Durée de conservation simplifiée
Durée de conservation simplifiée
Un test complet de durée de conservation peut s'avérer fastidieux, long et coûteux. Les mesures de l'activité de l'eau offrent un moyen beaucoup plus facile et plus abordable. Voici pourquoi.
Sans une durée de conservation précise et spécifique au produit, vous risquez de mettre au rebut des produits périmés qui sont encore bons. Ou vendre des produits non périmés qui sont en fait mauvais. Vous pourriez payer trop cher pour un emballage qui n'aide pas votre produit. Ou renoncer à une durée de conservation importante qui résulterait d'un meilleur emballage. Le fait est que vous ne pouvez pas en être sûr parce que vous travaillez dans l'obscurité.
Alors pourquoi ne pas effectuer davantage de tests de durée de conservation ?
Test de durée de conservation complet
En général, c'est parce qu'un véritable test de durée de conservation est une tâche ardue. Il implique des relations complexes entre l'humidité, la température et les modes de défaillance du produit.
De nombreux facteurs peuvent rendre votre produit dangereux ou peu appétissant : moisissures, croissance microbienne, rancissement, changements de texture ou de saveur, dégradation des vitamines. La plupart des gens n'ont pas l'expertise nécessaire pour effectuer des tests de durée de conservation complets en interne, et faire appel à un laboratoire externe est coûteux.
Il existe une alternative scientifiquement valable à ce type de test de durée de conservation. Il s'agit de la durée de conservation, simplifiée par l'activité de l'eau. Elle génère toutes les données dont vous avez besoin pour prédire la durée de conservation de votre produit à partir d'une expérience que tout le monde, même une petite entreprise, peut se permettre de réaliser.
Durée de conservation et activité de l'eau
Comment l'activité de l'eau simplifie-t-elle la durée de conservation ?
- Il élimine les distractions. Lorsque vous connaissez l'activité de l'eau de votre produit, vous savez quels sont les modes de défaillance qui posent problème pour ce produit.
- Il simplifie la prédiction. Vous pouvez utiliser votre compteur d'activité de l'eau et une autre méthode de mesure (qui dépend de votre mode de défaillance particulier) pour réaliser une expérience interne simple qui vous permettra de prédire avec précision votre durée de conservation.
- Il normalise la production. Vous pouvez définir une spécification d'activité de l'eau qui vous permet d'atteindre une durée de conservation optimale pour chaque lot.
Vos données sur la durée de conservation peuvent fournir des informations précieuses qui vous aideront à éviter les défaillances des produits, à prévoir et à allonger la durée de conservation, à choisir l'emballage le plus rentable, et bien d'autres choses encore.
Comment l'activité de l'eau permet-elle de prédire la durée de conservation ?
L'activité de l'eau est un moyen important de prédire et de contrôler la durée de conservation des produits alimentaires. La durée de conservation est le temps pendant lequel un produit reste sûr, conserve les propriétés sensorielles, chimiques, physiques et microbiologiques souhaitées et est conforme à l'étiquetage nutritionnel. De nombreux facteurs influencent la durée de conservation, notamment l'activité de l'eau, le pH de , le potentiel d'oxydoréduction, l'oxygène, l'utilisation de conservateurs et les conditions de traitement et de stockage. En mesurant et en contrôlant l'activité de l'eau des aliments et des produits pharmaceutiques, il est possible de :
- Prévoir quels micro-organismes seront des sources potentielles de détérioration et d'infection
- Maintenir la stabilité chimique des aliments
- Minimiser les réactions de brunissement non enzymatiques et les réactions autocatalytiques spontanées d'oxydation des lipides
- Contrôler l'activité des enzymes
- Prolonger la durée de vie des nutriments et des vitamines dans les aliments
- Optimiser les propriétés physiques des aliments
Facteurs qui réduisent la durée de conservation
Trois facteurs principaux influencent la durée de conservation : les propriétés microbiennes, les modifications chimiques et la détérioration physique. Tous ces facteurs sont liés à l'activité de l'eau.
Croissance microbienne
Les moisissures et la croissance microbienne sont les menaces les plus dangereuses pour la durée de conservation. Le contrôle de l'activité de l'eau peut inhiber ou empêcher la croissance microbienne, prolonger la durée de conservation et permettre à certains produits d'être stockés en toute sécurité sans réfrigération. À l'aide de tableaux bien définis, vous pouvez fixer une limite d'activité de l'eau pour votre produit et l'utiliser dans les tests de durée de conservation.
| aw | Bactéries | Moule | Levure | Produits typiques |
|---|---|---|---|---|
| 0.97 | Clostridium botulinum E Pseudomonas fluorescens | viande fraîche, fruits, légumes, fruits en conserve, légumes en conserve | ||
| 0.95 | Escherichia coli Clostridium perfringens Salmonella spp. Vibrio cholerae | bacon à faible teneur en sel, saucisses cuites, spray nasal, gouttes pour les yeux | ||
| 0.94 | Clostridium botulinum A, B Vibrio parahaemolyticus | Stachybotrys atra | ||
| 0.93 | Bacillus cereus | Rhizopus nigricans | certains fromages, charcuterie (jambon) produits de boulangerie, lait évaporé, ral liquide suspensions, lotions topiques | |
| 0.92 | Listeria monocytogenes | |||
| 0.91 | Bacillus subtilis | |||
| 0.90 | Staphylococcus aureus (anaérobie) | Trichothecium roseum | Saccharomyces cerevisiae | |
| 0.88 | Candida | |||
| 0.87 | Staphylococcus aureus (aérobie) | |||
| 0.85 | Aspergillus clavatus | lait condensé sucré, fromages vieillis (cheddar), saucisses fermentées (salami), viandes séchées (jerky), bacon, la plupart des concentrés de jus de fruits, sirop de chocolat, gâteaux aux fruits, fondants, sirop contre la toux, suspensions d'analgésiques oraux | ||
| 0.84 | Byssochlamys nivea | |||
| 0.83 | Penicillium expansum Penicillium islandicum Penicillium viridicatum | Deharymoces hansenii | ||
| 0.82 | Aspergillus fumigatus Aspergillus parasiticus | |||
| 0.81 | Penicillium Penicillium cyclopium Penicillium patulum | |||
| 0.80 | Saccharomyces bailii | |||
| 0.79 | Penicillium martensii | |||
| 0.78 | Aspergillus flavus | confiture, marmelade, massepain, fruits glacés, mélasse, figues sèches, poisson fortement salé | ||
| 0.77 | Aspergillus niger Aspergillus ochraceous | |||
| 0.75 | Aspergillus restrictus Aspergillus candidus | |||
| 0.71 | Eurotium chevalieri | |||
| 0.70 | Eurotium amstelodami | |||
| 0.62 | Saccharomyces rouxii | fruits secs, sirop de maïs, réglisse, guimauves, chewing-gums, aliments séchés pour animaux de compagnie | ||
| 0.61 | Monascus bisporus | |||
| 0.60 | Pas de prolifération microbienne | |||
| 0.50 | Pas de prolifération microbienne | caramels, caramels, miel, nouilles, pommades topiques | ||
| 0.40 | Pas de prolifération microbienne | œuf entier en poudre, cacao, centre liquide, goutte de toux | ||
| 0.30 | Pas de prolifération microbienne | craquelins, aliments à base d'amidon, préparations pour gâteaux, comprimés de vitamines, suppositoires | ||
| 0.20 | Pas de prolifération microbienne | bonbons bouillis, lait en poudre, préparations pour nourrissons |
Dégradation chimique
L'activité de l'eau influence les taux de réaction chimique de détérioration parce que l'eau agit comme un solvant, peut être elle-même un réactif ou peut modifier la mobilité des réactifs par le biais de la viscosité. Par exemple, les réactions de brunissement non enzymatique augmentent avec l'activité de l'eau pour atteindre un maximum entre 0,6 et 0,7aw, et l'oxydation des lipides est minimisée entre 0,2 et 0,3aw. La stabilité chimique optimale se trouve généralement près de la teneur en eau de la monocouche, telle que déterminée par les isothermes de sorption de l'humidité.
Détérioration physique
Les environnements à forte et (moins souvent) faible humidité peuvent affecter l'activité de l'eau d'un produit, entraînant des changements indésirables dans la texture ou les propriétés physiques du produit et raccourcissant sa durée de conservation. Parmi les problèmes rencontrés, citons la perte de croustillance des produits secs, la formation de mousses et d'agglomérats dans les poudres, ainsi que la ténacité ou la mastication des produits humides. Trouver l'activité de l'eau critique pour votre produit peut nécessiter quelques recherches, mais l'activité de l'eau facilite grandement la tâche.
Emballage, expédition et stockage
Les variations de l'activité de l'eau au cours du transport et du stockage peuvent avoir une incidence considérable sur la durée de conservation. L'activité de l'eau est fonction de la température, et les températures d'expédition et de stockage peuvent affecter l'activité de l'eau à l'intérieur de l'emballage. Les tests de durée de conservation simplifiés peuvent vous aider à déterminer le meilleur emballage et à évaluer l'effet des conditions d'expédition et de stockage sur la durée de conservation de votre produit.
Démarrer avec des tests simplifiés
Des informations sur la manière de maximiser la durée de conservation sont disponibles dans la littérature scientifique, mais il peut être difficile de trouver des instructions étape par étape. Il y a juste quelques points à garder à l'esprit lors de l'élaboration d'un plan pour tester la durée de conservation de votre produit particulier.
N'essayez pas de tout analyser
De nombreux facteurs interviennent dans la durée de conservation, mais les plus importants sont l'activité de l'eau et la température. Commencez par contrôler ces deux facteurs.
Déterminer les modes de défaillance les plus probables
La durée de conservation d'un produit est généralement affectée par un ou deux modes de défaillance seulement. Par exemple, la durée de conservation des chips est souvent interrompue par les mauvais goûts associés à l'oxydation des lipides. Les tests simplifiés de durée de conservation devraient commencer par le suivi de l'oxydation des lipides à différentes activités de l'eau et à différentes températures. Une fois que les effets de l'oxydation des lipides ont été pris en compte, il est possible d'examiner d'autres facteurs potentiellement limitants, tels que la texture.
Les étapes de base pour déterminer la durée de conservation
- Contrôler l'activité et la température de l'eau
- Mesurer et suivre l'évolution des facteurs qui mettent fin à la durée de conservation à l'aw et à la température choisies
- Collecter des données au fil du temps
- Identifier la gamme d'activité de l'eau idéale pour votre produit
Choisir le bon paquet
Une fois que vous avez déterminé la plage d'activité de l'eau idéale pour votre produit, il est temps de penser à l'emballage. Le facteur le plus déterminant pour l'évolution de l'activité de l'eau de votre produit dans le temps est la perméabilité du matériau d'emballage, c'est-à-dire sa capacité à empêcher le transfert d'humidité dans différentes conditions (voir Wong et al 1999). Pour déterminer l'emballage adéquat en fonction de la durée de conservation souhaitée, vous avez besoin de deux mesures simples : la perméabilité de l'emballage et l'activité critique de l'eau.
Trouvez votre WTVR
La force motrice du mouvement de l'eau à travers l'emballage est une différence dans les conditions d'activité de l'eau à l'intérieur et à l'extérieur de l'emballage. Les fabricants utilisent l'emballage pour contrôler la vitesse à laquelle l'eau se déplace. L'humidité est transférée à travers l'emballage à une vitesse appelée taux de transmission de la vapeur d'eau (WVTR). Vous pouvez utiliser le taux de transmission de la vapeur d'eau dans des modèles mathématiques afin de déterminer l'emballage optimal pour la durée de conservation souhaitée.
Identifier la plage d'activité critique de l'eau
L'un des principaux objectifs des tests de durée de conservation est de déterminer la meilleure plage d'activité de l'eau pour votre produit. Il peut s'agir d'une activité de l'eau critique qui, si elle est dépassée, entraînera immédiatement des problèmes de sécurité ou de texture qui mettront fin à la durée de conservation. Il peut aussi s'agir du "point idéal d'humidité" qui maximise les bénéfices et élimine les problèmes potentiels de goût, de texture et de sécurité.
Si les changements physiques constituent le principal mode de défaillance de votre produit, une courbe isotherme dynamique du point de rosée (DDI) peut permettre d'identifier l'activité critique de l'eau. Une courbe DDI mesure le changement des propriétés de sorption d'un échantillon lorsqu'il adsorbe et désorbe de l'eau (voir figure 1).
Les courbes DDI peuvent faire gagner beaucoup de temps dans l'identification d'une activité critique de l'eau. Vous pouvez les obtenir en envoyant un échantillon de votre produit au METER Lab Services ou en utilisant l'ANALYSEUR DE SORPTION DE VAPEUR pour développer vos propres courbes DDI.
Si la détérioration microbienne est le facteur qui limite votre durée de conservation, vous pouvez identifier une activité de l'eau critique ou une plage d'activité de l'eau en utilisant des limites qui ont été bien établies par la recherche. De nombreux micro-organismes préoccupants sont répertoriés dans ce tableau qui montre la relation entre l'activité de l'eau et la croissance microbienne.
Si des facteurs chimiques tels que l'oxydation des lipides, le brunissement de Maillard ou la perte de vitamines constituent le principal mode de défaillance de votre produit, vous devrez faire un peu plus d'efforts. L'activité de l'eau est corrélée à bon nombre de ces réactions chimiques, mais vous devez expérimenter pour déterminer cette corrélation pour votre produit particulier.
Emballage pour une durée de conservation réussie
Une fois que la perméabilité du paquet et l'activité critique de l'eau sont connues, ces valeurs peuvent être utilisées pour effectuer une modélisation prédictive.
La modélisation prédictive est souvent réalisée à l'aide d'une série d'équations compliquées (décrites dans la section Ressources supplémentaires), mais il existe une méthode plus simple. Un logiciel appelé MOISTURE ANALYSIS TOOLKIT effectue ces calculs pour vous. Il utilise ces données de base pour déterminer la durée de conservation, définir les spécifications idéales de l'emballage et vous permet même de faire varier les paramètres d'analyse afin d'examiner différentes options d'emballage.
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.
Ressources complémentaires
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