Introduction
Le traitement des aliments par la chaleur (ou traitement thermique) est aujourd’hui la plus importante technique de conservation de longue durée. Il a pour objectif de détruire ou d’inhiber totalement ou partiellement les enzymes et les microorganismes, dont la présence ou la prolifération pourrait altérer la denrée considérée ou la rendre impropre à l’alimentation humaine ou animale.
L’effet d’un traitement thermique est lié au couple temps/température. De manière générale, plus la température est élevée et plus la durée est longue, plus l’effet sera important. Cependant, il faut aussi tenir compte de la résistance thermique des micro-organismes et des enzymes et qui est très variable.
Selon l’objectif recherché, on distingue plusieurs techniques de conservation des aliments par traitement thermique comme la stérilisation, la pasteurisation, la thermisation, la cuisson et le blanchiment.
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Stérilisation par traitement thermique
La stérilisation par la chaleur consiste à exposer les aliments à une température, généralement supérieure à 100°C, pendant une durée suffisante pour inhiber les enzymes et toute forme de microorganismes, même les bactéries sporulantes.
La stérilisation d’un aliment ne suffit pas, à elle seule, pour sa conservation à long terme. Une contamination ultérieure de l’aliment par les microorganismes environnementaux pourrait survenir. Pour en remédier, on procède à la stérilisation du contenant (récipient) et du contenu (le produit alimentaire) ; le récipient doit être étanche à l’eau et aux microorganismes pour ne pas avoir une recontamination ultérieure à la stérilisation.
La stérilisation de l’aliment et de son contenant peut être réalisée de deux façons : La première consiste à une stérilisation simultanée du contenant et du contenu (appertisation), alors que la deuxième consiste à une stérilisation séparée du contenant et du contenu suivie d’un conditionnement aseptique.
Appertisation : Stérilisation simultanée du contenant et du contenu
L’appertisation est un procédé de conservation qui consiste à stériliser par la chaleur des denrées périssables dans des contenants (boîtes métalliques, bocaux, etc.) hermétiquement fermés. Sa découverte remonte aux années 1790. Nicolas Appert était le premier qui a mis au point ce procédé de stérilisation par la chaleur dans un récipient hermétiquement clos.
L’appertisation est largement utilisée aujourd’hui pour la conservation à long terme des denrées alimentaires d’origine animale ou végétale. La durée de conservation des aliments appertisés est de plusieurs mois à quelques années.
Stérilisation séparée du contenant et du contenu
Dans ce cas, le produit alimentaire (le contenu) est stérilisé, par traitement thermique, avant d’être renfermé dans son contenant. Ce dernier est aussi stérilisé, soit par la chaleur, soit par d’autres procédés (par ultra-violet par exemple), mais avant de contenir le produit. Ensuite, le contenu stérilisé est fermé hermétiquement dans son emballage (contenant), aussi stérilisé. L’opération de conditionnement se déroule dans une enceinte qui empêche la contamination du produit par les microorganismes de l’environnement : C’est le conditionnement aseptique. Cette technique est utilisée généralement pour la conservation des produits liquides (lait, jus, etc.) dans des emballages qui ne peuvent supporter l’appertisation comme les sachets en plastique et les cartons type Tetra-brik.
Lorsque la stérilisation du produit est réalisée à haute température (135°C à 150°C) pendant une courte durée (15 sec. à 1 sec.), on parle de stérilisation UHT (Ultra Haute Température). Cette technique a l’avantage de préserver la qualité organoleptique et nutritionnelle du produit stérilisé. Cependant, elle ne peut être utilisée que dans le cas des produits liquides comme le lait.
Pasteurisation par traitement thermique
La pasteurisation est un traitement thermique modéré et suffisant permettant la destruction des microorganismes pathogènes et d’un grand nombre de microorganismes d’altération.
La température du traitement est généralement inférieure ou égale à 100 °C et la durée est de quelques secondes à quelques minutes. Le tableau suivant donne, à titre d’illustration, quelques exemples de barèmes de pasteurisation.
| Produits | Température pasteurisation | Durée traitement |
|---|---|---|
| Jus de fruit (pH<4,5) | 65 °C | 30 min |
| 77 °C | 1 min | |
| 88 °C | 15 s | |
| Bière (pH<4,5) | 68 °C | 20 min |
| 75 °C | 4 min | |
| Lait (pH>4,5) | 63 °C | 30 min |
| 72 °C | 15 s | |
| Crème glacée (pH>4,5) | 65 °C | 30 min |
| 71 °C | 10 min | |
| 80 °C | 15 s |
Tous les microorganismes n’étant pas éliminés par la pasteurisation, ce traitement thermique doit être suivi d’un brusque refroidissement. Les aliments pasteurisés sont alors habituellement conservés au froid (+4 °C) afin de ralentir le développement des germes encore présents. Leur durée de conservation est ainsi limitée.
En dehors de la réfrigération, d’autres moyens de conservation peuvent être utilisés parallèlement pour contrer le développement des microorganismes survivants, comme l’ajout d’agents chimiques de conservation, la réduction de l’activité de l’eau (aw), l’acidification, etc.
Thermisation
La thermisation est un traitement thermique appliqué au lait cru. Ce dernier devra être porté à une température d’au moins 63ºC pendant 16 secondes.
La thermisation est une forme amoindrie de la pasteurisation. Son objectif principal est la destruction des bactéries pathogènes qui pourraient se trouver dans le lait, sans modifier autant ses caractéristiques technologiques. Cependant, ce traitement peut entraîner une diminution de la charge microbienne banale du lait (bactéries lactiques, bactéries d’affinage, etc.). Ladite charge est généralement exploitée pour la préparation du fromage au lait cru. Dans ce cas, on doit faire appel aux bactéries cultivées en laboratoire pour remplacer celles qui sont disparues.
Blanchiment
Le blanchiment est un traitement thermique de quelques minutes à 70 °C à 100 °C destiné à détruire les enzymes susceptibles d’altérer les légumes ou les fruits avant leur traitement ultérieur (surgélation, séchage, etc.). En réalité la destruction des enzymes n’est qu’un objectif parmi bien d’autres et le rôle du blanchiment qui constitue un prétraitement avant séchage, lyophilisation, appertisation ou surgélation, est multiple.
Rôle du blanchiment
Avant séchage ou lyophilisation, le blanchiment est utilisé comme un prétraitement pour la destruction des enzymes responsables d’altérations organoleptiques telles que des modifications de flaveurs et/ou de couleur. Le traitement permet aussi la réduction de la charge microbienne et facilite la réhydratation.
Avant appertisation, le blanchiment n’est pas destiné à détruire les enzymes du moment où les barèmes d’appertisation appliqués suffisent largement à leur destruction. Dans ce cas, le blanchiment a d’autres rôles :
- Elimination des gaz occlus dans les tissus avant emboîtage, faute de quoi leur présence entraîne une surpression interne, avec risque de bombage ou de flochage des boîtes.
- Remplissage à chaud : On prend généralement la précaution de remplir les boîtes de jus chaud de manière à ce que le sertissage (ou capsulage) ait lieu sous atmosphère de vapeur et que l’air soit ainsi chassé. Le blanchiment permet d’emboîter les légumes chauds et d’empêcher un refroidissement du jus au contact de légumes qui seraient froids.
- Elimination de faux goûts : Les choux-fleurs non blanchis conserve un goût âcre intolérable.
- Elimination de troubles : Le blanchiment permet d’éliminer les troubles tels que ceux apportés par extraction d’amidon.
Avant surgélation, le blanchiment permet, outre la destruction des enzymes, l’élimination des gaz occlus dans les tissus et limiter par conséquence les phénomènes d’oxydation.
Contrôle du blanchiment
L’efficacité du blanchiment peut être contrôlée en testant l’inactivation ou la présence de deux enzymes largement répandues dans les végétaux : la catalase et la peroxydase.
La catalase est une enzyme oxydative qui donne lieu à la formation d’oxygène à partir du peroxyde d’hydrogène :
2 H2O2 → 2 H2O + O2
L’activité de la catalase est mise en évidence en broyant le produit blanchi et on le mélangeant à des carbonate de calcium et du peroxyde d’hydrogène : un dégagement gazeux (O2) indique une activité catalasique.
La peroxydase est une enzyme qui catalyse l’oxydation par le peroxyde d’hydrogène de divers substrats :
H2O2 + 2 AH → 2H2O + 2 A
L’activité de la peroxydase est révélée par l’apparition d’une teinte brun-noir lorsqu’on place du guaïacol et du peroxyde d’hydrogène au contact du produit blanchi.
La peroxydase est réputée la plus thermorésistante ; l’efficacité du blanchiment peut alors être évaluée en se basant uniquement sur le test d’inactivation ou de présence de cette enzyme.
Cuisson
La cuisson est un traitement thermique des aliments afin de les rendre consommables. Son objectif principal est donc le développement des caractéristiques organoleptiques du produit : Amélioration du goût, de l’odeur, du couleur et de la texture. Selon les barèmes appliqués, la cuisson peut être associée à une réduction substantielle, voir même une élimination, de la charge microbienne présent sur le produit. Les produits cuits peuvent être conservés au réfrigérateur pendant quelques jours, et au congélateur pendant quelques semaines.
Il existe cinq modes de cuisson de base : Les aliments peuvent être plongés dans un liquide tel que de l’eau, du bouillon (parfumé ou non) ou du vin (pochage, cuisson au bouillon ou à l’étouffée), immergés dans des graisses animales ou de l’huile (friture), exposés à la vapeur (cuisson à la vapeur et, dans une certaine mesure, braisage) ou à la chaleur sèche (rôtissage, cuisson au four, cuisson au gril) ou bien encore poêlés dans de petites quantités de graisses chaudes (sautés).