Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Marc FAIVELEY : Diplômé de l’Institut des Sciences et Techniques des Aliments – ISTAB (Université de Bordeaux I) - Responsable Laboratoire de biotechnologies ENIL BIO (École nationale des industries laitières et des biotechnologies)
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Lire l’articleINTRODUCTION
La durée de conservation des produits agroalimentaires est un paramètre que les industriels s’efforcent d’augmenter. Ainsi, ils cherchent à obtenir des modèles mathématiques prédictifs qui permettront à la fois de comprendre comment s’opèrent les phénomènes de dégradations et comment les inhiber.
L’étude du comportement de l’eau dans l’aliment permet d’évaluer :
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sa capacité à diffuser les molécules réactives dans l’aliment, favorisant la catalyse les réactions de dégradation, dans ce cas, l’eau intervient en tant que solvant ;
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son implication directe dans les réactions de dégradation (hydrolyse...), dans ce cas, l’eau intervient en tant que réactif.
Ces deux aspects renseignent sur les cinétiques de dégradations observées dans la pratique.
Deux grands concepts constituent le socle des études menées sur la conservation des aliments, en liaison avec l’eau. Le premier repose sur une étude thermodynamique, on parle alors de mesure de l’activité de l’eau, tandis que le deuxième est basé sur une cinétique de migration de l’eau à l’intérieur de l’aliment et tient compte de plusieurs paramètres qui peuvent interagir entre eux.
L’objet de cet article est de définir et de caractériser ces deux concepts en se basant sur des éléments scientifiques et sur des exemples rencontrés dans l’industrie (afin de mieux comprendre et d’évaluer leurs intérêts). Cet article abordera la structure chimique de la molécule d’eau et ses énergies de liaison, afin de mieux cerner la pertinence de quelques indicateurs thermodynamiques comme la notion d’activité de l’eau, et leur signification pour l’étude de la conservation de l’aliment. Toutefois, la notion de disponibilité de l’eau ne suffit pas à prédire l’évolution de l’aliment. En effet, il faut préciser l’importance de paramètres extérieurs comme la température, les conditions d’emballage ; ces derniers pouvant agir sur la mobilité de l’eau dans l’aliment. La dynamique de l’eau prend alors tout son sens et devient le centre d’intérêt des études menées sur la conservation des aliments. Enfin, la déshydratation de l’aliment, couramment pratiquée en agroalimentaire pour limiter la disponibilité de l’eau, sera examinée.
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VERSIONS
- Version courante de sept. 2012 par Marc FAIVELEY
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Paramètres cinétiques et thermodynamiques de l’eau4. Conclusion
Le séchage pratiqué de façon empirique a permis d’augmenter la durée de conservation des aliments. On a attribué par la suite la notion de disponibilité de l’eau censée expliquer les dégradations observées sur différentes catégories d’aliments. Cette notion est incomplète : si elle fournit des éléments d’investigation intéressants, elle n’en est pas moins globalisante et nécessite d’autres concepts analytiques pour mieux comprendre les phénomènes de dégradations biochimiques.
Les aspects théoriques de l’analyse thermique différentielle sont complexes et permettent de détailler les bouleversements structurels qui interviennent à l’approche de l’état vitreux. On introduit alors une notion supplémentaire importante basée sur la mobilité de la molécule d’eau et des molécules réactantes. On explique ainsi le comportement de certains micro-organismes pour de faibles valeurs d’activité de l’eau.
Les propriétés de la molécule d’eau, que l’on croyait maîtriser, conservent encore des aspects non élucidés, notamment, la capacité de mouvements de cette molécule observée à des températures inférieures à la température de transition vitreuse. De tels constats peuvent laisser présager que la molécule d’eau dans certains cas soit indépendante de facteurs physiques comme la viscosité ou la température. On comprend alors toute la difficulté de bâtir des modèles prédictifs qui intéressent les industriels de l’agroalimentaire.
La connaissance approfondie des conséquences de la mobilité de l’eau contenue dans les aliments invite les acteurs de la transformation alimentaire à conserver la structure originelle des produits agroalimentaires, la structure restant très liée aux capacités de rétention de l’eau.
Le lecteur pourra utilement se reporter aux références ...
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Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - ALLAIS (C.), LINDEN (G.) - Biochimie alimentaire. - Masson 3e Édition.
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(2) - ANDERSON (R.B.) - Modifications of the Brunauer, Emmett and Teller equation. - J. Amer. Chem. Soc., 68, p. 686-691 (1946).
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(3) - BERLIN (E.), ANDERSON (B.A.), PALLANSCH (M.J.) - Effect of temperature on water vapor sorption by dried milk powders. - J. Dairy Sci., 53, p. 146-149 (1969).
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(4) - CHINACHOTI (P.) - New techniques to characterize water in foods. - In « Food Preservation by Moisture Control ». Ed. G.V. Barbosa-Canovas et J. Welti-Chanes. Technomic Publ., Lancaster, Basel, p. 191-207 (1995).
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(5) - CORNILLON (P.), KERR (W.L.), REID (D.S.) - Water mobility and phase transitions in foods by dielectric measurements. - Dans « Water Management in the Design and distribution of quality foods ». Isopow 7. Proceed. Poster sessions, Ed. Y.N. Roos, p. 9-13 (1998).
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