Résumé du webinaire et points clés

Mais quelle variable permet un meilleur contrôle ? Est-ce l'activité de l'eau ? Est-ce le pH ? Est-ce une combinaison des deux ? Nous allons examiner ce que sont l'activité de l'eau et le pH, comment ils influencent chacun à leur manière la stabilité microbienne, et comment ils agissent mieux ensemble pour contrôler la contamination microbienne.

Premier obstacle : qu'est-ce que l'activité de l'eau ?

L'activité de l'eau est une mesure de l'état énergétique de l'eau dans un système. À partir du premier principe de la thermodynamique, nous pouvons dériver l'équation de l'énergie libre de Gibbs, qui fournit des informations sur l'énergie ou le potentiel chimique de tout type d'espèce, en l'occurrence l'eau. L'activité de l'eau dans l'échantillon est en corrélation directe avec le potentiel énergétique, qui est lui-même en corrélation directe avec la tendance à s'échapper, ou fugacité, de l'eau vers la phase vapeur.

D'un point de vue pratique, pour déterminer l'activité de l'eau d'un produit, il suffit de placer un échantillon dans un récipient hermétique, afin que l'eau s'évapore de cet échantillon dans l'espace au-dessus de celui-ci. Cette vapeur d'eau exercera une pression sur le récipient qui peut être mesurée et calculée comme (P), la pression partielle de l'échantillon. Ensuite, on divise ce chiffre par la pression de vapeur de l'eau pure à la même température pour obtenir l'activité de l'eau finale dans l'échantillon sur une échelle de 0 (absence totale d'eau) à 1 (eau pure).

Bien que liées, l'activité de l'eau et la teneur en humidité sont deux mesures différentes. La teneur en humidité est une mesure quantitative de la quantité d'eau présente dans un échantillon, tandis que l'activité de l'eau est une mesure qualitative de l'état énergétique de l'eau dans le système. S'il est utile de connaître la quantité d'eau présente, les micro-organismes ne peuvent utiliser que l'eau à laquelle ils ont accès.

Pourquoi l'activité de l'eau est-elle importante ?

Chaque micro-organisme a une activité hydrique très spécifique à laquelle il cesse de se reproduire, provoquée par le stress osmotique causé par l'arrêt de la libre circulation de l'eau à travers la barrière semi-perméable de l'organisme. En abaissant l'activité hydrique du système en dessous de ce seuil, le microbe peut être mis en état de dormance et cesser de se développer, ce qui permet d'obtenir un environnement stable et sûr, comme le montre le tableau ci-dessous :

Cependant, l'activité de l'eau n'est pas une étape de destruction. Elle empêche simplement la croissance. La combinaison d'une activité de l'eau réduite, de bonnes pratiques de fabrication et d'une étape de destruction sera le seul moyen d'éliminer complètement les micro-organismes du produit et de les empêcher de revenir et de se reproduire.

La mesure et le suivi de l'activité de l'eau dans les produits constituent un excellent outil pour garantir la sécurité des produits et vérifier les points de contrôle dans le cadre d'un bon plan HACCP. Une activité de l'eau stable garantit la cohérence du processus de fabrication et constitue un bon indicateur de la fin du traitement.

Deuxième obstacle : le pH

En chimie, le pH est l'échelle qui permet de mesurer l'acidité (ou la basicité) relative d'un produit. Il s'agit d'une échelle de 1 à 14, où 7 correspond au point neutre de l'eau distillée. Les valeurs inférieures à 7 sont plus acides (acide citrique, acide acétique, etc.) et les valeurs supérieures à 7 sont plus alcalines ou basiques (bicarbonate de soude, eau de Javel, etc.).

Une méthode approximative pour mesurer visuellement le pH consiste à utiliser du papier indicateur. Le papier change de couleur et, à l'aide du tableau correspondant, donne une représentation générale du pH du produit. Une mesure beaucoup plus précise peut être obtenue par photométrie à l'aide d'un spectrophotomètre, ou par mesure électrochimique à l'aide d'une électrode de pH.

Tout comme pour l'activité de l'eau, nous pouvons établir des niveaux de croissance minimaux pour différents organismes en utilisant le pH comme unité de mesure.

Récemment, certaines parties du code alimentaire ont été modifiées, passant d'un pH minimum de 4,6 à un pH de 4,2, afin d'inclure les souches particulièrement problématiques qui peuvent encore se reproduire jusqu'à un pH de 4,2.

Technologie Hurdle : activité de l'eau et pH combinés

Si l'activité de l'eau ou le pH peuvent à eux seuls inhiber la croissance bactérienne, en combinant leurs effets, nous pouvons obtenir un contrôle plus efficace des micro-organismes grâce à ce que l'on appelle la technologie des barrières. Différents facteurs tels que la température, l'activité de l'eau, l'acidité, les conservateurs, etc. peuvent avoir un impact sur la croissance des microbes, mais en les combinant, nous pouvons créer un ensemble de barrières pour empêcher cette croissance.

Dans certains cas, la solution dans son ensemble est plus efficace que la somme de ses composants grâce à la synergie des agents modifiés, ce qui permet d'obtenir un contrôle efficace à des niveaux qui seraient généralement considérés comme dangereux pour le pH ou l'activité de l'eau seuls. Le tableau ci-dessous montre cette interaction entre les niveaux d'activité de l'eau et les niveaux de pH.

Vous remarquerez que les niveaux d'activité de l'eau et de pH sont plus bas ensemble qu'ils ne le seraient pour obtenir les mêmes résultats séparément. Ce n'est qu'aux niveaux les plus élevés de chacun qu'une évaluation du produit devra être effectuée, comme indiqué par PA.

Comment modifier l'activité de l'eau et les niveaux de pH

Comment contrôler alors l'activité de l'eau dans le produit ? La méthode la plus courante consiste à sécher ou déshydrater le produit afin de réduire l'activité de l'eau. À mesure que l'eau est éliminée, l'activité de l'eau diminue. Mais la déshydratation n'est pas toujours possible pour tous les produits, et c'est là que les humectants entrent en jeu.

Les humectants sont des substances qui réduisent l'activité de l'eau en liant l'eau utilisable dans les aliments sans en retirer davantage. Les substances les plus couramment utilisées sont certains sucres, comme le sirop de maïs à haute teneur en fructose, ou le sel. Il en existe d'autres, comme le sorbitol, la maltodextrine, la glycérine et même certaines amidons, mais la solubilité de ces ingrédients devient alors un facteur limitant.

METER Group propose à la vente des outils permettant de calculer la quantité d'humectant nécessaire pour atteindre un certain niveau d'activité de l'eau. Cela constitue un bon point de départ pour mesurer et tester les additifs et leurs effets.

Et comment contrôler les niveaux de pH ? La méthode courante consiste à ajouter différents acides (acétique, citrique, lactique, etc.). Parfois, on ajoute directement des ingrédients naturellement acides. Prenons l'exemple de la sauce pour spaghetti. Les tomates abaissent le pH de la sauce, la rendant suffisamment acide pour être stable.

Une autre façon de contrôler le pH consiste à recourir au processus de fermentation. Des bactéries préférentielles se développent et produisent de l'acide lactique, qui abaisse le pH des aliments, empêchant ainsi la croissance d'autres types d'organismes. Les cornichons, la choucroute, les olives, etc. sont des exemples de produits fermentés.

Si ces deux facteurs fonctionnent bien séparément, ils sont encore plus efficaces lorsqu'ils sont utilisés conjointement. Grâce à la mise en place d'un plan HACCP avec des niveaux d'activité de l'eau et des niveaux de pH comme points de contrôle, des tests de routine permettent de garantir la cohérence du processus de fabrication et, en fin de compte, la sécurité du produit.

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