Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
L'industrie agroalimentaire doit s'adapter aux évolutions de nos modes de consommation alimentaire. Deux tendances stratégiques pour les industriels se dessinent : un axe marketing, qui concerne l'allongement des durées de conservation des aliments, et un axe économique, qui touche à l'augmentation des rendements de production et de la valeur ajoutée des produits transformés. Ces tendances justifient la maîtrise de l'eau dans les matrices alimentaires, via l'utilisation d'ingrédients fonctionnels et la mise en oeuvre de procédés innovants.
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Most foodstuffs contain water, which is the subject of numerous studies. Indeed, water is a solvent, to which certain diffusion properties are attributed, a reagent and the manufacturer must control the reactions leading to degradation. Water content is not sufficient to predict the degradation of a food product. Indeed, it is important to specify external parameters, such as the temperature or the packaging conditions, which may act on the mobility of water in the food. The dynamics of the water content then begins to make sense and becomes the focal point in studies on food preservation.
Auteur(s)
-
Marc FAIVELEY : Professeur de biochimie alimentaire
INTRODUCTION
La teneur en eau des aliments est corrélée avec leur durée de conservation. Cette observation empirique a conduit au séchage, ou au saumurage des aliments, dans le but d'augmenter leur conservation. Progressivement, la science a permis de démystifier le rôle de l'eau, avec des retombées majeures pour l'industrie alimentaire lui permettant une meilleure maîtrise de la stabilisation des matrices alimentaires.
L'eau est le constituant le plus abondant dans les aliments, et son rôle est central en agroalimentaire. Les propriétés chimiques de l'eau expliquent la diversité des interactions possibles avec les principaux constituants alimentaires (protéines, glucides et lipides).
La complexité de ces interactions continue d'être étudiée car, pour les industriels, la maîtrise de l'eau se rapporte, non seulement à la conservation, mais aussi aux caractéristiques physiques et sensorielles de l'aliment.
L'étude de l'eau dans l'aliment reste limitée par l'hétérogénéité des matrices alimentaires. Progressivement, les techniques analytiques ont permis de dissocier les propriétés de l'eau, ce qui conduit au développement de plusieurs approches permettant de mieux comprendre le comportement de l'eau dans l'aliment. Ces approches sont complémentaires :
-
les descripteurs thermodynamiques montrent les déséquilibres que peut subir l'aliment au cours de sa transformation ;
-
les descripteurs cinétiques, plus récents, expliquent l'évolution structurale de l'aliment et distinguent les phénomènes moléculaires des phénomènes macromoléculaires.
La recherche de solutions techniques pour stabiliser l'eau pose de nouvelles questions. La principale problématique concerne la stabilisation des aliments par l'utilisation d'additifs texturants (gélifiants, épaississants...). Comment intégrer ce type d'additifs dans la matrice alimentaire pour leur assurer un effet optimal vis-à-vis de l'eau ? Les additifs peuvent-ils stabiliser la capacité diffusionnelle de l'eau dans l'aliment ?
L'agroalimentaire se dote de moyens analytiques particulièrement performants et l'étude de l'eau replace la structure de l'aliment sur le devant de la scène. L'industrie est confrontée à de nouveaux enjeux comme la conservation de structures natives.
Cet article dresse un état des lieux sur la problématique complexe de l'eau en décrivant la relation eau/aliment au travers d'exemples choisis dans différentes filières de l'agroalimentaire.
L'expertise technique et scientifique de référence
KEYWORDS
biochemistry | water activity | transition glass | food preservation
VERSIONS
- Version archivée 1 de déc. 2003 par Marc FAIVELEY
DOI (Digital Object Identifier)
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Procédés de transformation de l'aliment
En anglais
3. Diffusion de l'eau dans l'aliment
3.1 Approche thermodynamique
3.1.1 Notion d'activité de l'eau
La disponibilité de l'eau mesurée par l'activité de l'eau (Aw) est un critère largement utilisé en agroalimentaire. L'activité de l'eau mesure, de façon globale, les forces de liaison entre l'eau et l'aliment. Ce paramètre est donc thermodynamique et dépend de facteurs extérieurs (pression, humidité relative, T oC...).
-
La mesure de l'activité de l'eau reste toute relative, par rapport aux conditions de mesures ; c'est pourquoi on parle d'« activité de l'eau apparente ». La suite de cet article mentionnera uniquement le terme d'activité de l'eau.
L'activité de l'eau se définit comme étant égale au rapport p/p0,
avec p pression partielle de vapeur d'eau de l'aliment, p0 pression de vapeur de l'eau pure.
L'échelle de valeur de l'activité de l'eau est, par conséquent, comprise entre 0 et 1 en fonction des forces de liaisons et de la quantité d'eau présente dans l'aliment.
-
Cette échelle a permis d'identifier trois catégories d'aliments :
-
les poudres alimentaires, ou les produits déshydratés, qui ont des valeurs de Aw très faibles : Aw < 0,2 ;
-
les aliments à humidité intermédiaire : cette gamme de produits correspond à des aliments dont on a abaissé l'activité de l'eau par ajout de sel ou de sucre (Aw = 0,6 à 0,8) ;
-
les aliments ayant une quantité importante d'eau libre.
Cette dimension thermodynamique permet de caractériser la proportion d'eau très fortement imbriquée dans les matrices alimentaires et rendue indisponible pour participer aux réactions de dégradation biologique ou physico-chimique.
-
3.1.2 Activité de l'eau et dégradations des aliments
La...
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Diffusion de l'eau dans l'aliment
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ANDERSON (R.B.) - Modifications of the Brunauer, Emmett and Teller equation. - J. Amer. Chem. Soc., 68, p. 686-691 (1946).
-
(2) - CHAMPION (D.) - Étude de la mobilité moléculaire dans des systèmes modèles en vue de la compréhension des évolutions dans des produits alimentaires à faible teneur en eau. - Thèse de doctorat, ENSBANA (1998).
-
(3) - CHINACHOTI (P.) - New techniques to characterize water in foods. - In « Food Preservation by Moisture Control ». Éd. BARBOSA-CANO-VAS (G.V.) et WELTICHANES (J.). Technomic Publ., Lancaster, Basel, p. 191-207 (1995).
-
(4) - CHIOTELLI (E.), PILOSIO (G.), LEMESTE (M.) - Effect of sodium chloride on the gelatinization of starch : a multi-measurement study. - Biopolymers, 63, p. 41-58.
-
(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 ». Isopow7, Proceed. Poster sessions, Ed. ROOS (Y.N.), p. 9-13...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Décontamination des produits déshydratés à usage alimentaire.
-
Caractéristiques et propriétés des eaux – Eaux pures, eaux naturelles.
-
Applications des hautes pressions hydrostatiques en agroalimentaire.
ANNEXES
Le site du CNRS « Sagascience » dossier scientifique : l'eau http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/doseau/decouv/proprie/MenuProprie.html
HAUT DE PAGE2.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
• SETARAM – Instrumentation fournisseur et fabricant d'instruments haute performance d'analyse thermique, de calorimétrie http://www.setaram.fr
• A-D P (Abcar Dic Process) – Étude, conception, industrialisation, technologie de séchage par détente instantanée contrôlée http://www.abcar-dic.com
• Malvern Instrument – Spécialiste en granulométrie laser, potentiel zeta, analyse de la forme de particules par microscopie http://www.malverninstruments.fr
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