Étude des procédés de conservation des denrées alimentaires S1 – Pourquoi utiliser les procédés de conservation des aliments
Étude des procédés de conservation des denrées alimentaires
S1 – Pourquoi utiliser les procédés de conservation des aliments
1. Les altérations d’origine biochimique
1.1.Brunissement non enzymatique (réaction de Maillard)
2. Les altérations d’origine physique
3. Les altérations d’origine microbiologique
L’homme a toujours cherché des moyens de conserver les denrées alimentaires pour assurer sa survie en période de disette. Aux premières et simples méthodes de conservation (le séchage), ont succédé les techniques de salaison, la conservation par le sucre (les confitures) et la fermentation (vin, fromage, choucroute…). Au siècle dernier sont apparues la conservation par la chaleur et plus récemment par le froid avec le développement des installations frigorifiques. Ces différents procédés ont chacun leurs avantages en termes de praticité et de qualité nutritionnelle.
Rappels sur l'altération
Les aliments altérés vont subir des transformations qui se traduisent par :
- Modification des qualités organoleptiques (goût, odeur, aspect)
- Perte des qualités nutritionnelles (aliments moins digestes, moins riches en vitamines et minéraux)
- Perte des qualités sanitaires, avec un aliment présentant des risques pour la santé
Les altérations d’origine biochimique
On dénombre 3 types d’altération biochimique:
1.Brunissement non enzymatique (réaction de Maillard)
2. Brunissement enzymatique
3. Oxydation des lipides
1. Brunissement non enzymatique (réaction de Maillard)
En chimie alimentaire, la réaction de Maillard, ou réactions de Maillard (car le terme englobe en fait de très nombreuses réactions chimiques différentes), ou glycation, est un ensemble très varié (et encore mal connu) de réactions chimiques entre sucres et protéines des aliments, responsable notamment d'arômes et coloration. Plus précisément, il s'agit initialement de réactions de condensation entre le groupement amine de composés organiques (acide aminé, protéine), et le groupement carbonyle de sucres réducteurs (glucose, fructose, lactose, ribose), suivies de réactions diverses selon les réactifs et les conditions. On l'observe notamment dans des aliments soumis au chauffage ou à la cuisson, conduisant à leur brunissement non enzymatique, mais aussi, à température ambiante, dans ceux de longue conservation (laits infantiles en poudre). Cette réaction organique créant finalement des « produits de la réaction de Maillard » (molécules aromatiques et mélanoïdines, pigments bruns de structure très peu connue) est la responsable principale de la production des odeurs, des arômes et des pigments caractéristiques des aliments chauffés (sirop d'érable, beurre noisette), cuits (viandes rôties, pain grillé, café fraîchement torréfié) ou du jambon cru. Elle peut aussi donner naissance à des composés cancérogènes (acrylamides, hydrocarbures polycycliques, amines hétérocycliques, HMF) et également réduire la valeur nutritionnelle des aliments en dégradant des acides aminés essentiels.
Sources : Wikipedia
La réaction de Maillard
2. Brunissement enzymatique
Le brunissement enzymatique est un processus naturel rendant bruns certains organismes, en particulier la nourriture. Ce brunissement peut être souhaitable, comme pour une amélioration du goût du thé, ou indésirable, comme quand une pomme brunit après avoir été coupée ou avoir subi une simple meurtrissure. Les aliments, y compris les boissons, peuvent subir un brunissement enzymatique ou non enzymatique (réaction de Maillard).
Sources : Wikipedia
Mécanisme
Le brunissement enzymatique est un processus chimique, impliquant des polyphénoloxydases (catéchol-oxydase (en), tyrosinase...) qui oxydent des composés phénoliques et des tannins vacuolaires des tissus végétaux blessés, attaqués (attaque microbienne) ou sénescents (en). Ces tanins sont des polyphénols qui ont un rôle antioxydant (ils s'oxydent eux-mêmes, formant des benzoquinones et des mélanines qui donnent une couleur brune) et piègent les radicaux libres se formant lors d'une blessure, d'une attaque ou de la sénescence. De plus, ils se lient avec les protéines et polysaccharides cytosoliques pour former un amas moléculaire protecteur, rendu cohérent par des liens chimiques. Cet amas qui stoppe les écoulements du jus intercellulaire a une fonction cicatricielle. Le brunissement enzymatique nécessite une exposition à l'oxygène, ce qui se produit par exemple quand une pomme est coupée ou même simplement blessée. Les tannins oxydés peuvent d'ailleurs devenir plus volatils et se mêler à l'odeur qui s'exhale1. La concentration en fer ou en cuivre joue également un rôle important (comme chez l'avocat par exemple).
Sources : Wikipedia
Ce processus affecte aussi les champignons, les poissons et fruits de mer. Le brunissement enzymatique peut être bénéfique pour :
- le développement de goût dans le thé (souvent la réaction est appelée à tort "fermentation") ;
- le développement de la couleur et la saveur des fruits secs comme les figues et les raisins.
Techniques classiques
Une variété de techniques existent pour prévenir le brunissement enzymatique, chacune exploitant un aspect différent du processus biochimique:
- le jus de citron ou d'autres acides abaissent le pH et éliminent le cuivre cofacteur nécessaire pour le fonctionnement des enzymes responsables.
Sa vitamine C capte l'oxygène en priorité et évite ainsi l'oxydation
- une élévation en température rapide (cuisson à la vapeur des légumes, blanchiment) dénature les enzymes et détruit les réactifs impliqués.
- le froid peut également prévenir le brunissement enzymatique en réduisant la vitesse de réaction (d'où le stockage des végétaux dans un réfrigérateur).
- l'établissement d'une atmosphère modifiée (gaz inerte comme l'azote) qui empêche à l'oxygène nécessaire de réagir.
- l'utilisation d'antioxydants qui piègent l'oxygène (acide ascorbique, bisulfite de sodium, citrates additionné aux aliments industriels).
- l'utilisation de procédés de conservation des aliments (appertisation, lactofermentation assurant l'éloignement de l'oxygène par conservation dans l'eau ; salage et plus principalement sucrage des fruits qui réduisant l'activité de l'eau).
Sources : Wikipedia
3. Oxydation des lipides
La peroxydation des lipides (ou encore la peroxydation lipidique ou lipoperoxydation) est l'oxydation des lipides insaturés, soit par des espèces radicalaires de l'oxygène, soit catalysée par des enzymes.
La peroxydation est responsable du rancissement des aliments. Elle est aussi - in vivo, c'est-à-dire au sein des cellules et des organismes - responsable de dommages tissulaires dus à la formation de radicaux libres lors du processus de peroxydation1. Les antioxydants pourraient réduire ces effets délétères1. Ceci arrive en présence de molécules « oxydantes » (les espèces réactives de l'oxygène). Les antioxydants sont en effet plus rapidement attaqués par ces espèces, tout en restant stables une fois oxydés, ce qui permet aux lipides de ne pas être touchés.
Source : Wikipedia
L'oxydation lipidique est une réaction entre les lipides insaturés et l'oxygène moléculaire, elle forme des hydroperoxydes en 1ère phase d'auto oxydation suivie par une phase de propagation du phénomène. Les hydroperoxydes sont instables et donnent une myriade de réactions secondaires produisant ainsi des alcools, acides, aldéhydes, cétones etc... responsables des modifications d'odeurs, de saveur, de couleur et de texture.
Schéma général des mécanismes de l’oxydation des lipide s et de ses conséquences sur les qualités des aliments. Adapté de Genot 2000, Congélation et qualité de la viande , ©INRA Editions [65].
L’oxydation des lipides dans les aliments
• Enrichir les aliments en AGI et en oméga-3
• Diminuer les apports en AGS
• Réduire/bannir l’usage des additifs (antioxydants) de synthèse
Augmentation des risques d’oxydation
- Préserver la qualité des p. alimentaires
- Prévenir la perte d’effets bénéfiques pour la santé
- Limiter pertes et gaspillages
Les altérations d’origine physique
Il s’agit des contraintes mécaniques liées aux pressions, chocs et blessures qu’un aliment peut subir au cours de sa vie lors de la récolte, du transport ou de la production. Ces chocs ouvrent des portes d’accès pour les micro-organismes et accélèrent la dégradation des aliments. À l’heure actuelle, l’aspect des denrées, et notamment des fruits et des légumes, revêt un aspect important pour leur valeur marchande.
Les altérations d’origine microbiologique
Dans la flore d'altération, on distingue :
- Les bactéries lactiques, modifient les sucres contenus dans le lait pour leur donner un goût aigre et acide
- Les bactéries de putréfaction (ex : Pseudomonas), s'attaquent aux protéines des viandes, poissons, œufs. Elles produisent des gaz responsables de très mauvaises odeurs.
- Les bactéries de rancissement dégradent les lipides (gras) du beurre, de la crème fraiche, de la margarine et des graisses animales en produits toxiques et acides. L'aliment prend une odeur rance et ne doit pas être consommé.
- Les champignons (moisissures et levures) se développent dans de nombreux aliments (fruits, légumes, confitures, viandes etc).
Source : Maxime
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