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Méthodes de conservation des aliments par le froid
L’utilisation du froid pour la conservation des aliments est sans conteste la technique la plus répandue. Les basses températures retardent le développement des micro-organismes, les réactions chimiques et enzymatiques qui entraînent la détérioration du produit. Les enzymes et les réactions chimiques sont considérablement ralenties à des températures basses (<5°C), alors que la majorité des microorganismes ne sont plus capables d’activité métabolique à des températures inférieures à -5°C. Certains, tels que les bactéries coliformes, sont même inactivés.
On distingue deux procédés qui utilisent cette technique, la réfrigération et la congélation.
La réfrigération
La réfrigération consiste à entreposer les aliments à une température basse, proche du point de congélation, mais toujours positive par rapport à celui-ci. Généralement, la température de réfrigération se situe aux alentours de 0°C. A ces températures, la vitesse de développement des microorganismes contenus dans les aliments est ralentie.
La réfrigération est utilisée pour la conservation des aliments périssables à court et moyen terme. La durée de conservation va de quelques jours à plusieurs semaines suivant le produit, la température, l’humidité relative et le type de conditionnement. Le tableau 1 illustre quelques exemples, mais il faut aussi tenir compte de la réglementation en ce domaine.
| Produit | Température de réfrigération recommandée (°C) | Humidité relative recommandée (%) | Durée de stockage |
|---|---|---|---|
| Pommes | -1 à 5 °C | 90 | 3 à 8 mois |
| Abricot | 0 | 90 | 1 à 2 semaines |
| Haricot vert | 5 à 7 | 90 à 95 | 7 à 10 jours |
| Melons | 0 à 10 | 85 à 90 | 5 jours à 6 semaines |
Des règles fondamentales doivent être respectées dans l’application du froid : la réfrigération doit être faite le plus tôt possible après collecte, elle doit s’appliquer à des aliments initialement sains et être continue tout au long de la filière de distribution.
La congélation
La congélation consiste à entreposer les aliments à des températures inférieures au point de congélation, généralement -18°C. Elle est utilisée pour la conservation des aliments à long terme (4 à 24 mois).
Pendant la congélation, l’activité métabolique de la plupart des germes pathogènes et d’altération est inhibée. Cependant, les réactions d’altération chimique ne sont pas arrêtées complètement. Les plus importantes de ces réactions sont l’oxydation enzymatique des lipides, l’hydrolyse des glucides et la lipolyse. Pour en remédier, les industriels procèdent généralement à un blanchiment des produits (cas des légumes surgelées) avant leur congélation.
Cinétique de congélation
La cinétique de congélation est caractérisée par trois phases (Figure 1). Pendant la première phase, la vitesse du produit diminue rapidement puis se stabilise pendant un certain temps, qui correspond à la deuxième phase, à un niveau équivalent à celui de la formation de la glace. Ensuite, la température reprend sa descente jusqu’à atteindre la température finale désirée ; c’est la troisième phase.
Selon la vitesse de congélation des aliments, on distingue :
- La congélation rapide ou surgélation : au cours de laquelle les denrées sont stabilisées par abaissement rapide de la température jusqu’à -18°C à cœur. Cette technique permet la formation de nombreux et petits cristaux de glace qui ne détériorent pas l’aliment. Seul un faible exsudat se produit lors de la décongélation.
- La congélation lente qui s’applique à des produits qui, par leur aspect ou leur mode de récolte, ne peuvent satisfaire à certaines exigences, par exemple vitesse de congélation à laquelle sont soumis les produits surgelés. Le refroidissement de l’aliment s’effectue lentement ce qui entraîne la formation de cristaux de glace de taille relativement imoprtante par rapport à celle des cellules du produit. Les aiguilles tranchantes des cristaux de glace peuvent percer et déchirer la paroi des cellules peu résistantes et favoriser une certaine exsudation lors de la décongélation.
Techniques de congélation
La congélation des produits alimentaires utilisent plusieurs techniques. Parmi ces techniques on distingue les congélateurs à tunnels, les congélateurs à plaques et les systèmes de congélation directe (congélation cryogénique).
Les congélateurs à tunnels utilisent l’air pulsé comme fluide frigorifique intermédiaire. Celui-ci est refroidi à travers l’évaporateur de la machine frigorifique, pulsée sur le produit par un ventilateur, puis recyclé pour être refroidi à nouveau. Ce système existe en continu et en discontinu. L’avantage des tunnels de congélation réside dans leur souplesse d’utilisation. Ils sont recommandés lorsqu’on est amené à congeler plusieurs types de produits, de forme et de taille différente.
Dans le cas des congélateurs à plaques, le produit est refroidi au contact de la surface des plaques, à l’intérieure desquelles circule le fluide frigorifique. Ce type de congélateurs peut être à plaques horizontales ou verticales selon que les plaques sont disposées horizontalement (sous forme d’étagères) ou verticalement. Leur avantage réside dans leur efficience énergétique. Malheureusement, ils ne peuvent être utilisés que pour des produits de forme géométrique, avant ou après emballage, régulière. De plus, ils ne sont plus aptes pas au fonctionnement continu.
La congélation cryogénique (ou directe) consiste à mettre le produit directement en contact avec une source de froid, par aspersion d’un liquide comme l’azote liquide ou le CO2 liquide qui s’évaporent au contact du produit. Dans ce cas, l’apport frigorifique est apporté par la chaleur latente d’évaporation du liquide en contact avec le produit (l’azote liquide s’évapore à -196 °C et le CO2 liquide s’évapore à -54 °C). Ce système de congélation a l’avantage d’être rapide et ne nécessitant pas une installation frigorifique proprement dite. Toutefois, il est assez coûteux et ne peut être donc utilisé que pour les produits alimentaires à haute valeur marchande.