Le goutte-à-goutte : Mario Gonzalez sur la transformation des aliments sous haute pression

A propos de l'invité 

Mario Gonzalez Angulo est responsable des applications alimentaires HPP chez Hiperbaric High Pressure Technologies, où il est spécialisé dans les applications de traitement à haute pression (HPP) pour la conservation des aliments. Grâce à sa connaissance approfondie de cette technologie de pointe, Mario travaille en étroite collaboration avec les fabricants de produits alimentaires pour optimiser la sécurité, prolonger la durée de conservation et préserver l'intégrité nutritionnelle et sensorielle des produits. Dans cet épisode, il nous présente la science qui sous-tend le HPP, son évolution historique et son impact transformateur sur l'industrie alimentaire. Qu'il s'agisse de préserver la fraîcheur du guacamole ou d'inactiver les agents pathogènes d'origine alimentaire, Mario nous éclaire sur les mécanismes moléculaires qui font de l'HPP une innovation dans le domaine de la conservation des aliments.

Transcription

Zachary Cartwright :
Avez-vous déjà envisagé d'exploiter la puissance des profondeurs océaniques pour conserver nos aliments ? Imaginez que vous soumettiez des produits alimentaires à des pressions allant jusqu'à 6 000 bars ou 87 000 psi, ce qui équivaut à près de six fois la profondeur de la fosse des Mariannes. Bienvenue au goutte-à-goutte, où nous hydratons votre esprit avec de la science, de la musique et un mantra. Je suis votre hôte, Zachary Cartwright, scientifique alimentaire en chef chez AQUALAB by Addium. Dans l'épisode d'aujourd'hui, nous allons apprendre comment le traitement à haute pression, ou HPP, est une technologie non thermique qui permet de garantir la sécurité alimentaire tout en préservant les qualités nutritionnelles et sensorielles des aliments. Ce processus inactive les pathogènes alimentaires et les micro-organismes de détérioration, ce qui permet de produire des aliments sûrs et même de développer de nouvelles catégories d'aliments. Mon invité aujourd'hui est Mario Gonzalez, spécialiste des applications alimentaires du traitement à haute pression chez Hiperbaric en Espagne. Hyperbaric est le premier fabricant mondial d'équipements de traitement à haute pression pour l'industrie alimentaire. Pendant qu'il préparait son doctorat, son principal sujet de recherche était d'évaluer le potentiel du traitement à haute pression pour garantir la sécurité de l'eau de coco brute.

Zachary Cartwright :
Cela lui a permis d'approfondir les avantages et les limites de cette technologie. Apprenons-en plus avec Mario. Mario, merci beaucoup d'être ici aujourd'hui. Qu'est-ce que le traitement à haute pression ?

Mario Gonzalez Angulo :
Le traitement à haute pression, également connu sous le nom de HEP, est une méthode de conservation des aliments non thermique qui utilise de l'eau froide pour générer une pression hydrostatique. Cette pression est appliquée aux produits alimentaires dans leur emballage final. Cela signifie que des matériaux d'emballage flexibles, élastiques et imperméables sont nécessaires. Le niveau de pression maximal utilisé par l'industrie alimentaire est de 6 000 bars, ou 87 000 psi si vous préférez. Cela équivaut à six fois la pression au fond de la fosse des Mariannes, le point le plus profond de l'océan. Cette pression hydrostatique élevée entraîne l'inactivation des agents pathogènes d'origine alimentaire et des micro-organismes de détérioration. En fait, la pasteurisation fait la même chose, mais elle nécessite une combinaison de temps et de températures élevées. L'HPP permet d'atteindre cet objectif, mais en combinant pression et temps.

Mario Gonzalez Angulo :
Cela signifie que l'intégrité nutritionnelle et le goût des aliments sont préservés car le processus se déroule à basse température.

Zachary Cartwright :
Je vois que le HPP est de plus en plus mentionné dans l'industrie alimentaire. Depuis combien de temps est-il utilisé dans l'industrie alimentaire ?

Mario Gonzalez Angulo :
À votre connaissance, l'HVP est un processus assez nouveau. Je dirais qu'il faut remonter dans le temps. Le premier article de recherche traitant du potentiel de l'HVP pour la conservation des aliments a été publié en 1899. Nous sommes à la fin du 19e siècle et la pasteurisation thermique n'en est qu'à ses débuts. Les chercheurs décrivent comment la PVH prolonge la durée de conservation du lait cru. Toutefois, la mise en œuvre industrielle de la PVH a eu lieu au Japon à la fin des années quatre-vingt. Les Prodjumps ont été le premier produit HPP introduit sur le marché, mais ce n'est qu'au milieu des années quatre-vingt-dix qu'ils ont été introduits. Disons qu'elle a été mise en œuvre à grande échelle.

Mario Gonzalez Angulo :
Les industries de l'avocat et de la viande ont été à l'origine de la croissance exponentielle de HCP. Dans l'ensemble, on peut donc dire que l'HCP existe depuis 30 ans.

Zachary Cartwright :
Et vous avez mentionné qu'il y a quelques types de produits différents qui sont utilisés. Guacamole, peut-être différentes viandes. Je connais le HPP dans les aliments pour animaux de compagnie. Quels sont les autres produits pour lesquels vous avez constaté cette évolution ?

Mario Gonzalez Angulo :
Oui, le HPP est une technologie très polyvalente. Elle est actuellement utilisée comme étape létale ou postlétale pour le contrôle des pathogènes dans une large gamme de produits. Elle permet de produire des smoothies, de la charcuterie, du guacamole, comme je l'ai dit plus haut, des dips, des salsas, des plats préparés, des aliments pour bébés ou même des aliments pour animaux de compagnie. Vous voyez donc que de nombreux types de produits alimentaires peuvent être traités avec cette technologie. Ces produits ont donc une durée de conservation nettement plus longue grâce à l'activation des micro-organismes de détérioration et des agents pathogènes d'origine alimentaire. Nous atteignons donc les deux objectifs, la durée de conservation et la sécurité alimentaire.

Zachary Cartwright :
Et pour tous ces différents aliments que vous avez mentionnés, quelles sont les caractéristiques de ces aliments qui détermineront l'efficacité du traitement HPP pour inactiver ces micro-organismes ?

Mario Gonzalez Angulo :
Oui. Pour simplifier, nous prêtons attention à deux caractéristiques physicochimiques de l'aliment, à savoir le pH et l'activité de l'eau. Ces deux paramètres déterminent le degré d'inactivation microbienne. Par exemple, une activité de l'eau élevée est nécessaire pour une transmission efficace de la pression, et en ce qui concerne le pH, il existe une synergie évidente entre les faibles valeurs de pH et la PVH. Cela signifie donc que la réduction du nombre de logs microbiens sera plus importante dans un jus de fruits que dans une viande cuite, car le ph du jus de fruits est plus bas que celui du produit de viande cuite. Mais le hvp convient aux deux produits. Je veux dire, ph seulement. Expliquez-nous l'ampleur de cette réduction.

Zachary Cartwright :
Et lorsqu'il s'agit d'activités aquatiques, quelle valeur essayez-vous de maintenir pour qu'elles soient aussi efficaces que possible ?

Mario Gonzalez Angulo :
Oui, la valeur optimale de l'activité de l'eau doit se situer entre 0,97 et 1. Et je pense que nous avons de la chance car la plupart des produits se situent dans cette fourchette.

Zachary Cartwright :
Pourquoi vous concentrez-vous sur l'activité de l'eau et peut-être pas sur la teneur en eau ?

Mario Gonzalez Angulo :
Oui, parce que l'activité de l'eau nous donne plus d'informations. Je pense que ce paramètre fait référence à la quantité d'eau disponible pour les réactions biochimiques. En fait, nous avons besoin d'eau disponible pour la transmission de la pression. Nous avons donc observé que les produits alimentaires dont l'activité de l'eau est inférieure à 0,96 offrent déjà aux micro-organismes une certaine protection contre le PVH. En effet, l'eau est nécessaire à la transmission de la pression. Et sans eau, les interactions moléculaires au sein des biopolymères, tels que les protéines ou les phospholipides, restent stables. Les structures biologiques des micro-organismes contenant ces biopolymères restent donc stables et intactes. La pression n'a donc aucun effet sur ces molécules.

Zachary Cartwright :
Vous pouvez peut-être nous en dire un peu plus à ce sujet. Que fait le HPP au niveau moléculaire ? Est-ce qu'il rompt les liaisons moléculaires, ou de quoi parlons-nous ici ?

Mario Gonzalez Angulo :
En quelque sorte. Disons que le HP fonctionne selon le principe de Le Chatelier. Ce principe suggère que lorsque la pression augmente, le système réduit son volume pour contrer ce changement induit par la pression et rétablir l'équilibre. Par exemple, la distance de travail entre les liaisons covalentes moléculaires ne peut plus être réduite. La pression ne rompt donc pas ce type d'interactions fortes car le volume ne peut pas changer. C'est en fait la raison pour laquelle les produits alimentaires conservent leur qualité, car les composés nutritifs, les composés aromatiques, sont de minuscules molécules qui, dans leur structure, n'ont que des liaisons covalentes. En revanche, la pression rompt les interactions moléculaires faibles, telles que les interactions hydrophobes ou électrostatiques. Les protéines et les phospholipides sont stabilisés par ce type de liaison.

Mario Gonzalez Angulo :
Par conséquent, les micro-organismes sont inactivés par les HCP, car la cible principale des HVP est la membrane cellulaire de ces micro-organismes, qui contient beaucoup de protéines et de phospholipides.

Zachary Cartwright :
Cela signifie-t-il que la valeur biologique des protéines et des acides aminés que nous voulons toujours consommer et obtenir cette valeur nutritionnelle, nous ne perdons pas cette valeur pour ces protéines ? Est-ce exact ?

Mario Gonzalez Angulo :
Oui, c'est exact. La perturbation de ces interactions faibles et moléculaires n'est pas liée à la valeur biologique. La valeur biologique des protéines est donnée par les acides aminés, et la structure primaire des protéines n'est pas perdue, parce que la liaison peptidique entre les acides aminés est en fait une interaction covalente, et le HCP ne rompt pas les interactions covalentes. Seule la structure tridimensionnelle des protéines est perdue au cours du processus.

Zachary Cartwright :
Cela signifie-t-il que les enzymes, qui sont un type de protéine ou qui sont très importantes pour la production alimentaire, sont également affectées ? Et si c'est le cas, cela concerne-t-il le produit final ? Ou bien les enzymes finiront-elles par retrouver leur structure tertiaire ou quaternaire et pourront-elles alors fonctionner ?

Mario Gonzalez Angulo :
Oui, les enzymes sont des protéines particulières car elles catalysent des réactions chimiques. Comme vous l'avez dit, la fonctionnalité d'une enzyme est liée à sa structure. Donc, comme le HPV brise la structure 3D des protéines, l'activité enzymatique sera affectée. Cependant, le HPP n'inactive pas complètement les enzymes. Il est même possible, comme vous l'avez dit, qu'après le processus, ces protéines se réarrangent et retrouvent leur structure d'origine, de sorte qu'elles continuent à fonctionner. C'est par exemple la raison pour laquelle la pulpe d'un jus de fruit se dépose au fond de la bouteille, car nous n'inactivons pas la pectine méthyl estérase, qui est l'enzyme qui casse les pectines. C'est également la raison pour laquelle de nouvelles catégories d'aliments sont apparues. Pensez à la pâte d'avocat ou au guacamole.

Mario Gonzalez Angulo :
Ce sont de bons exemples car le hvp réduit considérablement l'activité de la polyphénol oxydase, qui est l'enzyme à l'origine du brunissement de ces produits.

Zachary Cartwright :
En ce qui concerne les micro-organismes, le HpP peut-il réellement éliminer tous les micro-organismes ? Les produits finaux sont-ils totalement stériles ? Certains micro-organismes peuvent-ils encore être présents ?

Mario Gonzalez Angulo :
Non. L'HVP n'est pas une technique de stérilisation. Par exemple, les moisissures et les levures peuvent être complètement inactivées, mais il reste des espèces bactériennes résistantes à la pression qui finiront par altérer le produit. Par exemple, les bactéries de l'acide lactique sont assez résistantes à l'hvp, de sorte que certaines espèces resteront vivantes. En outre, les spores bactériennes ne sont pas non plus inactivées, ce qui pose problème pour les aliments peu acides. Par aliments peu acides, j'entends les aliments dont le pH est inférieur à 4,6, car certains germes pathogènes peuvent se développer au-dessus de cette valeur. Pour ces produits alimentaires, des contrôles supplémentaires sont donc nécessaires. L'HP n'est pas la solution pour les contrôler.

Zachary Cartwright :
Le HPP peut-il amener certains micro-organismes à prendre la forme de spores parce qu'il ajoute de la pression ou qu'il modifie l'environnement de manière à ce que le micro-organisme passe en mode de survie et forme une spore ? Des recherches ont-elles été menées à ce sujet ?

Mario Gonzalez Angulo :
C'est une très bonne question. Je ne pense pas qu'il y ait de recherche sur ce sujet, mais je ne pense pas que le HcP force cette transition entre la formation végétative et la formation sportive, parce que le HP est très rapide pour qu'une bactérie se transforme en spore par unité de temps. Je pense donc que le HTP tue très probablement les bactéries régénératrices et n'induit pas le processus de spirulation.

Zachary Cartwright :
Maintenant, vous travaillez sur l'application de la HPP à de nombreux types d'aliments et d'applications. Je crois savoir que vos travaux de doctorat portaient également sur le traitement à haute pression et que vous avez étudié l'eau de coco brute. Que pouvez-vous nous dire sur vos recherches et vos projets et sur ce que vous avez découvert ?

Mario Gonzalez Angulo :
Oui, c'est vrai. Pendant mon doctorat, j'ai travaillé avec de l'eau de roche, qui est en fait peu acide. Son pH est d'environ 5,5. Ce produit présente un risque lié à la bactérie clostridium botulinum, qui forme des spores. Comme l'HVP n'inactive pas les spores de cette bactérie, j'ai essayé de comprendre si les spores pouvaient se développer et produire la neurotoxine botulique dans l'eau de coco. C'était un véritable défi, car travailler avec Clostridium waterline demande beaucoup de précautions. C'est assez dangereux, en fait. Cependant, les principaux résultats de mes travaux suggèrent que Clostridium botulinum a du mal à se développer dans l'eau de coco, mais la raison reste inconnue.

Mario Gonzalez Angulo :
J'aimerais avoir une réponse, mais je n'ai pas pu identifier la raison qui empêche les spores de se développer dans l'eau de coco. Je pense que l'eau de coco manque probablement de certains nutriments essentiels dont la bactérie a besoin pour se développer. Mais je n'ai pas réussi à identifier ces nutriments. C'est dommage, car si nous parvenons à connaître les nutriments qui manquent dans l'eau, l'industrie alimentaire pourrait s'en servir comme contrôle. Ainsi, tant que la concentration de ce nutriment particulier est inférieure à un certain niveau, l'eau de coco serait sûre, disons, parce que le clostridium a besoin d'une concentration plus élevée de ce nutriment. Mais oui, c'est difficile à identifier.

Zachary Cartwright :
Et pour aller de l'avant, quels sont les groupes d'aliments qui, selon vous, ont le plus de potentiel pour commencer à utiliser le HPP et qui n'utilisent pas encore cette technologie ?

Mario Gonzalez Angulo :
Les produits laitiers, c'est certain. Il n'y a pas beaucoup d'exemples commerciaux, mais cette catégorie de produits est confrontée à certains défis que la technologie HPP peut surmonter. Par exemple, la durée de conservation d'un produit hautement périssable tel que le fromage frais peut être prolongée grâce à la technologie HPP, car le processus est appliqué au produit déjà emballé, de sorte qu'il n'y a pas de contamination croisée après le processus. En outre, la listeria, la salmonelle et l'E. Coli peuvent être contrôlées dans les fromages à pâte dure et semi-dure. Cela permettrait d'éviter les rappels et les épidémies de fièvre aphteuse.

Zachary Cartwright :
Voyez-vous un potentiel dans d'autres industries qui pourraient utiliser le HPP ? Je sais que vous et moi travaillons dans l'industrie alimentaire, mais avez-vous vu d'autres industries comme les cosmétiques ou les produits pharmaceutiques ou d'autres choses où vous pensez que cela pourrait être bénéfique ?

Mario Gonzalez Angulo :
Il existe un énorme potentiel dans les deux industries, l'industrie cosmétique et l'industrie pharmaceutique. L'industrie cosmétique est très intéressante parce que je pense que nous sommes plus préoccupés par les choses qui sont ajoutées aux cosmétiques. Nous voulons que certains de ces additifs soient retirés des cosmétiques parce que ces produits chimiques, dont nous ne connaissons pas vraiment l'effet, sont en fait des antimicrobiens que nous devons mettre dans les cosmétiques pour empêcher la croissance des moisissures et même des bactéries. Comme je l'ai dit, le HPP est appliqué dans l'emballage final du produit, de sorte que l'on pourrait retirer ces composés antimicrobiens et appliquer le HCP à la place. Ce serait donc un bon moyen de préserver le produit cosmétique et d'éliminer ces composés chimiques.

Zachary Cartwright :
Ma dernière question porte sur le processus. Les entreprises qui utilisent le traitement à haute pression prennent-elles généralement leur produit et l'expédient quelque part ou se rendent-elles dans une installation proche pour le traiter ? Ou bien voyez-vous de plus en plus d'entreprises introduire cette technologie en interne ? À quoi ressemble le processus réel ?

Mario Gonzalez Angulo :
Oui, les deux options sont possibles. Cela dépend donc vraiment du modèle d'entreprise et des besoins des entreprises alimentaires. Certaines entreprises préfèrent tout contrôler. Elles optent pour l'achat d'une machine, tandis que d'autres entreprises achètent la machine, mais offrent le service à d'autres entreprises. C'est ce que nous appelons le traitement à façon. Ces transformateurs à façon ne produisent pas de denrées alimentaires, mais offrent uniquement le service à d'autres entreprises. Cette option est idéale pour les petites entreprises qui n'ont pas les moyens d'avoir leur propre machine. La plupart des entreprises de transformation à façon s'occupent également de la logistique pour distribuer le produit.

Mario Gonzalez Angulo :
Vous voyez donc que le HPP est accessible de différentes manières.

Zachary Cartwright :
Génial. Je vous en remercie. Et changeons un peu de vitesse. Mario, quelle recommandation musicale avez-vous apportée avec vous aujourd'hui ?

Mario Gonzalez Angulo :
C'est peut-être une question difficile parce que je préfère certaines chansons en fonction de mon humeur. Mais aujourd'hui, je me sens à l'aise avec une chanson de Coldplay intitulée The Scientist. J'étais très jeune lorsque j'ai écouté cette chanson pour la première fois, et j'ai trouvé les paroles très émotionnelles et profondément significatives. Je pensais que la chanson avait été écrite pour moi, et je suppose que c'est une émotion courante à cet âge. Et le fait amusant est que devenir scientifique ne faisait même pas partie de mes projets. Mais maintenant, en tant qu'adulte, disons que la chanson me fait penser au temps que j'ai manqué de passer avec les gens que j'aime en raison de leur dévouement à la science ou à des associations bénévoles. Alors, oui, il est difficile de trouver un équilibre avec cette chanson.

Zachary Cartwright :
Oui, il est toujours difficile de trouver un équilibre. C'est pourquoi je demande à mes invités de me donner un mantra, un dicton ou quelque chose que vous utilisez pour apporter un peu plus d'équilibre dans votre vie. Quel mantra, quelle citation ou quel dicton avez-vous apporté avec vous aujourd'hui ?

Mario Gonzalez Angulo :
J'ai celui-ci en tête. Mieux vaut se battre pour quelque chose que de vivre pour des maths. Nous sommes ici pour un but, et je suis convaincu que la science est le moyen de progresser, de faire de ce monde un monde meilleur. Au lieu de mener une vie routinière où la seule motivation est d'encaisser le salaire mensuel, je préfère me fixer des objectifs et consacrer du temps et des efforts pour les atteindre. Et je pense que suivre la méthode scientifique est une bonne façon de se fixer des objectifs tout en tenant compte du développement social. C'est ce qui me motive. Je pense que la vie routinière est égoïste parce que le fait de se concentrer uniquement sur les intérêts personnels entrave le progrès de la société.

Zachary Cartwright :
Mario, je suis tout à fait d'accord. J'apprécie votre chanson, votre mantra et le temps que vous nous avez consacré aujourd'hui. J'ai moi-même beaucoup appris sur le HPP, son utilisation et son potentiel. Nous sommes donc impatients de vous revoir et de voir quels sont les nouveaux produits et les choses que vous avez trouvées où cette technologie peut être utilisée et aider tous les types d'industries. Merci beaucoup d'être venus aujourd'hui.

Mario Gonzalez Angulo :
Merci Zach pour l'invitation.

Zachary Cartwright :
L'épisode d'aujourd'hui est sponsorisé par Aqualab. Dans cet épisode, nous avons discuté du traitement à haute pression et de la façon dont le maintien d'une activité de l'eau supérieure à 0,97 est crucial pour que le traitement à haute pression fonctionne efficacement. Saviez-vous que tous les compteurs d'activité de l'eau ne peuvent pas lire avec précision une activité de l'eau supérieure à 0,7 ? En effet, les différents appareils de mesure de l'activité de l'eau utilisent différents types de capteurs pour effectuer la lecture. Alors que certains instruments utilisent des méthodes indirectes telles que les capteurs électrolytiques résistifs ou les capteurs de capacité, d'autres instruments utilisent des méthodes directes primaires telles que les capteurs de point de rosée et les lasers à diodes accordables. Si vous envisagez de mesurer l'activité de l'eau de vos produits alimentaires, en particulier dans la plage élevée requise pour le traitement à haute pression, assurez-vous que vous utilisez le bon type de capteur pour votre application. Un lien vers un guide sur les appareils de mesure de l'activité de l'eau figurera dans la description du podcast. La chanson recommandée aujourd'hui a été proposée par Rudabey Dirakshanian, responsable du contrôle de la qualité chez Pally Biscuits, aux Pays-Bas. Shell chantera un poème écrit à l'origine par Mirjan Farsad et traduit en anglais par "BlackBerry eyes". Écoutons-le.

Rudabey Dirakshanian :
Koshmi shotorangin kamun sal koshmi shodasto yo simon tesha yehoshkeletu dot nabotimishki olu tamishki kisatani vaye koshmi shotobo.

Zachary Cartwright :
Pour terminer cet épisode, je vous propose un autre mantra en guise d'aide-mémoire. Un mantra peut être une syllabe, un mot ou une phrase que vous vous répétez pour vous calmer, vous motiver ou exprimer quelque chose en quoi vous croyez. Le mantra de cet épisode est "J'inspire la confiance et j'expire la peur". Je vais le répéter trois fois et vous pourrez peut-être vous le dire à vous-même ou même à haute voix. Très bien, c'est parti. Je respire la confiance et j'expire la peur. Je respire la confiance et j'expire la peur. Je respire la confiance et j'expire la peur.

Zachary Cartwright :
En gardant ce mantra à l'esprit, je vous invite également à réfléchir à ce qui fonctionne bien dans votre vie en ce moment. Et comment vivriez-vous votre vie différemment si vous saviez que personne ne vous jugerait ? Merci beaucoup d'avoir écouté cet épisode. Je m'appelle Zachary Cartwright et ce nouvel épisode du goutte-à-goutte vous a été présenté par Aqualab. Restez hydratés et à la prochaine fois.