Ingrédients naturels 101 : L'humidité dans les fruits secs et les noix

La mesure et la gestion de l'humidité des ingrédients naturels constituent l'un des moyens les plus fiables et les plus rentables d'éviter les problèmes de formulation, les retards de production et les problèmes de qualité qu'ils entraînent souvent. 

Le laboratoire de recherche et de développement METER Food a aidé certaines des plus grandes entreprises alimentaires du monde à comprendre et à éliminer les incohérences dans leurs ingrédients naturels. Dans cette émission, Mary Galloway (responsable du laboratoire de R&D) et Zachary Cartwright (scientifique alimentaire principal) expliqueront comment ils ont aidé et ce qu'ils ont appris au cours du processus. 

Transcription, éditée pour plus de clarté

Dr Zachary Cartwright : Bienvenue à Natural Ingredients 101, où nous allons parler des fruits secs et des noix. Que vous les utilisiez comme produits finis ou comme ingrédients, nous sommes ici pour parler de la façon dont vous pouvez contrôler et surveiller l'eau dans ces types de produits.

Tout d'abord, nous allons parler de la variabilité qui existe dans les fruits secs et les noix. Nous allons faire apparaître une image, en commençant par les fruits. Il s'agit d'un diagramme de dispersion montrant la relation entre l'activité de l'eau sur l'axe X et la teneur en eau sur l'axe Y. Il s'agit de données que Mary a collectées - je vous remets ceci, Mary. Peut-être pourriez-vous nous expliquer ce que nous observons ici.

Mary Galloway : Bien sûr. Il y a beaucoup de variabilité entre les différents types de fruits, mais il y a aussi beaucoup de variété à l'intérieur d'un même type de fruit. Sortons les données concernant les myrtilles.

Nous allons utiliser les myrtilles et les amandes comme exemples dans ce webinaire, mais les principes s'appliquent également à d'autres fruits et noix.

Une partie de la variabilité que vous observerez dans les fruits est liée à la teneur en sucre et en fibres qu'ils contiennent. Comme je l'ai mentionné, ces facteurs peuvent varier d'un type de fruit à l'autre. Les mangues, par exemple, sont des fruits très fibreux, ce qui donne une relation très différente. L'activité de l'eau et la teneur en eau sont très variables. Dans le cas des myrtilles, la relation entre l'activité de l'eau et la teneur en eau est plus prévisible.

Mais même dans ce cas, la teneur en sucre et en fibres varie d'une myrtille à l'autre. Les différences variétales ont un impact, tout comme la méthode de séchage et le mode de transformation. S'agit-il d'une myrtille naturelle, non sucrée, ou a-t-on ajouté du sucre ou autre chose ? Même la saison de culture peut avoir un impact important. Même si vous avez exactement le même producteur et la même variété année après année, vous pouvez avoir des différences dans les caractéristiques de la baie en raison des variations de la saison de croissance.

Le pH est un autre facteur qui varie. Le pH a un impact sur les fruits en particulier, plus que sur d'autres ingrédients. Les fruits ont tendance à être acides, ce qui signifie qu'ils ont un pH faible. Lorsque vous avez quelque chose de plus acide, vous pouvez vous en sortir avec une activité de l'eau un peu plus élevée, car vous n'aurez pas autant de problèmes avec les limites de la moisissure.

Supposons que vous produisiez une barre ou un en-cas et que l'on vous fournisse un fruit à un pH spécifique. Vous trouvez la limite d'activité de l'eau qui garantit la sécurité, puis vous passez à autre chose. Mais peut-être que l'année suivante, le fruit est livré à un pH inférieur - vous n'avez plus ce tampon de sécurité. 

ZC : Je suis heureux que vous ayez parlé de la saison de croissance. J'ai travaillé avec de nombreuses entreprises, et même si elles produisent des cerises séchées ou le même produit année après année, elles varient toujours en fonction de la saison de croissance. Il est donc difficile de mesurer l'humidité d'une année sur l'autre. 

Qu'en est-il des fruits à coque ? Quel type de variabilité observez-vous avec les fruits à coque ? Plus ou moins de variations ? Ou s'agit-il d'un diagramme de dispersion similaire à celui que nous allons examiner ?

MG : Il s'agit toujours d'un diagramme de dispersion, mais pas autant. Nous avons ici un graphique qui montre une variété de noix provenant d'une étude similaire que nous avons réalisée. Nous avons beaucoup de noix différentes, des amandes, des cacahuètes, des noix de cajou, et vous pouvez voir que c'est un peu fou. 

Si l'on prend les amandes en particulier, on constate que la tendance est plutôt bonne, mais elle est différente de celle des myrtilles. Nous nous trouvons dans une plage d'activité hydrique beaucoup plus faible. La variabilité n'est pas aussi importante, mais elle existe toujours, et pour des raisons similaires.

Mais ici, au-delà de la saison de culture et de ce dont nous avons parlé précédemment, la transformation peut être un facteur important. S'agit-il d'un produit brut ? Est-il séché ? Est-il salé ? A-t-il été aromatisé ? Tous ces facteurs ont un impact sur l'activité de l'eau et la teneur en eau d'un fruit à coque.

Il faut également tenir compte du fait que les fruits à coque vivent dans une plage d'activité de l'eau inférieure. Lorsqu'elle est faible, ils sont susceptibles de rancir. Nous en avons parlé dans d'autres webinaires. 

En fait, lorsque l'activité de l'eau est faible, les lipides sont plus exposés à l'environnement et s'oxydent davantage. Les producteurs et les importateurs de fruits à coque doivent en tenir compte. 

Nous pouvons utiliser la relation isotherme pour la visualiser. Vous pouvez voir une relation précise entre l'activité de l'eau et la teneur en eau. 

Mais comme pour les fruits, il faut réfléchir à l'usage que l'on fera de la noix et à la forme qu'elle prendra. Ils ont moins de variabilité, ce qui est bien, mais les utilise-t-on comme en-cas, comme ingrédient ? Est-elle entière, salée, en pâte, en morceaux ? Tous ces éléments ont une incidence sur la facilité avec laquelle il est possible de modifier l'activité de l'eau et la teneur en eau des fruits à coque.

ZC : Très bien. Pour résumer cette première partie, ce que nous essayons de démontrer ici, c'est qu'il existe une grande variabilité, qu'il s'agisse de fruits ou de noix. Nous avons montré ces deux diagrammes de dispersion. Dans la prochaine section, nous allons nous concentrer sur les implications de la variabilité, sur la façon de la réduire, puis nous passerons aux isothermes et terminerons par ce qui se passe lorsque nous mélangeons ces choses.

Implications de la variabilité

ZC : Parlons des implications de la variabilité. Nous allons commencer par les plus évidentes : la texture et le goût. Mary a mis en place une petite expérience pour nous. Je vais la laisser décrire ce que nous avons sous les yeux.

MG : Oui. Nous avons défini deux conditions différentes pour démontrer les différences entre un fruit ou une noix sur-hydraté ou hydraté et un fruit ou une noix trop séché. Nous avons donc équilibré ces myrtilles et ces amandes pour obtenir une activité de l'eau plus élevée. Ils sont à environ 0,7. 

Je sais que c'est un peu difficile à voir sur la vidéo, mais pour une myrtille, c'est doux. La texture est vraiment douce. Ce n'est pas terrible pour une myrtille, même s'il faut être prudent car il y a une limite de moisissure à 0,7. Même avec le pH dont j'ai parlé, je ne recommanderais pas de s'approcher trop près de cette zone. Cette texture est suffisamment souple pour être idéale si vous les mangez seules - à condition qu'elles ne soient pas moisies. 

Mais pour l'amande, le niveau d'activité de l'eau est différent. L'amande est trop humide, l'activité de l'eau est trop élevée et elle sera molle. Imaginez ce que c'est que de mordre dans une noix molle. Lorsque j'appuie sur l'amande, je la sens se tordre un peu. Tout le monde sait ce que c'est - ce n'est pas bon. 

Par rapport aux échantillons plus humides, nous avons ici des amandes séchées et des myrtilles. L'amande se trouve naturellement à un endroit où l'activité de l'eau est plus faible. Lorsque l'on croque l'amande, on obtient un joli croquant. Mais pour les myrtilles, c'est beaucoup trop dur. Ce n'est pas un endroit où les myrtilles sont heureuses de vivre.

Tout comme une noix molle est dégoûtante, un fruit dur comme de la pierre n'est pas appétissant. Ecoutez - je peux les faire tourner dans le bocal. C'est bruyant.

ZC : Oui. On peut entendre la différence. Absolument.

MG : On entend dire que ces produits sont desséchés, n'est-ce pas ? Lorsque nous essayons de trouver un équilibre entre l'activité de l'eau et la teneur en eau, il faut tenir compte de l'effet que cela aura sur les ingrédients. Si la teneur en eau est trop faible, on obtient une texture dure, ou si elle est trop élevée, on obtient une texture molle. Il faut trouver l'équilibre entre les deux.

ZC : J'aimerais vous poser quelques questions sur la manière dont vous avez réalisé cette expérience. Comment avez-vous déterminé les activités de l'eau à équilibrer et d'où viennent ces chiffres ?

MG : Nous examinons principalement l'activité de l'eau native de nos ingrédients. Nous avons quelques exemples où nous avons pris les ingrédients tels qu'ils sont naturellement et les avons mélangés. Vous pouvez voir où ils vont aboutir si nous ne leur apportons aucune modification, si nous les prenons directement d'un fournisseur et que nous les mélangeons.

Nous commençons là où ils commencent à l'état naturel et allons de l'avant. Il y a des raisons précises et des défis à relever lorsque l'activité de l'eau est faible, comme dans le cas des fruits à coque, pour éviter le rancissement. Mais la plupart du temps, nous sommes restés dans leurs zones naturelles et nous les avons inversées - lorsque l'activité de l'eau était faible pour les amandes, nous avons mis les myrtilles en bas et vice versa pour la partie supérieure, afin d'obtenir des myrtilles plus humides et de voir ce que cela allait donner avec les amandes.

ZC : Cela nous ramène à notre première section où nous avons parlé de l'utilisation de la myrtille en tant qu'ingrédient ou en tant que produit final. En effet, on peut vouloir une myrtille plus sèche dans des céréales ou quelque chose de ce genre. Mais si vous mangez la myrtille en collation, vous voudrez certainement quelque chose de plus doux. Le simple fait de réfléchir à l'utilisation qui sera faite de ces produits vous aidera à fixer votre objectif. 

Mesure et prise en compte de la variabilité de l'humidité dans les fruits et les noix

ZC : Nous allons maintenant parler de la mesure et de la prise en compte de la variabilité des fruits et des noix. Mary, j'aimerais vous demander comment cela se fait aujourd'hui. Comment mesure-t-on l'humidité dans les fruits et les noix ?

MG : Oui, la plupart du temps, c'est le taux d'humidité qu'ils utilisent. Ces deux secteurs existent depuis longtemps, ils ont donc des méthodes archaïques pour déterminer le taux d'humidité. 

La méthode de mesure utilisée est souvent celle de la perte au séchage, parfois une balance d'humidité, ce qui signifie que l'on obtient un taux d'humidité plus rapide, mais que l'on dispose d'une lampe très chaude qui va essayer de chasser l'humidité. Le problème est que les fruits et les noix supportent mal les températures élevées. Les fruits ont une teneur élevée en sucre, ce qui entraîne un brunissement et une conversion des hydrocarbures. Les fruits à coque, quant à eux, peuvent griller, ce qui peut modifier le taux d'humidité. 

L'industrie fruitière dispose également d'autres méthodes, plus anciennes, qui consistent à mesurer la variation de l'électroconductivité d'une pâte de fruits. Ce n'est pas la méthode la plus précise, mais c'est une méthode traditionnelle.

Lorsque l'on dispose de données traditionnelles, il est difficile de s'éloigner de cette mesure lorsque toutes les données historiques proviennent de cette source. Mais ce pourrait être une excellente transition pour parler de la relation entre la teneur en eau et l'activité de l'eau et pourquoi c'est important. 

ZC : Oui. Dans les sections précédentes, nous avons mentionné l'activité de l'eau à plusieurs reprises. En effet, l'activité de l'eau est un moyen beaucoup plus simple et précis d'évaluer l'eau contenue dans votre produit et son lien direct avec la qualité, voire la sécurité. Nous allons donc vous montrer une image qui illustre la relation entre l'activité de l'eau sur l'axe X et la teneur en eau sur l'axe Y. Nous l'avons montré plus haut avec ces diagrammes de dispersion. Mais en y regardant de plus près, vous comprendrez comment cette relation peut être utilisée, en particulier lorsque nous parlerons du mélange dans l'une de nos prochaines sections. 

Si nous cartographions l'ensemble de la relation entre l'activité de l'eau et la teneur en eau à une température spécifique, nous obtenons une carte complète de l'humidité que nous appelons isotherme de sorption de l'humidité. Le groupe METER dispose d'une méthode vraiment unique pour ce faire.

Nous disposons d'une méthode appelée isotherme dynamique du point de rosée. En gros, cette méthode nous permet de créer une isotherme à très haute résolution afin que nous puissions voir l'ensemble de la relation. L'utilité de cette méthode réside dans le fait qu'en montant et en descendant cette courbe, elle peut nous aider à comprendre des choses telles que les taux de réaction. Vous l'avez mentionné plus tôt, des choses comme l'oxydation des lipides se produiront à certaines activités de l'eau. Si nous utilisons cette carte de l'humidité, nous pouvons fixer la bonne cible pour nos amandes, autour de 0,3 activité de l'eau. Il y a également des réactions de brunissement ou d'activité enzymatique, d'autres choses qui peuvent se produire à mesure que nous nous déplaçons le long de cette courbe. Nous pouvons également utiliser l'isotherme pour prédire quand les défis microbiens peuvent se présenter. Qu'il s'agisse de moisissures, de bactéries ou de levures, ces phénomènes commenceront à se produire à mesure que l'activité de l'eau augmentera. C'est une chose que vous pouvez garder à l'esprit lorsque vous regardez cette courbe isotherme.

La dernière chose à garder à l'esprit est le changement de texture. S'il s'agit d'une poudre, il peut s'agir d'un point d'agglutination. Même ici, lorsque nous parlons de texture, ces changements de texture peuvent apparaître sur notre courbe isotherme et nous permettre d'identifier ce que nous appelons une activité critique de l'eau. Nous connaissons la plage d'activité de l'eau dans laquelle nous devons rester avant de commencer à observer des changements notables. Si je parle de cette courbe, c'est parce que c'est un très bon moyen de réfléchir à tous ces différents éléments qui affectent la sécurité et la qualité du produit que nous examinons. Cet isotherme sera spécifique à chacun des produits ou à chacun des ingrédients que nous examinons. Y a-t-il quelque chose qui m'échappe, quelque chose que vous voudriez ajouter sur l'utilisation des isothermes ?

MG : Non, vous avez fait un très bon travail et j'espère que vous pourrez visualiser, comme le disait Zach, les différentes influences que l'activité de l'eau peut avoir sur un produit, car lorsque nous augmentons l'activité de l'eau, différents changements peuvent se produire. Il y a différents modes qui se produisent à l'intérieur. Certains d'entre eux sont parfaitement logiques, comme la réaction de brunissement, qui est liée à l'eau présente dans la zone environnante d'un produit. C'est comme si l'on passait d'un mode à l'autre au fur et à mesure que l'activité de l'eau augmente, mais tout cela a un impact sur un produit qui relève de la physique et dont il faut être conscient.

ZC : Disons que nous disposons maintenant d'un isotherme, comment cet isotherme peut-il être utilisé pour améliorer la précision, surtout si l'on y réfléchit, je crois que nous avons un exemple avec la noix de pécan. 

Vous pouvez peut-être reprendre cet exemple et expliquer comment les variations dans la mesure de la teneur en eau vont se répercuter sur la courbe isotherme.

MG : C'est là que la précision des mesures est vraiment importante. En effet, si nous utilisons une méthode ancienne et traditionnelle, et c'était un exemple concret avec les noix de pécan, le producteur de noix de pécan en particulier avait une méthode de mesure de la teneur en eau qui n'était précise qu'à 0,5 %, soit un demi pour cent de plus, ce qui semble plutôt bien, non ?

ZC : Oui, vraiment bien, comparé à ce que je vois d'habitude.

MG : Oui, vous vous dites, oh oui, un demi pour cent. Je m'en contenterais. Mais lorsque nous examinons la relation avec l'humidité dans les noix de pécan, nous pouvons le voir, et nous avons un graphique secondaire qui montre un plus ou un moins de 0,25. La moitié de cette valeur. Si nous disons 0,5, cela peut augmenter ou diminuer un peu le taux d'humidité. Qu'est-ce que cela signifie en termes de sécurité et de croissance des moisissures ? 

Lorsque nous examinons l'isotherme, nous remarquons que même si nous l'augmentons un peu, une augmentation d'un quart de pour cent de la teneur en eau nous place dans cette activité de l'eau de 0,7, où la moisissure peut commencer à se développer. Ce n'est pas rien. Si vous ne savez pas, quand vous avez cette variabilité dans la mesure que vous utilisez, quand vous l'examinez vraiment, elle ne vous dit pas tout ce que vous avez besoin de savoir.

Mais la granularité de la mesure de l'activité de l'eau est énorme. Comme vous pouvez le voir sur le deuxième graphique, nous avons une plage d'activité de l'eau de 0,01, et nous pouvons en mesurer la moindre parcelle. Il est donc très facile de voir où se situe vraiment la teneur en eau, et de toute façon, c'est l'activité de l'eau et non la teneur en eau qui détermine la limite des moisissures ou les problèmes qui se posent dans ce domaine.

ZC : Encore une fois, je tiens à souligner que 0,5 %, ce qui n'est peut-être même pas réaliste - la plupart du temps, je vois plus ou moins un ou même 2 % - mais ce graphique montre très bien que si vous êtes proche de cette limite microbienne et que vous ne mesurez que le taux d'humidité, il y a de fortes chances que certains de vos produits aient des problèmes de moisissure. 

Je constate que certaines entreprises tentent de résoudre ce problème en procédant à un surséchage généralisé, mais elles courent alors le risque de compromettre leur rendement et leurs revenus, alors qu'un surséchage peut conduire à l'oxydation des lipides. 

Ce que nous essayons de montrer ici, c'est que si vous utilisez l'activité de l'eau, c'est la bonne mesure, et vous ne devriez pas seulement mesurer le produit final, mais aussi les ingrédients entrants tout au long de la production, ainsi que le produit final. il y a toute une série d'endroits où vous devriez surveiller l'évolution de votre eau au fil du temps.

MG : C'est vrai. C'est un très bon point parce que, et nous en avons déjà parlé, si vous avez un fournisseur que vous continuez à utiliser année après année, il y aura toujours de la variabilité, c'est tout simplement inévitable. Il suffit de le savoir pour pouvoir adapter son propre processus. Même si vous avez le même fournisseur, comme je l'ai dit, vous aurez toujours la variabilité. Si vous mesurez le produit à mesure qu'il arrive, vous saurez ce que vous obtenez. 

L'activité de l'eau est tout simplement une meilleure mesure dans le sens où c'est elle qui va être le moteur de la croissance microbienne, et non la teneur en humidité, et d'autres choses, la migration de l'humidité, dont nous parlerons à l'avenir. Mais c'est une mesure facile à réaliser. Elle est également plus rapide que de nombreuses méthodes de mesure de la teneur en eau.

ZC : Oui. C'est une transition parfaite, car dans notre prochaine section, nous parlerons du mélange de ces éléments et de la prévision de la migration de l'humidité, et de la manière dont cela peut être fait avec une isotherme.

Défis liés à l'humidité lors du travail avec des fruits et des noix 

ZC : Nous allons maintenant aborder l'un des plus grands défis que posent les fruits et les noix. Il s'agit du moment où l'on commence à mélanger ces choses, et où il faut comprendre dans quel sens l'humidité va se déplacer et quelles sont les implications de la préparation d'un mélange. 

Mary, je vais te confier ce sujet puisque nous avons parlé des isothermes. Comment pouvons-nous utiliser ces isothermes pour prédire ce qui se passera lorsque nous combinerons les myrtilles et les amandes ?

MG : On croit à tort que l'humidité se déplace en fonction de la quantité. Lorsque nous parlons de cela, nous parlons de la teneur en eau. Si quelque chose a un taux d'humidité plus élevé, c'est cette chose qui va déplacer l'humidité, et l'humidité va se déplacer de cette chose vers d'autres choses. Quand il y a plus d'énergie, il y a du mouvement. C'est de la physique. 

Si nous regardons nos myrtilles et nos amandes ici, et je vais prendre cet exemple où nos myrtilles sont à 0,48, ce qui est une place assez décente pour les myrtilles, c'est-à-dire en termes d'activité de l'eau, nos amandes ici sont à 0,30, ce qui est une place assez bonne aussi. Cela permet d'éviter le rancissement, tout en conservant la texture agréable dont nous avons parlé. Ce qui va se passer, c'est que les myrtilles ayant une activité de l'eau plus élevée, l'humidité va se déplacer vers le bas ou vers les amandes elles-mêmes ou tout autre ingrédient.

C'est là le facteur déterminant. Nous pourrions réduire l'activité de l'eau de nos myrtilles en ajoutant ce que nous appelons un humectant, c'est-à-dire un sucre ou un sel. Il existe d'autres produits, d'autres édulcorants, qui réduiront l'activité de l'eau. Si je mentionne cela, c'est parce que si les produits sont proches les uns des autres, il n'y aura pas de migration de l'humidité. Même si ce produit peut contenir beaucoup d'humidité, une teneur en humidité plus élevée, si nous pouvons réduire l'activité de l'eau pour qu'ils soient similaires, il n'y aura pas de migration de l'humidité. Un bon exemple est celui des fruits dans les céréales, comme vous l'avez mentionné plus tôt. Vous avez des céréales avec des flocons croustillants qui ont une faible activité de l'eau et une faible teneur en humidité. Nous avons un fruit, un raisin sec, qui contient évidemment beaucoup d'humidité et dont l'activité de l'eau peut être plus élevée.

Comment cela fonctionne-t-il ? Comment peut-on les faire vivre dans le même espace ? C'est parce qu'on ajoute généralement du sucre, surtout à l'extérieur d'un raisin sec, ce qui réduit l'activité de l'eau et les rapproche. C'est une façon d'envisager ce dont nous parlons en termes de différence d'activité de l'eau et non de teneur en humidité. Nous disposons d'un exemple pour démontrer ce qu'est la modélisation prédictive lorsque nous mélangeons ces éléments ? Car il s'agit là d'une question importante. Ils sont parfaits seuls. Maintenant, quand nous allons les mélanger, qu'allons-nous obtenir ? 

Dans notre exemple, nous avons nos deux isothermes. Les myrtilles sont dans le tracé bleu, et les amandes dans le tracé orange.

Nous avons regroupé les myrtilles avec une activité de l'eau d'environ 0,48, et leur isotherme, qui a une forme différente, vous le remarquerez, puis les amandes, qui ont une activité de l'eau d'environ 0,3. Parlons d'abord des amandes, et vous remarquerez que l'isotherme est assez plat, ce qui signifie qu'il y a une grande différence d'activité de l'eau et une petite différence de teneur en eau. Pour en revenir à l'exemple des noix de pécan, si nous ne mesurons que la teneur en eau et une large gamme de teneurs en eau, nous obtiendrons une grande variation de l'activité de l'eau. Ce n'est pas ce que nous voulons. Nous voulons savoir ce que nous obtenons.

Pour les myrtilles, nous allons observer, pour la même gamme d'activité de l'eau, un changement plus important de la teneur en eau. Nous pouvons prendre ces relations et les combiner. Ainsi, dans cet exemple précis, j'ai choisi une masse de myrtilles deux fois plus importante que celle des amandes, et nous les avons mélangées. Vous remarquerez qu'il y a deux choses sur ce graphique dont je n'ai pas encore parlé. L'un est la trace verte et c'est l'isotherme combiné. C'est la relation combinée de ces deux éléments. Nous pouvons le prédire. L'autre est une ligne bleue en pointillés qui monte et descend à environ 0,45 d'activité de l'eau. C'est là que l'activité de l'eau va aboutir une fois que nous aurons réuni ces deux éléments.

Si nous disposons des isothermes et que nous savons où tout commence, nous pouvons prédire où tout finira. Nous n'avons pas encore besoin de le faire tant que nous ne savons pas que cela se situe dans une bonne fourchette. Lorsque nous regardons l'activité finale de l'eau, elle est à 0,45, les myrtilles ont commencé à 0,48. Vous pouvez clairement voir ici que les myrtilles sont le principal contributeur à l'activité de l'eau. L'étape suivante consiste à se demander si c'est un bon endroit pour les myrtilles. C'est probablement un bon endroit, il est déjà très proche. Est-ce un bon endroit pour les amandes ? C'est une bonne question. Est-ce que cela va nous donner une amande molle, si nous les mettons ensemble à ce ratio, ou est-ce que cela va être à 0,45, est-ce que cela va être trop mou pour nos amandes ? Nous disposons d'un outil pour répondre à cette question.

ZC : Oui, bien sûr. Le graphique que nous avons examiné est dérivé d'un graphique de la boîte à outils d'analyse de l'humidité. Il s'agit d'un logiciel sur lequel nous avons beaucoup travaillé l'année dernière pour le mettre à jour et le rendre vraiment convivial, mais dans ce logiciel, il y a un outil de mélange d'ingrédients qui permet de faire exactement ce que nous sommes en train d'observer. Vous prenez une isotherme pour chacun des ingrédients que vous ajoutez. Il faut réfléchir à la façon dont l'eau va se déplacer. Vous voudrez peut-être une courbe d'absorption pour vos amandes et une courbe de désorption pour vos myrtilles, mais vous pouvez utiliser cet outil pour obtenir l'isotherme final prédit que vous avez indiqué plus tôt en vert, cet isotherme peut en fait être utilisé pour prédire la durée de conservation et commencer à prendre des décisions d'emballage sur un produit ou un mélange que vous n'avez même pas encore fabriqué.

Vous l'avez un peu dit, mais je tiens à préciser que si vous disposez de ces isothermes et que vous pouvez vous asseoir à votre bureau et travailler sur ces mélanges, réfléchir à différents ratios ou aux implications du changement d'activité de l'eau de vos amandes avant même d'aller fabriquer ce produit. Je travaille avec de nombreuses équipes qui utilisent cet outil. En général, elles me disent qu'elles peuvent sortir un produit quatre ou cinq fois plus vite parce qu'elles n'ont pas besoin de faire tous ces essais physiques et d'attendre de voir si la texture change. Ils peuvent commencer à examiner ces mélanges directement sur leur ordinateur. Ils créent une bibliothèque interne d'isothermes avec tous les différents ingrédients avec lesquels ils travaillent, ce qui leur permet d'accélérer leurs processus de recherche et de développement.

Dans la boîte à outils, vous trouverez l'activité finale de l'eau. Il vous montrera l'isotherme et vous donnera les coefficients de cette courbe afin que vous puissiez examiner des choses comme la durée de conservation. Nous avons déjà abordé ces questions par le passé. Nous avons un webinaire spécifique sur la durée de conservation, et un autre sur les isothermes, et je suis sûr que nous aurons ces liens dans la liste ci-dessous. Si ces sujets vous semblent utiles, n'hésitez pas à les consulter. Par ailleurs, nous sommes toujours ravis de faire une démonstration du logiciel et de le présenter à votre équipe pour vous montrer à quoi il peut ressembler.

L'analyse de rentabilité

MG : C'est le bon endroit pour parler de ce qui peut avoir un impact sur votre rentabilité, et pour évoquer des cas concrets, des choses que nous avons rencontrées en travaillant avec des clients qui utilisent ces ingrédients naturels. 

J'ai d'abord pensé que je pourrais parler de l'un des impacts qui est un problème majeur et qui doit être pris en compte. Nous avons parlé du produit lui-même et de la nécessité de s'assurer que nous savons ce que nous obtenons, mais il y a d'autres choses dont nous n'avons pas encore parlé, à savoir les conditions de stockage et la température. La raison pour laquelle j'en parle est qu'en général, si vous augmentez la température, vous augmentez l'activité de l'eau dans presque tous les ingrédients.

Imaginons que vous produisiez une barre ou un mélange à grignoter, et qu'il soit en parfait état dans votre usine. Puis il est envoyé à travers le monde dans un camion, disons chaud, ou dans un conteneur d'expédition, et l'humidité et la température peuvent vraiment affecter ce produit. Plus précisément, la température peut augmenter l'activité de l'eau au-delà d'un point où il n'y a pas de danger et vous pouvez commencer à voir apparaître des moisissures alors que dans votre établissement, tout allait bien. Cette relation entre la température et le produit dépend également du produit lui-même. C'est quelque chose que l'on peut étudier. Vous pouvez trouver la relation entre la température et votre produit. Mais en général, je sais simplement que l'augmentation de la température va accroître l'activité de l'eau et qu'il faut en tenir compte.

ZC : D'après ma propre expérience, lorsque je consulte d'autres scientifiques de l'alimentation, l'une des principales préoccupations est d'éviter un rappel. D'après ce que j'ai vu, de nombreux rappels se produisent parce que la température de stockage ou d'expédition est un peu trop élevée. L'activité de l'eau atteint alors un seuil que nous avons abordé précédemment dans nos différentes sections. Mais cette activité de l'eau devient suffisamment élevée pour que les micro-organismes se développent. Cela montre vraiment la puissance de l'isotherme et de la compréhension d'une activité. En effet, si vous disposez de ces données et que vous maîtrisez la situation, il n'y a aucune raison de procéder à un rappel, qui peut coûter des millions de dollars. Ces rappels peuvent coûter des millions de dollars et nuire à la réputation de l'entreprise. Disposer des bonnes données et savoir comment les utiliser permet d'éviter tout rappel.

La dernière chose sur laquelle je voudrais m'attarder est un scénario d'entreprise. Il s'agit d'un client avec lequel METER Group travaille. J'ai montré un exemple très similaire dans le passé pour les aliments pour animaux, mais je vais utiliser le même format aujourd'hui pour examiner un producteur de pruneaux. 

Nous travaillons avec un producteur de pruneaux qui a une production annuelle très importante d'environ 30 000 tonnes et dont l'objectif était d'augmenter la teneur en eau des pruneaux à 30 %. Même si nous parlons de teneur en eau, nous nous tournons ensuite vers l'activité de l'eau et créons une courbe isotherme pour comprendre dans quelle mesure nous pourrions augmenter la teneur en eau tout en conservant la qualité et la sécurité qu'ils recherchent. En utilisant l'isotherme, nous avons vu qu'il était possible d'augmenter la teneur en eau de 0,5 % tout en réduisant les variations et en empêchant tout produit de dépasser une activité de l'eau de 0,7.

Leur nouvel objectif est désormais de 30,5 %. Cela leur a permis d'augmenter leur production. Le rendement est désormais plus élevé. Comme ils vendent ce produit à un prix de 3 250 dollars la tonne, cela signifie qu'en un an, cette petite modification de la teneur en eau a entraîné une augmentation du rendement annuel de près d'un demi-million de dollars. Il ne s'agit là que d'un seul produit. Encore une fois, il s'agit d'une légère modification de la teneur en eau, mais en modifiant ou en examinant l'activité de l'eau, en comprenant l'isotherme, puis en impliquant ou en introduisant des contrôles, des contrôles environnementaux, et en examinant l'emballage, il est vraiment facile de faire cet ajustement et d'aller se coucher en sachant que son produit sera sûr et qu'il n'y aura pas de rappel à craindre.

Cela permet de présenter une analyse de rentabilité de manière très efficace. Si vous travaillez avec un produit spécifique ou si vous souhaitez que nous établissions une analyse de rentabilité, c'est très facile pour nous de le faire. Nous travaillons avec tous les types de produits. Nous nous sommes principalement concentrés sur les myrtilles et les amandes aujourd'hui, car c'est ce que nous avions à notre disposition. Il est très facile de démontrer les isothermes, la migration de l'humidité et les différentes choses que nous avons abordées. Mais encore une fois, si vous travaillez avec un produit final ou un ingrédient spécifique à base de fruits secs ou de noix, je suis sûr que nous avons déjà travaillé avec lui dans le passé.

MG : Je voulais juste vous dire que nous nous sommes concentrés sur les myrtilles et les amandes cette fois-ci pour rester très simples, mais cela pourrait s'étendre aux théories dont nous parlons, s'étendre à tout, à n'importe quel produit alimentaire. Ainsi, si vous travaillez avec du beurre de noix, les éléments dont nous avons parlé seront similaires, ils seront impactés de la même manière. Si vous utilisez une pâte de fruits, comme une pâte de dattes, comme base de votre barre, c'est la même chose. Je voulais juste savoir que lorsque nous parlons de ces choses en général, il s'agit vraiment d'une généralisation qui s'applique à beaucoup de choses.

Par ailleurs, nous nous sommes concentrés sur la croissance microbienne, le rendement et tout le reste, mais il pourrait s'agir d'autres choses également. Tout d'abord, nous avons étudié les isothermes, c'est-à-dire la manière dont l'activité de l'eau influe sur les différentes vitesses de réaction. Disons que si vous avez une barre ou un produit contenant un additif nutritionnel spécifique, ou un nutraceutique ou un aliment fonctionnel, cela s'appliquera également à ces produits. Toutes ces séries s'appliquent également à ces produits. Vous devez vous assurer que si vous faites une allégation de ce type, vous serez en mesure de la maintenir. 

ZC : Passons maintenant à la section des questions et réponses. Nous allons prendre quelques questions et si vous avez d'autres questions, vous pouvez nous contacter directement, ou nous aurons des informations de contact à la fin, afin que nous puissions répondre à toutes vos questions.

Session de questions-réponses

À quelle vitesse l'humidité s'équilibre-t-elle entre les ingrédients et y a-t-il des moyens d'influer sur ce phénomène ?

MG : Je prends celui-là. Cela peut prendre un peu de temps. Cela dépend de la rapidité avec laquelle une chose absorbe l'humidité. Dans nos exemples de myrtilles et d'amandes, il a fallu environ une semaine pour les placer dans une activité aquatique différente et les laisser reposer. Mais si vous regardez la plupart des produits, lorsqu'ils sont emballés, ils ne sont pas censés être consommés en une semaine. C'est quelque chose qui finira par arriver, il faut juste le garder à l'esprit. Selon le produit, ce sera plus ou moins rapide, mais tout finira par s'équilibrer à l'intérieur de l'emballage. Vous pouvez être sûr que cela se produira.

Lorsqu'il y a une plus grande différence dans les activités de l'eau, c'est cela qui va être la force motrice. Si vous parvenez à rapprocher les activités de l'eau, vous n'aurez pas autant de migration d'humidité et vous parviendrez plus rapidement à un bon équilibre. Il est toujours bon d'essayer de minimiser la différence. Je vous recommande vivement d'essayer de faire en sorte que vos activités soient similaires, de manière à ce que la migration de l'humidité dans votre produit ne pose pas de problème aussi important.

Comment puis-je utiliser les mesures de la teneur en eau pour prévoir la migration de l'humidité ?

ZC : Je peux répondre à cette question. Cela nous ramène à l'une de nos sections précédentes, à savoir que beaucoup de gens pensent qu'ils devraient utiliser la teneur en eau en raison de sa quantité. C'est peut-être plus logique pour eux, mais j'espère que nous avons montré dans ce webinaire que c'est vraiment l'activité de l'eau qu'il faut garder à l'esprit.

L'activité de l'eau est une mesure de l'énergie de cette eau, et elle dicte le sens dans lequel l'eau veut se déplacer. L'eau veut toujours passer d'un état de haute énergie à un état de basse énergie. Dans l'exemple que nous avons examiné, en comprenant que l'activité de l'eau est plus élevée dans les myrtilles, cette eau veut se déplacer de la myrtille vers l'amande pour atteindre un équilibre. Ne vous préoccupez pas de la teneur en eau, concentrez-vous sur l'activité de l'eau si vous pensez à la migration de l'eau.

Si mon produit est emballé à un niveau d'activité de l'eau très proche des limites microbiennes, quelle variation de température après l'emballage lui permettrait de moisir ?

MG : Il faut rester à l'écart de cette limite microbienne. Ce que je veux dire par là, c'est que si je devais dire, et j'hésite vraiment à dire jusqu'à quel point on peut s'en approcher, parce que cela dépend vraiment du produit lui-même. Quelle est sa relation avec la température ? En d'autres termes, la température a-t-elle un impact important sur le produit et, comme je l'ai dit, c'est quelque chose que l'on peut découvrir et qui varie selon les produits. Mais si je devais être un peu plus prudent, je dirais que 0,1 vous maintiendrait définitivement dans la zone de sécurité. La limite microbienne est de 0,7 pour l'activité de l'eau. Si vous êtes autour de 0,6, c'est probablement la limite que je souhaite atteindre. 

N'oubliez pas que dans cette plage d'activité de l'eau, il se produit également des phénomènes de texture. Il y a beaucoup de choses à prendre en compte, mais si vous vous concentrez sur les limites microbiennes, je recommanderais quelque chose comme cela. 

ZC : Je constate la même chose dans beaucoup d'industries et les fruits et les noix et d'autres produits fixent généralement une activité de 0,1 en dessous de la limite microbienne, ce qui est une valeur sûre. Mais j'ajouterai pour cette question que si vous êtes à 0,7, disons au seuil microbien à température ambiante, dès que votre produit quitte votre installation, s'il subit une température plus élevée que celle à laquelle vous l'avez testé, dès que vous augmentez la température, vous courez le risque de voir l'activité augmenter. Dès que cela se produit, les micro-organismes peuvent commencer à se développer. Il faut donc trouver un équilibre entre la compréhension des températures auxquelles votre produit peut être soumis et la fixation d'une activité suffisamment basse pour ne pas courir de risque. Si votre température augmente, vous serez toujours en dessous de 0,7 ou même 0,6, cinq.

MG : Je voulais mentionner rapidement, si possible, deux autres choses : il s'agit de produits naturels. La plupart du temps, il n'y a pas d'étape de destruction. Je veux dire que si vous grillez une noix, cela devrait, si vous le faites correctement, je suppose que vous pouvez le dire. Cela tuerait tous les microbes, mais pour la plupart des produits, des choses peuvent encore se trouver à la surface de vos aliments naturels, et elles ne se développeront pas si vous pouvez maintenir une faible activité de l'eau, mais si vous atteignez un niveau élevé et même supérieur, nous parlons de moisissures qui sont assez faibles, 0,7, mais si vous atteignez un niveau supérieur, vous pouvez courir le risque si c'est dans un environnement différent ou si votre emballage n'est pas assez bon pour maintenir une humidité élevée, ce qui est un facteur maintenant, ou vous pouvez avoir des E coli ou des salmonelles qui commencent à se développer. L'activité de l'eau est alors beaucoup plus élevée, mais n'oubliez pas que ces bactéries peuvent toujours survivre dans les aliments naturels, mais qu'elles ne peuvent pas se développer si l'activité de l'eau reste faible.

L'autre point que je voulais mentionner est l'impact de l'emballage, dont je sais que vous avez une grande expérience. Si vous voulez discuter de quelque chose concernant l'emballage par rapport à la température, etc.

ZC : Oui, bien sûr. Si vous fabriquez un produit proche de la limite microbienne, l'un des moyens de maintenir votre produit dans la plage idéale d'activité de l'eau est de tenir compte de votre emballage. Plus le taux de transmission de la vapeur d'eau de l'emballage est faible, plus vous serez en mesure de maintenir le produit dans la plage souhaitée, même en cas de variations de l'humidité ou de la température. Encore une fois, nous avons un autre webinaire qui aborde ce sujet de manière beaucoup plus détaillée, et nous serions heureux de discuter de l'emballage avec vous.

Est-il nécessaire de vérifier l'humidité ou l'activité de l'eau à un stade quelconque au-delà du mélange initial des ingrédients ?

MG : Oui.

ZC : Oui, tout à fait.

MG : Oui. Recommander bien sûr l'activité de l'eau, comme nous l'avons dit, car la teneur en humidité ne donne pas une image complète permettant d'éviter certains des problèmes dont nous avons parlé. Ensuite, le contrôle du processus. L'activité de l'eau permet d'y parvenir beaucoup mieux et il est bon de tester les ingrédients entrants, mais le post-traitement est également très utile car il permet de savoir ce que l'on a produit. Est-il au niveau que vous attendez ? Avez-vous d'autres commentaires ?

ZC : Oui. Je dirai simplement que les entreprises qui réussissent et que je vois contrôlent vraiment l'eau contenue dans leurs aliments ou les ingrédients. Elles mesurent dès le départ, elles n'acceptent les ingrédients que s'ils se situent dans une fourchette de 10 % ou elles fixent une fourchette spécifique parce que cette variation gardée à l'esprit se répercutera sur le produit final. Je recommande de mesurer les ingrédients dès le début de la production. Nous disposons même d'une solution en ligne qui vous permet de toujours atteindre votre objectif, quelle que soit l'activité, mais encore une fois, à la fin, vous devriez mesurer votre produit final au moment où vous le mettez dans l'emballage. Ensuite, nous verrons même des entreprises qui réaliseront une étude sur la durée de conservation, qui mesureront l'activité de l'eau au fil du temps. En faisant cela, vous pouvez éviter les rappels ou tout autre problème dont nous avons parlé aujourd'hui.