Utilisation de la technologie des obstacles pour des aliments plus sûrs et plus frais

La transformation excessive des produits (par exemple dans les produits carnés) peut entraîner une perte de saveur, de texture et, au final, de profit. La technologie barrière (également appelée techniques combinées ou technologie de barrière) est un outil précieux dans la lutte contre la transformation excessive. Elle combine différents facteurs ou techniques de conservation pour obtenir une conservation douce mais fiable.

Travailler ensemble pour la sécurité alimentaire

La technologie des barrières combine délibérément des techniques de conservation existantes et nouvelles afin d'établir une série de facteurs conservateurs que les micro-organismes sont incapables de surmonter. Ces barrières peuvent inclure la température, l'activité de l'eau, l'acidité, le potentiel redox, les conservateurs, les organismes concurrents, les vitamines, les nutriments, etc.

Comment fonctionnent les obstacles

Pour se développer et se multiplier, les micro-organismes doivent maintenir leur homéostasie, c'est-à-dire un environnement interne stable et équilibré. Les obstacles visent à perturber un ou plusieurs mécanismes d'homéostasie, provoquant l'inactivation, voire la mort des microbes. Les meilleurs obstacles combinent plusieurs mécanismes d'homéostasie simultanément. Cette approche multi-cibles est plus efficace qu'une approche mono-cible et permet d'utiliser des obstacles de moindre intensité.

La figure suivante illustre comment les différents facteurs contribuent à limiter Croissance microbienne.

La figure 1 présente plusieurs exemples de procédés combinés. Chacune des illustrations montre, à l'aide de lignes pointillées et de flèches, si les procédés sont efficaces ou non pour empêcher Croissance microbienne. Dans l'exemple n° 3, par exemple, la température seule n'était pas un moyen de contrôle efficace, mais l'activité de l'eau combinée à la température a permis d'empêcher la croissance des micro-organismes. Dans l'exemple n° 4, les seuils n'étaient pas suffisants pour empêcher Croissance microbienne. Dans ce cas précis, il aurait fallu augmenter le seuil de température par réfrigération.

Coopération ou concurrence

Il faut également tenir compte de l'effet des obstacles les uns sur les autres. Parfois, un deuxième agent ne fait que renforcer l'efficacité du premier. Parfois, les agents agissent en synergie, ce qui rend leur effet combiné encore plus important. Cependant, un agent peut également antagoniser ou nuire à l'efficacité de l'autre, en neutralisant partiellement ou totalement l'efficacité d'un ou des deux agents. Ces effets doivent être soigneusement étudiés avant d'utiliser les agents en combinaison.

L'activité de l'eau comme obstacle

L'activité de l'eau (aw) est l'un des seuils les plus utiles, qu'elle soit utilisée seule ou en combinaison avec un autre seuil. Il existe des niveaux d'activité de l'eau spécifiques en dessous desquels certains micro-organismes ne peuvent pas se développer, ainsi qu'un niveau d'activité de l'eau en dessous duquel aucun micro-organisme ne prolifère. Ces Croissance microbienne s'appliquent à tous les types d'aliments et, en réalité, à tous les produits poreux.

Activité de l'eau et pH : obstacles synergiques

L'activité de l'eau et le pH agissent en synergie, ce qui permet de contrôler Croissance microbienne un niveau impossible à atteindre en utilisant l'un de ces facteurs seul. Cet effet synergique fait partie de la définition donnée par la FDA des aliments potentiellement dangereux.

Le tableau A peut être utilisé pour déterminer si un aliment traité thermiquement et emballé est un aliment potentiellement dangereux (APD), un aliment non APD ou un aliment nécessitant une évaluation. Les aliments doivent répondre aux exigences de cuisson de la section 3-401.11 du Code alimentaire (pas de cuisson partielle) afin d'éliminer les agents pathogènes végétatifs. Les agents pathogènes sporulés sont les seuls risques biologiques préoccupants qui subsistent. Les aliments sont emballés afin d'éviter toute recontamination. Par conséquent, un pH et une activité de l'eau plus élevés peuvent être tolérés en toute sécurité.

Le tableau B peut être utilisé pour déterminer si un aliment non traité thermiquement ou traité thermiquement mais non emballé est un PHF, un non-PHF ou nécessite une évaluation du produit. Les aliments non traités thermiquement peuvent contenir des cellules végétatives et des spores pathogènes. Les aliments traités thermiquement mais non emballés peuvent être recontaminés. Les valeurs de pH prises en compte dans le tableau B doivent inclure 4,2, car Staphylococcus aureus peut se développer à ce niveau.

pH : Croissance microbienne

Tout comme l'activité de l'eau, le pH limite la croissance de certains micro-organismes de manière bien définie. Tous les organismes préfèrent un pH neutre, mais la plupart peuvent se développer dans des environnements plus acides, Croissance microbienne généralement à un pH de 5. Bien que 4,6 ait autrefois été considéré comme la limite pour toute Croissance microbienne, certains micro-organismes peuvent tolérer un pH aussi bas que 4,2.

Le pH est souvent contrôlé en ajoutant directement un acide, tel que du vinaigre, de l'acide lactique, de l'acide citrique ou du jus de fruit, à un produit. Il peut également être réduit par l'ajout d'ingrédients naturellement acides comme les tomates ou par fermentation, qui utilise l'acide lactique produit par une bactérie spécifique pour abaisser le pH et empêcher la croissance d'autres micro-organismes.

Le tableau ci-dessous montre comment l'activité de l'eau et le pH de plusieurs aliments courants agissent conjointement pour contrôler Croissance microbienne. La confiture de fraises présente une activité de l'eau très élevée, mais l'acide citrique maintient le pH à un niveau suffisamment bas pour empêcher Croissance microbienne.  La moutarde présente également un pH très bas et une activité de l'eau élevée. Ces deux produits sont conservés grâce à leur pH, et non à leur activité de l'eau. Le sirop d'érable, en revanche, est conservé grâce à sa faible activité de l'eau. Le sucre contenu dans le sirop agit comme un humectant qui maintient l'activité de l'eau à un niveau bas.

La mayonnaise présente une activité de l'eau très élevée, mais le vinaigre maintient son pH à 4,1. Ce faible pH empêche Croissance microbienne. Cependant, en raison de sa forte teneur en huile, elle est sensible à Oxydation des lipides. La mayonnaise est conservée au réfrigérateur, non pas pour empêcher Croissance microbienne, mais pour éviter le rancissement. Il est intéressant de noter qu’il n’existe aucun lien direct entre l’activité de l’eau et le pH. Lorsque l’on ajoute de l’acide à un produit pour en abaisser le pH, cela n’a qu’un impact minime sur l’activité de l’eau.

Saucisse fermentée : obstacles au travail

Les saucisses fermentées de type salami sont stables à température ambiante pendant de longues périodes. Une série d'obstacles est importante à différentes étapes du processus de maturation. Les premiers obstacles utilisés sont le sel et le nitrate, qui inhibent la plupart des bactéries présentes. D'autres bactéries se multiplient à ce stade, consomment l'oxygène et provoquent une baisse du potentiel redox, ce qui inhibe les organismes aérobies et favorise la sélection des bactéries lactiques. Ces bactéries prolifèrent, provoquent l'acidification du produit et augmentent le pH. Au cours du long processus de maturation du salami, les obstacles initiaux s'affaiblissent. Le nitrite s'épuise. Le nombre de bactéries lactiques diminue. Le potentiel redox et le pH augmentent. Cependant, à mesure que le salami sèche, l'activité de l'eau devient le principal obstacle et préserve la saucisse. Le processus de salaison doit être géré avec soin lors de la production de saucisses fermentées.

Une liste croissante d'obstacles

Environ 50 obstacles différents ont été identifiés dans le domaine de la conservation des aliments. Outre les obstacles les plus importants et les plus couramment utilisés, tels que la température, le pH et l'activité de l'eau, il existe de nombreuses autres options potentiellement intéressantes. Citons par exemple l'ultra-haute pression, la mano-thermo-sonication, l'inactivation photodynamique, le conditionnement sous atmosphère modifiée, les enrobages comestibles, l'éthanol, les produits de la réaction de Maillard et les bactériocines.

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