Procédés de Conservation Alimentaire

1. Qualité d’un aliment

• Qualité nutritionnelle : composition en nutriments (vitamines, minéraux, protéines, lipides, glucides, fibres).
• Qualité microbiologique (sanitaire) : présence ou absence de micro-organismes pathogènes (bactéries, parasites).
• Qualité organoleptique : perception sensorielle (goût, odeur, texture, couleur).
• Qualité fonctionnelle : commodité d’usage, rôle sur la santé (aliments fonctionnels).

2. Agents d’altération des aliments

• Enzymes alimentaires (exogènes) : enzymes contenues dans l’aliment, différentes des enzymes métaboliques (endogènes).
• Micro-organismes : bactéries, levures, moisissures.
• Facteurs environnementaux : air, chaleur, lumière, humidité.
• Chocs et meurtrissures : facilitent les altérations.

3. Principes de conservation

• Éviter les chocs et stocker correctement.
• Détruire ou ralentir enzymes et micro-organismes.
• Placer aliments dans des conditions défavorables au développement microbien.

4. Conditions favorables au développement microbien

À retenir : L’activité de l’eau (AW) mesure la fraction d’eau disponible pour micro-organismes et réactions chimiques.

5. Dates limites de consommation

6. Conservation par le froid

a) Froid positif (réfrigération)

• Température : entre 0 et 4 °C (jusqu’à 8-10 °C).
• Effets :
  • Ralentissement du développement microbien (sauf bactéries cryophiles comme Listeria monocytogenes).
  • Stabilisation temporaire de la qualité.
• Zones dans le réfrigérateur (exemples) :

• Zone la plus froide souvent en haut, entre 0 et +3 °C.
• Respecter la législation sur températures en collectivité.

7. Résumé des objectifs à connaître

• Différents procédés de conservation et leurs limites.
• Qualités d’un aliment et altérations principales.
• Différence entre DLC et DDM.
• Causes du développement microbien.
• Températures types en réfrigérateur/congélateur avec exemples.
• Modes de conservation : froid, chaud, absence d’humidité, absence d’oxygène.
• Avantages et inconvénients de chaque mode.
• Autres techniques et nouvelles méthodes de conservation.
• Différentes gammes de produits selon mode de conservation.

Conseil : réaliser un tableau comparatif des modes de conservation avec avantages/inconvénients pour chaque qualité d’aliment (nutritionnelle, microbiologique, organoleptique, fonctionnelle).

1. Conservation par le froid : réfrigération, congélation et surgélation

2. Réfrigération (froid positif)

• Température de conservation : généralement entre 0 °C et +6 °C.
• Objectif : ralentir la croissance microbienne et l’activité enzymatique sans arrêter totalement.
• Conseils de stockage :
  • Bien isoler les denrées (emballages hermétiques, film alimentaire).
  • Laisser de l’espace pour la circulation de l’air.
  • Éviter les emballages superflus (vecteurs de microbes et humidité).
  • Ne pas stocker d’aliments chauds directement.
  • Nettoyer régulièrement le réfrigérateur (éponges propres, eau savonneuse ou légèrement javellisée).
  • Dégivrer régulièrement.
  • Limiter l’ouverture fréquente et prolongée de la porte.
• En collectivité : utilisation de cellules de refroidissement pour abaisser rapidement la température (+63 °C à +10 °C en moins de 2 h).

a) Avantages de la réfrigération

b) Inconvénients et limites de stockage

• Perte en vitamines, surtout vitamine C.
• Flétrissement des fruits et légumes.
• Altération possible du goût à trop basse température.
• Durée maximale de conservation (exemples) :

3. Froid négatif : congélation et surgélation

• Température de conservation : entre -18 °C et -20 °C.
• Effets sur l’aliment :
  • Arrêt complet de la multiplication bactérienne (y compris bactéries cryophiles).
  • Arrêt de l’activité enzymatique (ex : chlorophyllase des légumes verts).
  • Destruction de certains parasites (ex : tænia, détruit par congélation ≥ 10 jours à -10 °C).

a) Congélation

• Refroidissement lent ou rapide de l’aliment.
• Congélation lente :
  • Froid progresse lentement, cristallisation extracellulaire avec gros cristaux pointus.
  • Dommages cellulaires : éclatement des cellules, perte d’eau intracellulaire.
  • Texture modifiée, perte de substances sapides, développement microbien facilité à la décongélation.
  • Exsudat important à la décongélation, perte de vitamines et minéraux hydrosolubles.

b) Surgélation

• Congélation ultrarapide à très basse température (-40 à -50 °C).
• Cristaux nombreux et petits, cristallisation simultanée intra- et extracellulaire.
• Meilleure conservation de la texture et des qualités organoleptiques.
• Label de qualité supérieur à la congélation classique.
• Température de stockage identique à la congélation (-18 °C à -20 °C).
• Seule la surgélation est autorisée dans l’industrie agroalimentaire.

4. Conseils pour la congélation domestique

• Emballer hermétiquement (sacs congélation, boîtes plastiques) pour éviter brûlures de froid, dépôt de givre et propagation d’odeurs.
• Ne pas surcharger le congélateur pour permettre une bonne circulation du froid.
• Étiqueter les emballages (date, contenu, quantité).
• Congeler en petites portions, aliments de faible épaisseur et sains.
• Congeler des aliments préalablement réfrigérés pour accélérer la baisse de température.

5. Normes et réglementation en collectivité

• La surgélation est tolérée sous conditions (arrêté du 21/12/09) :
  • Déclaration obligatoire des activités en préfecture.
  • Produits surgelés de qualité irréprochable.
  • Surgélation rapide dans les meilleurs délais.
  • Utilisation d’appareils conformes (cellules de surgélation ou surgélateurs avec marche forcée).

À retenir : La surgélation est une congélation ultrarapide qui préserve mieux la qualité des aliments grâce à la formation de petits cristaux, tandis que la congélation lente provoque des dégâts cellulaires et une perte de qualité.

1. Conservation par le chaud : pasteurisation et stérilisation

a) La pasteurisation

• Définition : Traitement thermique à température positive inférieure à 100 °C, appliqué pendant quelques secondes à plusieurs minutes, suivi d’un refroidissement rapide.
• Origine : Découverte par Louis Pasteur en 1861 pour empêcher la transformation du vin en vinaigre par des bactéries.
• Couples temps/température (barème de pasteurisation) adaptés selon l’aliment, son pH et la flore microbienne :

  Type de pasteurisation	Température approximative	Durée approximative	Exemple d’aliment
  Basse	~65 °C	Quelques minutes	Bière (20 min)
  Haute	~75 °C	Quelques secondes	Lait (15 s à 72 °C)
  Flash	~90 °C	Quelques secondes	Vin (20 s à 82 °C)

• Procédé :
  • Liquides : échange de chaleur via tubes ou plaques, puis refroidissement.
  • Produits solides : immersion dans eau chaude puis refroidissement dans eau froide.
• Conséquences :
  • Destruction des microbes thermosensibles, mais pas des thermorésistants ou sporulés.
  • Stabilisation de la qualité, produit restant « frais ».
• Avantages :
  • Préservation des vitamines, minéraux et qualités organoleptiques.
• Inconvénients :
  • Conservation limitée (DLC courte), nécessite stockage au frais (+4 °C).
  • Perte de vitamines thermosensibles et dénaturation partielle des protéines solubles.

b) La stérilisation

• Définition : Traitement thermique à température supérieure à 100 °C (généralement 120-140 °C) pour détruire toutes les bactéries, y compris les sporulées.
• Appertisation : Technique de stérilisation en conserve hermétiquement close, découverte par Nicolas Appert en 1795.
• Procédé :
  1. Précuisson (blanchiment, pochage).
  2. Conditionnement dans boîtes métalliques ou en verre.
  3. Jutage : ajout d’un liquide de couverture (eau, huile) facilitant le transfert de chaleur et protégeant le produit.
  4. Sertissage ou capsulage sous vide d’air (point critique HACCP).
  5. Traitement thermique en autoclave (eau ou vapeur) selon un barème temps/température spécifique à chaque aliment.
  6. Refroidissement rapide sous pression dans l’autoclave.
• Barème de stérilisation : dépend de la nature de l’aliment, pH, charge microbienne initiale, dimension du récipient, vitesse de pénétration de la chaleur.
• Conséquences :
  • Destruction totale des enzymes, microbes et toxines.
  • Produit stable à température ambiante, longue conservation (DLC longue).
• Exemples de produits appertisés : soupes, viandes, poissons, sauces, plats préparés, légumes, fruits.

À retenir :
La pasteurisation est un traitement thermique doux (<100 °C) qui détruit les microbes thermosensibles et conserve un produit frais à courte durée de vie, tandis que la stérilisation (appertisation) utilise des températures >100 °C pour une destruction totale des microbes et une conservation longue à température ambiante.

1. Conservation par absence d'humidité : séchage et déshydratation

La conservation par absence d'humidité vise à réduire l'activité de l'eau (AW) dans les aliments, c’est-à-dire la quantité d'eau disponible pour les micro-organismes. Un AW < 0,6 rend le développement microbien très difficile, voire impossible.

2. Le séchage solaire

• Principe : éliminer l'eau libre par évaporation grâce à la chaleur solaire et au vent.
• Conditions idéales : climat sec et ensoleillé.
• Méthodes :
  • Étendre les aliments sur une surface noire (tissu ou sol) pour favoriser l'évaporation.
  • Utiliser un grillage recouvert d’un tissu léger ou d’une pellicule plastique pour protéger des insectes et poussières, tout en intensifiant le rayonnement solaire.

3. Historique du séchage

• Pratique ancestrale utilisée par les peuples primitifs (herbes, racines, fruits, viandes).
• Les Chinois sèchent les feuilles de thé depuis des siècles.
• Aux XVe et XVIe siècles, les explorateurs utilisaient des aliments séchés pour leurs longs voyages, bénéficiant d’un poids réduit et d’une meilleure conservation.

4. Avantages du séchage

5. Inconvénients du séchage solaire

• Procédé long et dépendant des conditions climatiques.
• Risque de contamination par insectes, poussières ou animaux si protection insuffisante.
• Perte possible de certaines vitamines sensibles à la chaleur et à l’oxydation.

À retenir : Le séchage réduit l'activité de l'eau dans les aliments, empêchant la croissance microbienne et permettant une conservation longue à température ambiante.

1. Conservation par absence d'oxygène : sous vide et atmosphère contrôlée

a) Conservation sous vide

• Principe : conditionner l'aliment dans un emballage étanche, éliminer l'air (reste 0,2 à 2 %) puis sceller.
• Effets :
  • Limite l'oxydation.
  • Stoppe la croissance des micro-organismes aérobies.
  • Protège contre les contaminations extérieures.
• Applications : aliments crus ou cuits (avant ou après mise sous vide), conservation à température ambiante ou au frais.
• Limites : compression de l'aliment, déconseillé pour textures fragiles (ex. fromage râpé).
• Avantages :
  • Pas de perte par épluchures.
  • Produits prêts à l'emploi.
  • Maintien optimal des vitamines et minéraux, surtout si cuisson sous vide.
• Cuisson sous vide :
  • Sans ajout de matière grasse.
  • Conservation des vitamines.
  • Moins de dessèchement (cuisson dans le jus).
  • Pas de perte de poids ou volume.
  • Cuisson douce préservant saveurs, tendreté et jutosité.

b) Conservation sous atmosphère contrôlée (ou modifiée)

• Principe : remplacer partiellement ou totalement l'oxygène dans l'emballage par d'autres gaz naturels (principalement diazote $N_2$ et dioxyde de carbone $CO_2$).
• Objectif : ralentir la dégradation des aliments frais, notamment végétaux crus et prêts à l'emploi.
• Composition des gaz : adaptée à chaque aliment selon son type d'altération (ex. pâtes fraîches : 50 % $CO_2$, 50 % $N_2$).
• Importance de l'oxygène : certains aliments nécessitent une faible présence d'O$_2$ pour préserver leur couleur.
• Cas des fruits et légumes : ils continuent à respirer après récolte, consommant O$_2$ et produisant CO$_2$ et vapeur d'eau, ce qui influence la composition gazeuse idéale.

À retenir : La conservation par absence d'oxygène (sous vide ou atmosphère contrôlée) limite l'oxydation et la croissance microbienne aérobie, prolongeant ainsi la durée de vie des aliments tout en préservant leurs qualités nutritionnelles et organoleptiques.

1. Fermentations dirigées et aliments fermentés

a) Fermentation : définition et principe

• Fermentation : transformation biologique naturelle d’un aliment par levures ou bactéries dans des conditions optimales.
• Processus par acidification : production d’acide (bactéries) ou d’alcool et CO₂ (levures).
• Conditions : milieu anaérobie, prolifération de bactéries non pathogènes.
• Résultat : aliments plus digestes, apport vitaminique amélioré.

b) Types de fermentations

c) Aliments fermentés

a. Produits laitiers

• Fromage : fermentation du lait, digestion facilitée par dégradation des protéines.
• Yaourt : fermentation lactique par Lactobacillus et Streptococcus, coagulation du lait.
• Kéfir : lait fermenté avec bifidobactéries et lactobacilles.

b. Légumes

• Tous légumes peuvent être fermentés (chou, concombre, carotte, etc.).
• Méthode : macération en saumure (eau + sel), milieu anaérobie, température ambiante.
• Processus artisanal :
  1. Découpe en bâtonnets.
  2. Mise en bocal hermétique avec aromates.
  3. Ajout de saumure.
  4. Fermentation (lactofermentation) 2 à 8 jours à température ambiante.
  5. Conservation au frais 2 à 3 semaines.
• Conservation longue (plusieurs années), mais consommation rapide après ouverture.
• Lactofermentation : bactéries naturelles, pas d’ensemencement, goût acidulé variable.
• Industriel : pasteurisation post-fermentation, moins d’effets bénéfiques.

c. Pain au levain

• Levain = mélange farine + eau fermenté 18-30 °C.
• Fermentation naturelle par bactéries de la farine.
• Pain plus acide, meilleure conservation et qualité nutritionnelle.
• Nutriments « prédigérés », arômes spécifiques.

d. Olives

• Fermentation transforme olives vertes en noires, élimine éléments indigestes.

e. Autres aliments fermentés

• Café, chocolat (fermentation avant torréfaction).
• Boissons alcoolisées : vin (raisin), bière (orge), cidre (pomme).

d) Avantages des fermentations

• Meilleure digestion : minéraux et vitamines plus biodisponibles grâce à l’acidification.

• Conservation prolongée : milieu acide et salé limite moisissures et bactéries pathogènes.

• Source de probiotiques : bactéries actives bénéfiques pour la santé intestinale.

  Bienfaits des probiotiques :

  • Amélioration de la tolérance au lactose (activation de la lactase).
  • Normalisation de la flore intestinale.
  • Renforcement du système immunitaire.
  • Réduction des colopathies fonctionnelles et maladies inflammatoires chroniques.
  • Effet bénéfique sur les allergies.

La fermentation est un procédé ancestral qui conserve les aliments tout en améliorant leur digestibilité et leurs qualités nutritionnelles grâce à l’action de bactéries bénéfiques.

e) Conservation en atmosphère modifiée (contexte lié)

• Réduction de la respiration des végétaux par baisse d’O₂ et augmentation de CO₂.
• Attention à l’humidité (risque de moisissures) et à l’éthylène (accélère mûrissement).
• Exemple : salade mélangée conservée sous 5 % O₂, 15 % CO₂, 80 % N₂.
• Emballages doivent être perméables pour éviter conditions anaérobies défavorables.
• Effets :
  • Bactériostatique et fongistatique.
  • Réduction de l’oxydation et des bactéries aérobies.
• Avantages : pratique, limite manipulations, accès à variétés rares.
• Inconvénients : perte de vitamines (notamment C), coût plus élevé.

1. Le saumurage / le salage

• Salage : imprégnation des aliments périssables avec du sel (≥ 15 % du poids) pour déshydrater et empêcher le développement microbien (ex. morue).
• Saumurage : immersion des aliments dans une saumure (eau + sel + additifs). Le sel migre jusqu’à équilibre de concentration entre aliment et saumure.
• Le sel réduit l’activité de l’eau (Aw) et agit comme un antimicrobien naturel, limitant la putréfaction.
• Produits concernés : charcuteries, poissons, etc.

2. Le fumage (fumaison)

• Principe : exposition des aliments à la fumée issue de la combustion de bois non résineux (aulne, hêtre, chêne).
• Effets : action antiseptique, imprégnation aromatique, élimination partielle de l’eau.
• Types :
  • Fumage à froid : < 30 °C
  • Fumage à chaud : ~70 °C
  • Boucanage : fumage long sur grilles en bois (technique caribéenne).
• Attention aux fumages artificiels (fumée liquide, arômes) signalés par « goût fumé ».
• Toxicité liée aux HAP (hydrocarbures aromatiques polycycliques) présents dans la fumée et aliments grillés.
• Recommandations : limiter consommation fréquente, éviter contact direct avec flamme, mariner avec antioxydants (citron, ail).
• Produits traditionnels protégés : saucisse de Morteau, saumon fumé.

La fumée contient des HAP toxiques, il faut limiter la consommation d’aliments fumés ou grillés.

3. La marinade

• Définition : immersion d’un aliment (viande, poisson, gibier) dans un liquide aromatique.
• Composition typique : alcool (antimicrobien) et/ou acide (citron, vinaigre) qui modifie le pH et limite le développement microbien.
• Effets :
  • Isolement de l’aliment de l’extérieur
  • Augmentation de la sapidité (goût)
  • Action antimicrobienne

4. Le confisage

• Conservation par immersion ou enrobage dans :
  • Sucre (pâtes de fruits, fruits au sirop)
  • Graisse (ex. cuisse de canard confite)
  • Vinaigre (cornichons)
  • Alcool (cerises à l’eau-de-vie)
• Mécanismes :
  • Osmose : le sucre remplace l’eau dans l’aliment, réduisant l’Aw.
  • Graisse : isolant qui remplace l’eau et protège de l’air.
  • Acide/alcool : rôle antiseptique.
• Le miel a été utilisé historiquement pour confire.
• La confiture est une forme de confisage des fruits.

5. La fermentation (rappel)

• Procédé naturel où des micro-organismes (bactéries, levures, moisissures) transforment les aliments.
• Ces micro-organismes prolifèrent sans oxygène, supplantant les bactéries pathogènes.
• Le pH acide obtenu limite le développement microbien.
• Exemples : choucroute (chou fermenté), yaourt, fromage.
• Avantage : prolonge la durée de conservation des aliments périssables.

Le salage, fumage, marinade et confisage agissent principalement en réduisant l’activité de l’eau, en modifiant le pH ou en isolant l’aliment de l’air, ce qui limite le développement microbien et prolonge la conservation.

1. Ionisation

• Principe : Utilisation de radiations ionisantes pour détruire micro-organismes (bactéries, levures, virus) en rompant l’ADN/ARN.
• Effets sur aliments :
  • Modifications du goût, odeur, aspect des lipides (formation d’hydrocarbures).
  • Destruction variable des vitamines (ex. B1, K).
• Doses réglementées (max 10 kGy) selon l’effet :
  • Antigermination : 0,05-0,15 kGy.
  • Désinsectisation : 0,15-3 kGy.
• Aliments autorisés : en France, 16 aliments (riz, céréales, oignons, ail, épices…).
• Étiquetage obligatoire : mention « traité par rayonnements ionisants » sur emballage.

L’ionisation détruit efficacement les micro-organismes mais peut altérer la qualité nutritionnelle et organoleptique.

2. Microfiltration / Ultrafiltration

• Principe : Séparation membranaire pour éliminer microparticules, micro-organismes, virus d’un liquide.
• Taille des pores :
  • Microfiltration : 0,1 à 10 μm (particules en suspension).
  • Ultrafiltration : 0,001 à 0,1 μm (éléments dissous).
• Applications : vins, bières, jus de fruits, lait.

3. Pascalisation (Pasteurisation à froid)

• Principe : Application d’une pression très élevée (environ 6000 fois la pression atmosphérique, soit 400-450 MPa) à température ambiante ou réfrigérée.
• Effets :
  • Dénaturation des protéines, modification des membranes cellulaires → destruction bactérienne.
  • Conservation des vitamines et qualités organoleptiques.
• Exemples :
  • Jus de pommes : 450 MPa, 20-90 s à 12 °C → DDM 28 jours.
  • Saumon fumé : 400 MPa, 10 min à 10 °C.
• Limites :
  • Coût élevé des installations.
  • Modifications de texture sur viandes et poissons.
  • Nécessite souvent un couplage avec d’autres procédés selon la flore microbienne.

La pascalisation permet une conservation efficace sans chaleur, idéale pour produits sensibles.

4. Autres procédés émergents

5. Conseils pratiques pour conservation et lutte contre le gaspillage

• Acheter des quantités adaptées, éviter surcharge réfrigérateur.
• Congeler surplus sans surcharger congélateur.
• Ranger aliments selon méthode PEPS/FIFO (premier entré, premier sorti).
• Vérifier DLC/DDM et intégrité emballages.
• Respecter chaîne du froid (température constante).
• Organiser courses : produits non périssables → frais → surgelés (sac isotherme).
• Privilégier circuits courts, vigilance accrue en été.

6. Gammes agroalimentaires selon mode de conservation