CONSERVATION DES FRUITS ET LEGUMES

CONSERVATION PAR LE FROID

Une forte diminution de la température d’un produit permet de prolonger dans le temps sa conservation et de différer sa consommation. La conservation par le froid repose essentiellement sur trois méthodes telles que : la réfrigération, la congélation et la surgélation.[3]

Réfrigération

La réfrigération est un stockage des aliments, par catégories, dans un réfrigérateur ou une chambre froide, pendant quelques jours (la durée est très variable suivant les aliments). La température de réfrigération doit être comprise entre 0 et +8°C (« froid positif ») selon le type de produits. Mais la meilleure température de réfrigération est comprise entre 0 et 4°C. Elle concerne les produits frais et les semi conserves. La réfrigération a pour effet de ralentir les réactions enzymatiques et chimiques, et par conséquent la multiplication et le métabolisme des micro-organismes, mais elle ne permet qu’une conservation relativement courte (quelques jours). En effet, le développement de certains micro-organismes pathogènes (ex :les salmonelles) et germes d’altération (Pseudomonas, certains levures et moisissures) reste possible à 6°C, mais seul le type E de Clostridium botulinum est encore capable de produire sa neurotoxine au dessous de 10 °C. Parmi les autres sources d’altération subsistant au froid positif, on peut également citer le rancissement et l’hydrolyse des matières grasses. b. Congélation Elle désigne en général le changement d’état d’eau liquide en glace, et le maintien du produit à une température négative (T<0°C). La congélation combine donc les effets de la diminution de la température et de celle de l’aw (activité de l’eau), puisqu’une partie de l’eau est sous forme cristallisée. La combinaison de ces deux effets permet de conserver les  aliments plusieurs mois à température négative. Néanmoins le rancissement des acides gras insaturés reste un problème même à -20°C. Cependant, il faut préciser que le but de la congélation n’est pas de détruire les microorganismes mais seulement de permettre la conservation des aliments. Le froid empêche les microorganismes d’agir mais ne tue pas la plupart d’entre eux. Si avant congélation l’aliment contient, par exemple, des bactéries dangereuses pour la santé, elles demeureront présentes dans l’aliment. Cet aliment contaminé pourra être à l’origine de gros problèmes de santé pouvant aller jusqu’à la mort. c. Surgélation La surgélation consiste à abaisser très rapidement la température d’une denrée à u ne température très basse pour bloquer l’activité microbienne. Cet abaissement rapide à -40°C dans des cellules de refroidissement ou des surgélateurs permet de garder par la formation de très petits cristaux de glace, la structure cellulaire des produits. Les produits surgelés peuvent se conserver à -18°C pendant plusieurs mois (voire une année) sans modification notable des nutriments. 2.Influence de la température sur les réactions biochimiques et biologiques La constante de réaction Kθ pour une réaction chimique, biochimique ou enzymatique dépend de nombreux paramètres tels que le pH, la teneur en eau, mais surtout de la température. Dans la majorité des cas, l’effet de la température sur la constante de vitesse de réaction peut être décrit par la loi d’Arrhenius : Kθ=a (1) où a est une constante (s-1), E l’énergie d’activation de la réaction (J.mol-1), R la constante des gaz parfaits (8,314 J.mol-1.K-1) et T la température (K). Cette équation précédente montre qu’une diminution de la température entraine une diminution de la constante de vitesse Kθ, donc le ralentissement de l’ensemble des processus d’altération biochimiques, enzymatiques et chimiques ayant lieu dans l’aliment. Des microorganismes peuvent également mourir progressivement lorsqu’ils sont placés à faible température, selon une allure généralement logarithmique. Cette mortalité reste cependant très marginale ; il est essentiel de garder à l’esprit que la stabilisation obtenue par congélation se fonde pour l’essentiel sur une inhibition des flores et non sur leur destruction. Cependant, la qualité du produit final dépend de celle du produit avant congélation, de la vitesse du refroidissement et de la congélation et du maintien du froid négatif au cours de son stockage. Après un stockage à b asse température, les micro-organismes doivent être exposés à u ne température favorable pendant un temps suffisamment long avant de pouvoir recommencer à se reproduire et à se développer du fait du stress subi. Les micro-organismes, psychrotrophes, peuvent se multiplier de manière active aux températures d e réfrigération couramment utilisées (6°C). Les micro-organismes, psychrophiles, peuvent continuer en dessous de -5°C, voire même jusqu’à des températures aussi basses que -10°C. La plupart des moisissures et des levures appartiennent au groupe des micro-organismes psychrotrophes, et peuvent donc se développer aux températures habituelles de réfrigération. En revanche, la plupart des bactéries pathogènes sont dans l’incapacité de se reproduire en dessous de 5°C, et ont besoin de conditions de température supérieures ou égales à cette valeur pour être en mesure de produire leur toxine. 3. Température de congélation des fruits et légumes Les évolutions de la température de l’eau pure et d’une solution aqueuse au cours de leur congélation sont représentées sur la figure suivante. Figure 4:Evolution de la température de l’eau et d’une solution aqueuse au cours de leur congélation  Dans le cas de l’eau pure après surfusion, la formation de cristaux de glace intervient et libère de la chaleur. La température remonte à 0°C et reste constante pendant toute la durée de la cristallisation. Lorsque toute l’eau s’est transformée en glace, l’abaissement de la température reprend à une allure plus rapide qu’au début car la chaleur massique de la glace est inférieure à celle de l’eau. Dans le cas de l’eau diluée, la température de début de congélation (encore appelée température de congélation commençante) est inférieure à 0°C. Au cours de la cristallisation de l’eau, la température de congélation décroît progressivement du fait de l’augmentation de la concentration des solutés dans la phase aqueuse résiduelle. Lorsque la substance en solution dans la phase liquide atteint le point de saturation, il se produit une cristallisation simultanée de glace et de la substance en cause. Le mélange qui cristallise alors présente une composition constante correspondant à la concentration saturante et s’appelle mélange eutectique. La température de fin de congélation, dite température eutectique, est une caractéristique invariable pour un soluté, et demeure constante pendant toute la durée de cristallisation du mélange eutectique. Dans la cas des fruits et légumes, on observe rarement une transformation eutectique franche : la température de fin de congélation (congélation totale de l’eau congelable, ou solidification maximale) d’un fruit ou légume est en général inférieur à la température de l’eutectique. (température de début de congélation :-0,90°C à – 2,70°C). A la température habituelle d’entreposage des aliments congelés (-18°C), une partie non négligeable de l’eau congelable est encore à l’état liquide (2 à 15%) et possède des propriétés de solvant et de réactif. Certaines réactions de détérioration peuvent donc se poursuivre dans les produits congelés, du fait de la présence d’espaces liquides résiduels à concentration élevée en solutés. Il est par conséquent recommandé de stocker les produits congelés à des températures d’entreposage inférieurs à -18°C. En outre, une congélation lente conduit à la formation de cristaux de glace très purs, ce qui induit une cryoconcentration des solutés dans les espaces liquides résiduels plus élevée que lors de la congélation rapide.  3.Cinétique de congélation et influence sur les produits La cinétique de congélation est un paramètre de contrôle du produit car elle détermine la taille des cristaux et leur détermination dans les tissus (figure suivante). En effet, la vitesse de croissance des cristaux de glace dépend de la vitesse d’extraction de la chaleur, c’est-à-dire de la différence de température entre le cristal et le milieu qui l’entoure. Congélation lente :gros cristaux congélation rapide : petits cristaux Milieu Intracellulaire θc ’< θc θc≤θc ’ milieu extracellulaire θc Figure 5: Cinétique de Congélation des Produits Si la congélation est lente (< 1°C.min-1), la cristallisation extracellulaire, qui accroît la concentration locale en solutés, provoque une déshydratation progressive des cellules par osmose ; l’effet de cryoconcentration qui se produit à l’extérieur des cellules se traduit par un déséquilibre osmotique ( la force ionique et la pression osmotique du milieu extérieur sont plus élevées qu’à l’intérieur des cellules) conduisant à une migration d’eau vers l’extérieur. Ce transfert, qui peut avoir des effets irréversibles s’il dépasse un certain niveau, explique en grande partie la baisse de turgescence, le décollement des tissus et l’exsudation d’eau que l’on observe lors de la décongélation de nombreux aliments (plasmolyse) ; il est la cause principale de l’amollissement des tissus végétaux. De gros cristaux de glace se f orment et élargissent les espaces extracellulaires, tandis que les cellules en plasmolyse diminuent considérablement de volume. Ces gros cristaux entraînent une compression mécanique tendant à écraser les cellules.