Le guide complet de Durée de conservation à l'intention des fabricants de produits alimentaires

En l'absence d'une durée de conservation précise et spécifique au produit Durée de conservation, vous risquez de jeter un produit périmé qui est encore bon. Ou de vendre un produit non périmé qui est en réalité avarié. Vous risquez de payer trop cher pour un emballage qui n’apporte rien à votre produit. Ou de renoncer à Durée de conservation significative Durée de conservation vous pourriez obtenir grâce à un meilleur emballage. Le fait est que vous n’en êtes pas certain, car vous avancez à l’aveuglette.

Alors pourquoi les gens ne font-ils pas davantage de tests de durée de conservation ?

Vous payez peut-être trop cher pour un emballage qui n'apporte rien à votre produit.

Durée de conservation complets Durée de conservation

En général, cela s'explique par le fait qu'un véritable Durée de conservation à part entière constitue une tâche de taille. Il implique en effet des relations complexes entre l'humidité, la température et les modes de défaillance du produit.

De nombreux facteurs peuvent rendre votre produit dangereux ou immangeable : moisissures, Croissance microbienne, rancissement, altération de la texture ou du goût, dégradation des vitamines. La plupart des entreprises ne disposent pas de l'expertise nécessaire pour réaliser en interne Durée de conservation complets Durée de conservation , et faire appel à un laboratoire externe pour ces analyses coûte cher.

Il existe une alternative scientifiquement valable à ce type de Durée de conservation . Il s’agit de Durée de conservation, simplifiée par l’activité de l’eau. Cette méthode fournit toutes les données nécessaires pour prédire Durée de conservation de votre produit Durée de conservation une expérience que tout le monde, même une petite start-up, peut se permettre de mener.

Durée de conservation activité de l'eau

En quoi l'activité de l'eau facilite-t-elle la détermination de Durée de conservation?

1. Cela élimine les distractions. Lorsque vous connaissez l'activité hydrique de votre produit, vous savez quels modes de défaillance posent problème pour ce produit.
2. Cela simplifie la prévision. Vous pouvez utiliser votre appareil de mesure de l'activité de l'eau ainsi qu'une autre méthode de mesure (le choix de celle-ci dépendant de votre mode de défaillance spécifique) pour mener une expérience simple en interne qui vous permettra de prévoir Durée de conservation votre Durée de conservation .
3. Cela permet d'uniformiser la production. Vous pouvez définir une Spécification d'activité de l'eau Spécification vous permettra d'obtenir une Durée de conservation optimale Durée de conservation chaque lot.

Vos Durée de conservation peuvent vous fournir des informations précieuses qui vous aideront à prévenir les défaillances des produits, à prévoir et à prolonger Durée de conservation, à choisir l'emballage le plus rentable, et bien plus encore.

AQUALAB 3. Obtenir une mesure précise de l'activité de l'eau de votre produit peut vous aider à estimer plus précisément Durée de conservation.

Dans quelle mesure l'activité de l'eau permet-elle de prédire Durée de conservation?

L'activité de l'eau est un outil important pour prédire et contrôler la Durée de conservation produits alimentaires. Durée de conservation la période pendant laquelle un produit reste propre à la consommation, conserve les propriétés sensorielles, chimiques, physiques et microbiologiques souhaitées, et respecte les exigences en matière d'étiquetage nutritionnel. De nombreux facteurs influencent Durée de conservation, notamment l'activité de l'eau, le pH, le potentiel redox, l'oxygène, l'utilisation de conservateurs et les conditions de transformation et de stockage. En mesurant et en contrôlant l'activité de l'eau dans les aliments et les produits pharmaceutiques, il est possible de :

• Prédire quels micro-organismes seront des sources potentielles de détérioration et d'infection
• Maintenir la stabilité chimique des aliments
• Réduire au minimum Brunissement non enzymatique et Oxydation des lipides autocatalytique spontanée Oxydation des lipides
• Contrôler l'activité des enzymes
• Prolonger la durée de conservation des nutriments et des vitamines dans les aliments
• Optimiser les propriétés physiques des aliments

Facteurs mettant fin à Durée de conservation

Trois facteurs principaux influencent Durée de conservation: les propriétés microbiologiques, les modifications chimiques et la détérioration physique. Tous ces facteurs sont liés à l'activité de l'eau.

Croissance microbienne

La moisissure et Croissance microbienne les menaces les plus dangereuses pour Durée de conservation. Le contrôle de l'activité de l'eau permet d'inhiber ou d'empêcher Croissance microbienne, de prolonger Durée de conservation et de stocker certains produits 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 le cadre Durée de conservation .

Tableau 1. Limites de croissance de l'activité de l'eau pour de nombreux micro-organismes courants

Mais comment tirer parti de ces connaissances dans les domaines de formulation, de Spécification, de la production et du conditionnement ? Regardez notre dernier webinaire pour découvrir :

• Comment l'activité de l'eau permet de prédire Croissance microbienne
• comment utiliser les limites_{maximales de résidus (LMR)} spécifiques à certains organismes, applicables à votre secteur d'activité, pour définir vos spécifications
• comment utiliser différentes formulation (notamment les humectants, les films et les enrobages) pour obtenir l'activité de l'eau souhaitée
• Pourquoi vous devriez envisager la technologie Hurdle pour relever certains défis

Dégradation chimique

L'activité de l'eau influence la vitesse des réactions chimiques responsables de la détérioration, car l'eau agit comme un solvant, peut être elle-même un réactif ou peut modifier la mobilité des réactifs par le biais de sa viscosité. Par exemple, les réactions de brunissement non enzymatiques augmentent avec l'activité de l'eau pour atteindre un maximum entre 0,6 et 0,7_aw, tandis que Oxydation des lipides minimisée entre environ 0,2 et 0,3_aw. La stabilité chimique optimale se situe généralement près de la teneur en humidité de la monocouche, telle que déterminée à partir des isothermes de sorption d'humidité.

Figure 1. La stabilité et les réactions d'un produit peuvent être prédites à l'aide de l'activité de l'eau.

Détérioration physique

Les environnements à forte humidité (et, plus rarement, à faible humidité) peuvent influencer l’activité de l’eau d’un produit, entraînant des modifications indésirables de sa texture ou de ses propriétés physiques et réduisant Durée de conservation. Parmi les problèmes rencontrés, on peut citer la perte de croustillant des produits secs, l’agglomération et la formation de grumeaux des poudres, ainsi que la dureté ou la texture caoutchouteuse des produits humides. Déterminer l’activité de l’eau critique pour votre produit peut nécessiter quelques recherches, mais l’activité de l’eau facilite grandement cette tâche.

Connaître l'activité hydrique optimale de vos produits peut empêcher des changements indésirables dans leurs propriétés physiques, comme l'agglomération et la formation de grumeaux.

Emballage, expédition et stockage

Les variations de l'activité de l'eau pendant le transport et le stockage peuvent avoir une influence considérable sur Durée de conservation. L'activité de l'eau dépend de la température, et les températures de transport et de stockage peuvent affecter l'activité de l'eau à l'intérieur de l'emballage. Durée de conservation simplifiés Durée de conservation peuvent vous aider à déterminer le meilleur emballage et à évaluer l'effet des conditions de transport et de stockage sur la Durée de conservation votre produit.

Commencez avec des tests simplifiés

La littérature spécialisée en sciences alimentaires Durée de conservation des informations sur la manière d’optimiser Durée de conservation , mais il peut être difficile d’y trouver des instructions détaillées étape par étape. Il suffit de garder à l’esprit quelques points lors de l’élaboration d’un plan visant à tester la Durée de conservation votre produit spécifique.

N'essayez PAS d'analyser tout

De nombreux facteurs influent sur Durée de conservation, mais les plus déterminants sont l'activité de l'eau et la température. Commencez par maîtriser ces deux facteurs.

Comment mesure-t-on l'activité de l'eau ?

Les fabricants agroalimentaires mesurent l'activité de l'eau en laboratoire et sur la chaîne de production à l'aide de mesureurs d'activité de l'eau. Mesurez l'activité de l'eau (_aw) en 5 minutes ou moins (temps de lecture moyen : 2,5 minutes) avec_{une précision de} ±0,003_aw . Les appareils AQUALAB sont les mesureurs d'activité de l'eau les plus rapides et les plus précis du marché. Regardez la vidéo pour découvrir comment cela fonctionne.

Déterminez les modes de défaillance les plus probables.

La Durée de conservation produit est généralement affectée par un ou deux modes de défaillance seulement. Par exemple, la Durée de conservation chips de pomme de terre est souvent compromise par des saveurs indésirables liées à Oxydation des lipides. Durée de conservation simplifiés Durée de conservation devraient commencer par l'étude Oxydation des lipides différentes activités de l'eau et Oxydation des lipides différentes températures. Une fois que les effets de Oxydation des lipides été pris en compte, vous pouvez examiner tout autre facteur potentiellement limitant, tel que la texture.

Les étapes fondamentales pour déterminer Durée de conservation

Étapes fondamentales pour tester la durée de conservation à l'aide de l'activité de l'eau.

Si vous deviez développer ces étapes dans un organigramme détaillé, cela ressemblerait à ceci (voir l'image agrandie ici) :

Figure 2. Organigramme des tests de durée de conservation

Choisissez le forfait qui vous convient

Une fois que vous avez déterminé la plage d’activité de l’eau idéale pour votre produit, il est temps de vous pencher sur l’emballage. Le facteur déterminant le plus important pour l’évolution de l’activité de l’eau de votre produit au fil du 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 adapté à la Durée de conservation souhaitée, vous avez besoin de deux paramètres simples : la perméabilité de l’emballage et l’activité de l’eau critique.

Trouvez votre WVTR

Le mouvement de l'eau à travers l'emballage est déterminé par la différence d'activité de l'eau à l'intérieur et à l'extérieur de celui-ci. Les fabricants utilisent l'emballage pour contrôler la vitesse à laquelle cette eau se déplace. L'humidité traverse l'emballage à une vitesse exprimée par Taux de transmission de vapeur d'eau WVTR). Vous pouvez utiliser le WVTR dans des modèles mathématiques afin de déterminer l'emballage optimal pour obtenir Durée de conservation souhaitée.

Identifiez votre plage d'activité hydrique critique

L'un des principaux objectifs Durée de conservation est de déterminer la fourchette d'activité de l'eau optimale pour votre produit. Il peut s'agir d'une activité de l'eau critique dont le dépassement entraînerait immédiatement des problèmes de sécurité ou de texture mettant fin à Durée de conservation. Il peut également s'agir du « niveau d'humidité idéal » qui maximise la rentabilité et élimine les problèmes potentiels liés au goût, à la texture et à la sécurité.

Si les altérations physiques constituent la principale cause de défaillance de votre produit, une courbe Isotherme dynamique au point de rosée DDI) pourrait permettre d’identifier l’activité de l’eau critique. Une courbe DDI mesure l’évolution des propriétés de sorption d’un échantillon au fur et à mesure qu’il adsorbe et désorbe de l’eau (voir figure 3).

Figure 3. Relation entre les changements de texture et l'isotherme du lait en poudre séché par atomisation.

Les courbes DDI peuvent vous faire gagner beaucoup de temps dans l'identification d'une activité hydrique critique. Vous pouvez les obtenir en envoyant un échantillon de votre produit à AQUALAB Lab Services ou en utilisant l'ANALYSEUR DE SORPTION DE VAPEUR pour développer vos propres courbes DDI.

Si l'altération microbienne est le facteur limitant votre Durée de conservation, vous pouvez déterminer une activité de l'eau critique ou une plage d'activité de l'eau en vous appuyant sur des limites bien établies par la recherche. De nombreux micro-organismes préoccupants sont répertoriés dans ce tableau, qui présente la relation entre l'activité de l'eau et Croissance microbienne.

Si les facteurs chimiques tels que Oxydation des lipides, la réaction de Maillard ou la perte de vitamines constituent les principales causes de détérioration de votre produit, vous devrez approfondir vos recherches. L'activité de l'eau est liée à bon nombre de ces réactions chimiques, mais vous devrez mener des essais pour déterminer la nature exacte de cette corrélation pour votre produit en particulier.

Kit pour Durée de conservation »

Une fois que la perméabilité de l'emballage et l'activité de l'eau critique sont connues, ces valeurs peuvent être utilisées pour réaliser Modélisation prédictive.

Modélisation prédictive souvent à l'aide d'une série d'équations complexes (décrites dans la section « Ressources supplémentaires »), mais il existe une méthode plus simple. Un logiciel, MOISTURE ANALYSIS TOOLKIT, effectue ces calculs à votre place. Cet outil utilisera ces données de base pour déterminer Durée de conservation, définir les spécifications d'emballage idéales et vous permettra même de modifier les paramètres d'analyse afin d'étudier différentes options d'emballage.

Une analyse approfondie des modes de défaillance et plus encore

Vous souhaitez en savoir plus ? Vous trouverez ci-dessous un guide complet et détaillé des étapes présentées dans le diagramme Durée de conservation » ci-dessus (figure 2). Cliquez sur les onglets pour en savoir plus sur chaque sujet.

PLUS d'informations sur Durée de conservation

Au cours de ce webinaire de 30 minutes, Mary Galloway et Zachary Cartwright, spécialistes en sciences alimentaires, vous expliquent comment trouver des réponses à vos Durée de conservation . Découvrez comment :

• Analyser les problèmes et les réclamations afin de déterminer pourquoi Durée de conservation à échéance plus tôt que prévu
• Prévoir l'impact des modifications apportées à la recette sur Durée de conservation
• Comparez l'effet de différentes options d'ingrédients
• Déterminez si une option d'emballage spécifique vous permettra d'atteindre ou d'améliorer Durée de conservation

Pourquoi AQUALAB 4TE surpasse les autres mesureurs d'activité de l'eau

L'AQUALAB 4TE enferme un échantillon dans un récipient hermétique, et l'humidité relative de l'air présent dans Espace de tête avec l'activité de l'eau de l'échantillon. À l'équilibre, ces deux valeurs seront identiques, et il est alors possible de mesurer l'humidité relative de l'« Espace de tête » Espace de tête déterminer l'activité de l'eau de l'échantillon. C'est la méthode la plus fiable pour mesurer l'activité de l'eau.

Méthodes secondaires : hygromètres, capteurs de capacité

À l'instar des premiers appareils de mesure de l'activité de l'eau, la plupart des instruments modernes utilisent des capteurs hygrométriques à capacité ou à résistance pour mesurer l'humidité dans Espace de tête l'échantillon.

Ces appareils utilisent des méthodes secondaires : ils établissent un lien entre un signal électrique et l'humidité relative et doivent être étalonnés à l'aide d'étalons salins connus.

Avec ces capteurs, l'ERH est égal à l'activité de l'eau de l'échantillon uniquement tant que les températures de l'échantillon et du capteur sont identiques. Des mesures précises nécessitent un bon contrôle ou une bonne mesure de la température. Les capteurs de capacité ont une conception simple et sont souvent utilisés dans des appareils de mesure de l'activité de l'eau relativement peu coûteux.

La méthode du point de rosée 4TE est une méthode primaire

Les meilleures méthodes pour répondre à la question de savoir comment mesurer l'activité de l'eau sont les méthodes primaires qui utilisent le rapport p /p0.

P0 (la Pression de vapeur à saturation) ne dépend que de la température de l'échantillon (comme le montre le graphique ci-joint) ; il est donc possible de déterminer p0 en mesurant la température de l'échantillon. P (la Pression de vapeur l'eau contenue dans l'échantillon) peut être déterminée en mesurant la Pression de vapeur l'eau présente dans l'espace de tête hermétique situé au-dessus de l'échantillon. La méthode la plus précise pour mesurer cette Pression de vapeur, et qui repose sur les principes fondamentaux, consiste à mesurer le point de rosée de l'air.

Figure 15. Il est possible de déterminer Pression de vapeur à saturation Pression de vapeur mesurant la température de l'échantillon ( Pression de vapeur à saturation dépendant Pression de vapeur la température).

Une méthode primaire désigne une mesure directe, sans Étalonnage.

Les principaux avantages de la méthode du point de rosée (ou du point de rosée par miroir refroidi) sont la rapidité et la précision. Le capteur de point de rosée à miroir refroidi constitue une méthode de mesure primaire reposant sur des principes thermodynamiques fondamentaux. Les analyseurs d’activité de l’eau à miroir refroidi effectuent des mesures d’une grande précision (±0,_{003 aw}), généralement en environ 5 minutes. La mesure étant basée sur la détermination de la température, aucun Étalonnage nécessaire. Les utilisateurs doivent mesurer une solution saline étalon afin de vérifier le bon fonctionnement de l'instrument. Pour certaines applications, la rapidité de cette méthode permet aux fabricants d'effectuer un suivi en ligne de l'activité de l'eau d'un produit.

Ressources supplémentaires

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Carter, B.P., Galloway, M.T., Campbell, G.S., et Carter, A.H. 2015. L'activité critique de l'eau à partir des isothermes dynamiques du point de rosée comme indicateur du croustillant dans les biscuits à faible teneur en humidité. Journal of Food Measurement and Characterization 9(3):463-470.

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Yuan, X., Carter, B. P. et Schmidt, S. J. « Détermination de l'humidité relative critique à laquelle se produit la transition vitreuse-caoutchouteuse dans le polydextrose à l'aide d'un instrument automatique de sorption de vapeur d'eau ». Journal of Food Science 76, n° 1 (2011) 78-89.

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