Guide pédagogique sur la sécurité alimentaire
L'eau au service de la sécurité et de la qualité des aliments
Que peut faire l'activité de l'eau ? Seulement limiter la croissance microbienne, empêcher la formation de mousses et d'agglomérats, prévoir la migration de l'humidité, influencer la réactivité chimique et biochimique, créer une synergie avec la technologie des haies, déterminer la durée de conservation, et bien d'autres choses encore. Une meilleure question est de savoir ce qu'elle ne peut pas faire.
Combinez des crackers avec une teneur en eau de 20 % et une garniture au fromage avec une teneur en eau de 30 %. Une recette pour des crackers détrempés ? Pas si les deux ingrédients ont la même activité de l'eau.
Vous voulez éviter que les épices ne s'agglutinent et ne s'agglomèrent dans un lot ? Faites correspondre les activités de l'eau des composants et le problème est résolu.
La dégradation des vitamines est fonction de l'activité de l'eau. Il en va de même pour l'oxydation des lipides, le croquant, la mastication, le moelleux et de nombreux autres facteurs de qualité. La teneur en eau vous indique la quantité d'eau contenue dans un produit, mais c'est tout. Elle ne peut prédire aucun de ces autres facteurs de qualité et de sécurité.
Pourquoi l'activité de l'eau ?
L'utilité de l'activité de l'eauen tant que mesure de la qualité et de la sécurité a été suggérée lorsqu'il est devenu évident que la teneur en humidité ne pouvait pas rendre compte de manière adéquate des fluctuations de la croissance microbienne. L'activité de l'eau est une mesure de l'état énergétique de l'eau dans un système.
Le concept d'activité de l'eau (aw) sert le microbiologiste et le technologue alimentaire depuis des décennies. Il s'agit du critère de sécurité et de qualité le plus couramment utilisé.
Prévision de la sécurité et de la stabilité
L'activité de l'eau permet de prédire la sécurité et la stabilité en ce qui concerne la croissance microbienne, les taux de réaction chimique et biochimique et les propriétés physiques. La figure 1 illustre la stabilité en termes de limites de croissance microbienne et de taux de réactions de dégradation en fonction de l'activité de l'eau.
En mesurant et en contrôlant l'activité de l'eau, il est possible de :
- Prévoir quels micro-organismes seront des sources potentielles de détérioration et d'infection
- Maintenir la stabilité chimique des produits
- Minimiser les réactions de brunissement non enzymatiques et les réactions autocatalytiques spontanées d'oxydation des lipides
- Prolonger l'activité des enzymes et des vitamines
- Optimiser les propriétés physiques des produits en ce qui concerne la migration de l'humidité, la texture et la durée de conservation.
Limiter la croissance microbienne
Les micro-organismes ont un niveau d'activité de l'eau limite en dessous duquel ils ne se développent pas. C'est l'activité de l'eau, et non la teneur en humidité, qui détermine la limite inférieure de l'eau "disponible" pour la croissance microbienne. Étant donné que les bactéries, les levures et les moisissures ont besoin d'une certaine quantité d'eau "disponible" pour se développer, la conception d'un produit en dessous d'un niveau critique d'activité de l'eau constitue un moyen efficace de contrôler la croissance.
L'eau peut être présente, même à des niveaux élevés, dans un produit, mais si son niveau d'énergie est suffisamment bas, les micro-organismes ne peuvent pas éliminer l'eau pour soutenir leur croissance. Cette condition "désertique" crée un déséquilibre osmotique entre les micro-organismes et l'environnement local. Par conséquent, les microbes ne peuvent pas se développer.
Technologie des haies
Si la température, le pH et plusieurs autres facteurs peuvent influer sur le développement des micro-organismes et sur leur rapidité, l'activité de l'eau est souvent le facteur le plus important. L'activité de l'eau peut être combinée à d'autres facteurs de conservation(obstacles), tels que la température, le pH, le potentiel d'oxydoréduction, etc. pour établir des conditions qui inhibent les micro-organismes. Le niveau d'activité de l'eau qui limite la croissance de la grande majorité des bactéries pathogènes est de 0,90aw (0,70aw pour les moisissures d'altération). La limite inférieure pour tous les micro-organismes est de 0,60aw.
| 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 | fruits secs, sirop de maïs, réglisse, guimauves, chewing-gums, aliments séchés pour animaux de compagnie | |||
| 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 |
Quel est le compteur d'activité aquatique qui vous convient le mieux ?
Réactivité chimique/biochimique
L'activité de l'eau influence non seulement la détérioration microbienne, mais aussi la réactivité chimique et enzymatique. L'eau peut influencer la réactivité chimique de différentes manières. Elle peut agir comme un solvant, un réactif ou modifier la mobilité des réactifs en affectant la viscosité du système. L'activité de l'eau influence le brunissement non enzymatique, l'oxydation des lipides, la dégradation des vitamines et autres nutriments, les réactions enzymatiques, la dénaturation des protéines, la gélatinisation de l'amidon et la rétrogradation de l'amidon. En règle générale, plus le niveau d'activité de l'eau est bas, plus la vitesse des réactions de dégradation chimique diminue.
Propriétés physiques
En plus de prédire la vitesse de diverses réactions chimiques et enzymatiques, l'activité de l'eau influe sur les propriétés textuelles des aliments. Les aliments à forte activité de l'eau ont une texture décrite comme humide, juteuse, tendre et moelleuse. Lorsque l'activité de l'eau de ces produits est réduite, on observe des attributs texturaux indésirables, tels que la dureté, la sécheresse, le caractère rassis et la dureté. Les produits à faible activité de l'eau ont normalement des attributs de texture décrits comme croquants et croustillants, tandis que ces produits à des niveaux d'activité de l'eau plus élevés deviennent détrempés. Les activités de l'eau critiques déterminent le moment où les produits deviennent inacceptables d'un point de vue sensoriel.
Mousse, agglutination, affaissement et collage
L'activité de l'eau est un facteur important qui affecte la stabilité des poudres et des produits déshydratés pendant le stockage. Le contrôle de l'activité de l'eau dans un produit en poudre permet de maintenir la structure, la texture, la stabilité, la densité et les propriétés de réhydratation du produit. La connaissance de l'activité de l'eau des poudres en fonction de la teneur en humidité et de la température est essentielle lors du traitement, de la manipulation, de l'emballage et du stockage afin de prévenir les phénomènes délétères de mottage, d'agglutination, d'affaissement et de collage. Le mottage dépend de l'activité de l'eau, du temps et de la température et est lié aux phénomènes d'effondrement de la poudre sous l'effet de la force gravitationnelle.
Migration de l'humidité
L'activité de l'eau étant une mesure de l'état énergétique de l'eau, les différences d'activité de l'eau entre les composants constituent la force motrice de la migration de l'humidité lorsque le système parvient à l'équilibre. L'activité de l'eau est donc un paramètre important pour contrôler la migration de l'eau dans les produits à plusieurs composants. Certains aliments contiennent des composants ayant des niveaux d'activité de l'eau différents, comme les en-cas fourrés ou les céréales contenant des fruits secs. Par définition, l'activité de l'eau implique que l'humidité migre d'une région où l'activité de l'eau est élevée vers une région où l'activité de l'eau est plus faible, mais la vitesse de migration dépend de nombreux facteurs. Des changements de texture indésirables peuvent résulter de la migration de l'humidité dans les aliments à plusieurs composants. Par exemple, la migration de l'humidité des fruits secs à forte activité hydrique vers les céréales à faible activité hydrique entraîne le durcissement et le dessèchement des fruits et le détrempage des céréales.
Les différences d'activité de l'eau entre les composants ou entre un composant et l'humidité ambiante constituent une force motrice pour la migration de l'humidité. Il est essentiel de savoir si l'eau absorbera ou désorbera un composant particulier pour prévenir la dégradation, en particulier si la substance est sensible à l'humidité. Par exemple, si des quantités égales de composant 1 à 2 % et de composant 2 à 10 % de teneur en eau doivent être mélangées, y aura-t-il un échange d'humidité entre les composants ? La teneur en eau finale du matériau mélangé serait de 6 %, mais y a-t-il eu un échange d'humidité entre les composants 1 et 2 ? La réponse dépend de l'activité de l'eau des deux composants. Si les activités de l'eau des deux composants sont identiques, il n'y aura pas d'échange d'humidité entre les deux composants. De même, deux ingrédients ayant la même teneur en eau peuvent ne pas être compatibles lorsqu'ils sont mélangés. Si deux matériaux ayant des activités de l'eau différentes mais la même teneur en eau sont mélangés, l'eau s'ajustera entre les matériaux jusqu'à ce qu'une activité de l'eau d'équilibre soit obtenue.
Durée de conservation/emballage
L'activité de l'eau est un facteur essentiel pour déterminer la durée de conservation des produits. Des niveaux d'activité de l'eau supérieurs et inférieurs peuvent être établis pour les qualités microbiennes, la texture, la saveur, l'apparence, l'arôme, la nutrition et la cuisson des produits alimentaires. Les taux d'échange d'humidité à travers l'emballage et le taux de changement de l'activité de l'eau de l'aliment vers une limite critique détermineront la durée de conservation d'un produit. La connaissance de la température, de l'humidité relative ambiante et des valeurs critiques d'activité de l'eau facilitera la sélection d'un emballage présentant les propriétés de barrière adéquates pour optimiser la qualité et la durée de conservation.
Maîtriser les bases
Ce webinaire de 20 minutes condense l'essentiel de l'activité de l'eau. Vous apprendrez :
Ce qu'est l'activité de l'eau
-En quoi elle diffère de la teneur en eau
-Pourquoi elle contrôle la croissance microbienne
-Comment la compréhension de l'activité de l'eau peut vous aider à contrôler l'humidité dans votre produit.
