est importante. Par exemple, un sucre simple comme le saccharose est plus efficace qu'un amidon, dont les molécules de glucose imbriquées limitent les sites de fixation de l'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 involontaires. Par exemple, lorsque des protéines sont présentes dans une pâte à biscuits, si vous abaissez l'activité de l'eau à 0,7 en utilisant un sucre réducteur, vous entrez dans la plage idéale pour les réactions de brunissement de Maillard. La réduction de l'activité de l'eau permet de préserver la sécurité microbiologique de la pâte, mais le produit brunit au bout de quelques heures seulement.

Les humectants peuvent également introduire des arômes indésirables dans un produit. La glycérine est un humectant avantageux car elle est insipide, sauf à des concentrations élevées. Elle est également complètement 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 la concentration atteint le point de saturation dans le produit. Pour relever ces différents défis, de nombreux fabricants utilisent une combinaison d'humectants.

Mesures de base pour réduire l'activité de l'eau.

Les développeurs de produits peuvent utiliser les étapes suivantes pour déterminer la quantité et le type d'humectant ou de combinaison d'humectants qui les aideront à obtenir l'_aw souhaitée.

• Identifier l'activité hydrique actuelle du produit
• Décidez de l'activité aquatique que vous souhaitez réaliser
• Sélectionner les humectants candidats
• Déterminer les facteurs de réactivité de chaque humectant
• Prévoir le changement d'activité de l'eau par des calculs (décrits ci-dessous)
• Utiliser les isothermes de sorption de l'humidité pour améliorer votre capacité à déterminer une combinaison optimale par 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 l'équation de Norrish ou l'équation de Grover. Ces équations comportent des constantes et des coefficients déterminés scientifiquement que vous pouvez utiliser dans vos prévisions. (Pour plus de détails sur la science, voir 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 une 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 pour la formulation. Pour plus d'informations sur ces équations, contactez AQUALAB.

En savoir plus sur la durée de conservation

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

-Dépanner les problèmes et les plaintes afin de déterminer pourquoi la durée de conservation s'achève plus tôt que prévu.

-Prévoir l'impact des changements de recettes sur la durée de conservation

-Comparer l'effet de différentes options d'ingrédients

-Évaluer si une option d'emballage spécifique vous permettra d'atteindre ou d'améliorer la durée de conservation.

Publications pertinentes

Brimelow, C. J. B. "A pragmatic approach to the development of new intermediate moisture foods". Dans Propriétés de l'eau dans les aliments, pp. 405-419. Springer Netherlands, 1985. Lien vers l'article.

Kapsalis, J. G., D. H. Ball, D. M. Alabran, et A. V. Cardello. "Polyglycerols and polyglycerol esters as potential water activity reducing agents. Chemistry and sensory analysis". Propriétés de l'eau dans les aliments (1985) : 481-496. Lien vers l'article.

Labuza, T. P. "Water binding of humectants". In 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". In Properties of Water in Foods, édité par D. Simatos & J. L. Multon, 447-463. Dordrecht : Springer Netherlands, 1985. Lien vers l'article.

Linko, P., R. Kervinen, R. Karppinen, E-K. Rautalinna, et J. Vainionpää. "Extrusion cooking for cereal-based intermediate-moisture products". In Propriétés de l'eau dans les aliments, pp. 465-479. Springer Netherlands, 1985. Lien vers l'article.

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Troller, John A., et J. H. B. Christian. Water activity and food. New York : Academic Press, 1978. 

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