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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Présentation
Diffusion de l'eau dans l'aliment
En anglais
2. Interaction eau/matrice alimentaire
2.1 Enjeux de la rétention d'eau en IAA
2.1.1 Problématiques économiques
Principalement basée sur le calcul de rendement de production, la rétention d'eau dans les produits alimentaires revêt une dimension économique. La problématique se renforce lorsqu'il s'agit de matrices alimentaires complexes (plats cuisinés, produits transformés). La migration de l'eau, quelle que soit la causalité, est inéluctable : piéger l'eau est un défi, car la capacité diffusionnelle de l'eau constitue sa principale propriété. La congélation peut permettre, par augmentation de la viscosité, le ralentissement de la migration de l'eau au sein de l'aliment. Mais cette alternative est limitée aux problèmes de cristallisations.
Reste une hétérogénéité de comportements vis-à-vis de la rétention de l'eau. Les protéines sont les constituants les plus fonctionnels et leur conformation spécifique, ainsi que leur capacité à former des structures polymériques, en font des « éponges » dont il est difficile de prédire le comportement.
Une protéine que l'on dénature facilite l'exsudation d'eau (la coagulation des protéines fibrillaires par acidification en salaison permet de sécher les saucissons), tandis que la coagulation, par acidification des micelles de caséine du lait, permet de garder l'eau (yaourts, spécialités laitières).
Faut-il dénaturer les protéines ou conserver une forme native pour retenir plus d'eau ?
Dans les matrices alimentaires où la teneur en eau reste élevée, les modifications de texture n'influent pas sur les paramètres thermodynamiques (activité de l'eau). La texturation des aliments permet généralement d'éliminer de l'eau et, donc, d'avoir une action significative sur la conservation.
Citons le cas de la filière lait ou des produits de salaison, la gélification des protéines induit la possibilité d'éliminer facilement l'eau. La mobilité de l'eau résiduelle ne se trouve pas pour autant affectée par la texture de l'aliment. Le comportement dynamique de l'eau reste dépendant de paramètres thermodynamiques.
La notion de diffusion de l'eau...
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Interaction eau/matrice alimentaire
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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