La pasteurisation des produits aquatiques Références réglementaires

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Pôle Aquimer
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La pasteurisation des produits aquatiques
Date de mise en ligne : 21/10/2012
Thème(s) : Réglementation / Innovation / Technologie
Cette fiche, rédigée par la Plate-forme d’Innovation Nouvelles Vagues pour le compte du centre de veille
du pôle Aquimer, synthétise les connaissances actuelles sur la pasteurisation.
La pasteurisation doit son nom aux travaux réalisés par Louis Pasteur sur la stabilisation des
vins au XIXe siècle. Il s’agit d’un procédé de conservation des aliments. Les aliments sont
chauffés à une température inférieure à 100°C (généralement entre 65 et 90° C), pendant une
durée définie. Ceci permet de réduire de façon significative le nombre de micro-organismes
d'altération et pathogènes présents dans l'aliment. Etant donné que l'élimination de ces microorganismes n'est pas totale (certaines formes, telles que les spores peuvent résister), il est
nécessaire de refroidir immédiatement les aliments et de les conserver au froid afin de ralentir
le métabolisme des micro-organismes restants.
Dans le domaine des produits aquatiques, la pasteurisation correspond très souvent à une
cuisson sous vide des produits, qui consiste à cuire des produits généralement conditionnés
sous vide dans des emballages adaptés. La cuisson sous vide présente un certain nombre
d’avantages spécifiques parmi lesquels on peut citer :
- la préservation de la qualité organoleptique ;
- un meilleur rendement à la cuisson ;
- l’allongement de la durée de conservation dû à l’absence de recontamination après
cuisson.
Les produits pasteurisés ne sont pas des produits stabilisés au sens où on l’entend
habituellement. Les caractéristiques du traitement thermique (température et durée) ont une
influence directe sur la qualité du produit fini.
Références réglementaires
- Règlements 852 et 853/2004 du Parlement européen et du Conseil du 29 avril 2004
fixant des règles spécifiques d’hygiène applicables aux denrées alimentaires d’origine
animale ;
- Règlement (CE) N° 2073/2005 de la commission du 15 novembre 2005 concernant les
critères microbiologiques applicables aux denrées alimentaires ;
- Note de service DGAl / SDSSA / N2011-8117 modifiée par la note de service DGAl /
SDSSA / N2012-8054 en application de l’arrêté du 21/12/2009 relatif aux règles
sanitaires applicables aux activités de commerce de détail, d’entreposage et de transport
de produits d’origine animale et denrées alimentaires en contenant ;
- Saisine AFSSA 2007-SA-0174 du 13 mars 2008 concernant les références applicables
aux denrées alimentaires en tant que critères indicateurs d’hygiène des procédés ;
- Guide de bonnes pratiques d’hygiène et d’application des principes HACCP SYNAFAP - Août 2008 ;
- Recommandations concernant les critères indicateurs d’hygiène applicables aux
www.veilleproduitsaquatiques.com/info_print.php?id=605&prog=info_print.php
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produits de la mer transformés (critères FCD).
Panel de produits de la mer pasteurisés
Les principaux produits pasteurisés commercialisés sur le marché français sont les suivants :
Produits pasteurisés en sachets et / ou barquette operculée sous vide
-
Charcuteries de la mer (terrines, rillettes, boudins…) ;
Poissons farcis ;
Dérivés du surimi ;
Crustacés pasteurisés (ex : tourteaux) ;
- Plats cuisinés.
Produits pasteurisés en bocaux (capsulés sous vide vapeur)
- Œufs de poissons (truite, lompe…) ;
- Soupes de poissons.
Produits pasteurisés dans leur emballage (sans mise sous vide)
- Plats cuisinés ;
- Gastéropodes pasteurisés (bulots, bigorneaux) ;
- Chair de crabe.
Pour la plupart, ces produits entrent dans la catégorie des produits traiteur réfrigérés.
Photo 1 : terrine de saumon fumé
Principe de la pasteurisation
(Source : Fiche technique n°5 – Cuisson sous vide pasteurisation – Haliomer)
Résistance des micro-organismes à la chaleur
La résistance des micro-organismes à la chaleur est définie par deux paramètres :
- DT : temps de réduction décimal. C’est le temps nécessaire pour détruire 90 % d’une
population de micro-organisme d’une même espèce, à une température constante T.
- z : ce paramètre représente la variation de température nécessaire pour diminuer ou
augmenter DT de 90 %.
Exemples :
1) D60 = 0,1 minute pour Escherichia coli : ceci signifie qu’il faut 0,1 minute à 60° C pour
détruire 90 % de la population soit 0,1 minute pour passer de 1000 à 100 germes ou 10
minutes…
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2) z = 5° C pour Escherichia coli : ceci signifie qu’il faut 0,1 minute à 60° C pour détruire
90 % de la population ; il faudra 1 minute à 55°C ou 0,01 minute à 65°C.
3) z = 10° C pour Streptococcus faecalis : ceci signifie qu’il faut 2,9 minutes à 70° C pour
détruire 90 % de la population; il faudra 29 minutes à 60°C ou 0,29 minute à 80°C.
Les différents micro-organismes ont des résistances variables à la chaleur. Les
caractéristiques du milieu dans lequel ils vivent influent également sur leur résistance à la
chaleur (les pH acides notamment diminuent leur résistance à la chaleur).
Le tableau suivant présente des valeurs moyennes de D65 pour quelques micro-organismes
caractéristiques des produits cuits sous vides, c’est-à-dire la durée de chauffage à 65°C
permettant de détruire 90 % d’une population de micro-organismes :
Micro-organismes
Escherichia coli
Salmonelles
Listeria monocytogenes
Staphylococcus aureus
Streptococcus faecalis
Spores de Clostridium botulinum E
Spores de Clostridium perfringens
Spores de Clostridium botulinum A, B
Durée de traitement
1,5 seconde – 6 secondes
1,2 seconde – 12 secondes
8 secondes – 1 minute
12 secondes – 2 minutes
9 minutes
2 heures – 3 heures
5 heures – 16 heures
55 heures – 100 jours
Les germes sporulés tels que les Clostridium, en particulier Clostridium botulinum et
perfringens, sont beaucoup plus résistants à la chaleur que les germes non sporulés
(salmonelles, coliformes, staphylocoques, listeria …).
Les germes végétatifs sont détruits en grande majorité à des températures de l’ordre de 65°C
alors qu’il est nécessaire d’appliquer des températures supérieures à 100°C pour détruire les
spores.
Il est important de rappeler que les températures utilisées pour une pasteurisation ne permettent de
détruire que les germes non sporulés.
Méthode de calcul d’une valeur pasteurisatrice
Pour chaque type de produit, il est nécessaire de définir un barème de pasteurisation. Celui-ci
est défini comme le couple temps/température permettant d’assurer une certaine
pasteurisation du produit. La température définie dans le barème de pasteurisation correspond
à la température ambiante de l’enceinte de cuisson. Le temps défini dans le barème
correspondant à la durée d’application de cette température.
Selon le barème de pasteurisation mis en œuvre, et en fonction de la contamination initiale du
produit, le produit cuit sous vide se conserve plus ou moins longtemps. Lors de la mise au
point d’un produit, il faut donc déterminer la valeur pasteurisatrice correspondant à la durée de
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conservation envisagée, qui permet d’évaluer l’effet d’un traitement thermique sur la
destruction des germes.
Cette valeur représente un temps de traitement thermique à température constante pour un z
donné. Elle est généralement exprimée en minutes.
Conventionnellement en France, la valeur pasteurisatrice est notée VP1070. Le nombre 70
représente la température de référence à laquelle on calcule la valeur pasteurisatrice et le
nombre 10 correspond à la valeur z du germe de référence, c’est-à-dire Streptococcus
faecalis. Ce germe a été choisi car il s’agit du germe le plus thermorésistant parmi les germes
non sporulés. Si ce germe est détruit, les autres germes non sporulés le sont aussi.
La valeur pasteurisatrice exprime le temps de chauffage à 70° C qui permet de détruire une
proportion donnée d’une population de S. faecalis. La valeur pasteurisatrice permet de
comparer des traitements thermiques différents.
Voici un exemple de deux barèmes de pasteurisation applicables à des filets de poisson cuits
sous vide : 4 heures à 65°C et 35 minutes à 85°C. La valeur pasteurisatrice de chacun de ces
deux traitements est égale à 50 minutes, ils ont donc le même effet pasteurisateur.
Globalement, ils sont équivalents à un traitement où la température du produit aurait été
maintenue à 70° C pendant 50 minutes.
La valeur pasteurisatrice peut être facilement déterminée à partir du relevé de température à
cœur du produit (le point le plus lent à s’échauffer).
Pour le déterminer :
1) Il est nécessaire de placer au moins deux sondes à cœur de produits distincts en
veillant à maintenir le vide dans le conditionnement ;
2) Lors des phases de chauffage et de refroidissement, il faut relever les températures à
cœur (environ toutes les minutes) en prenant compte la sonde qui indique l’évolution de
température la plus lente. Il n’est nécessaire de relever que les températures supérieures
à 60°C ;
3) Il faut ensuite calculer la valeur pasteurisatrice partielle à l’aide du tableau
correspondant et de la façon suivante :
- Noter les VP partielles VPp correspondant aux températures relevées. Si la
température n’est pas dans le tableau, il faut se baser sur la température qui se
rapproche le plus de la valeur donnée par la sonde ;
- Faire la somme de toutes ces valeurs VPp pour obtenir la valeur pasteurisatrice
totale.
Voici un extrait de relevé de températures. La VP se calcule de la façon suivante :
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Temps de cuisson
(min)
70
71
72
73
Température à cœur
(°C)
70
70.5
70.9
71.3
Valeur
pasteurisatrice totale =
somme VPp
Valeur pasteurisatrice
partielle VPp (min)
1
1.12
1.259
1.415
4.794 min
Dans le cas où une évaluation très précise de la valeur pasteurisatrice est souhaitée, on peut
réduire l’intervalle de temps entre les mesures et calculer les valeurs pasteurisatrices partielles
correspondant au relevé de température exact à l’aide de la formule ci-contre.
Les valeurs pasteurisatrices partielles données dans le tableau ci-dessous ont été obtenues à
partir de la formule suivante :
T
60,0
60,5
61,0
61,5
62,0
62,5
63,0
63,5
64,0
64,5
65,0
65,5
66,0
66,5
67,0
67,5
68,0
68,5
69,0
69,5
VPp
0,10
0,11
0,13
0,14
0,16
0,18
0,20
0,22
0,25
0,28
0,32
0,35
0,40
0,45
0,50
0,56
0,63
0,71
0,79
0,89
T
70,0
70,5
71,0
71,5
72,0
72,5
73,0
73,5
74,0
74,5
75,0
75,5
76,0
76,5
77,0
77,5
78,0
78,5
79,0
79,5
VPp
1,00
1,12
1,26
1,41
1,58
1,78
2,00
2,24
2,51
2,82
3,16
3,55
3,98
4,47
5,01
5,62
6,31
7,08
7,94
8,91
T
80,0
80,5
81,0
81,5
82,0
82,5
83,0
83,5
84,0
84,5
85,0
85,5
86,0
86,5
87,0
87,5
88,0
88,5
89,0
89,5
VPp
10,0
11,22
12,59
14,13
15,85
17,78
19,95
22,39
25,12
28,18
31.62
35,48
39,81
44,67
50,12
56,23
63,10
70,79
79,43
89,13
T
90,0
90.5
91,0
91,5
92,0
92,5
93,0
93,5
94,0
94,5
95,0
95,5
96,0
96,5
97,0
97,5
98,0
98,5
99,0
99,5
VPp
100,00
112,20
125,89
141,25
158,49
177,83
199,53
223,87
251,19
281,84
316,23
354,81
398,11
446,68
501,19
562,34
630,96
707,95
794,33
891,25
t : intervalle de temps entre 2 mesures. Les valeurs pasteurisatrices du tableau ont été
calculées en prenant t = 1 minute
T : température à cœur du produit
Tref : température de référence. Tref = 70°C
z : paramètre de thermorésistance du germe de référence : S. faecalis.
Les valeurs pasteurisatrices du tableau ont été calculées avec z=10°C.
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Le Guide de Bonnes Pratiques d'Hygiène « produits traiteur » précise que le traitement
thermique doit, au minimum, détruire les cellules végétatives des bactéries pathogènes. Il est
calculé pour le point le moins chaud du produit pendant le traitement. Le procédé devrait
prendre en compte les conditions les plus défavorables susceptibles d’avoir lieu en ce qui
concerne le transfert de chaleur dans le produit (par exemple, l’utilisation de matières
premières congelées).
Il précise par ailleurs que l’opération de refroidissement, dans le conditionnement ou non, doit
être la plus rapide possible pour rester un minimum de temps entre 60 et 10° C (en général
moins de 2 heures), plage de température favorisant la prolifération microbienne (plus
particulièrement entre 50 et 10° C).
Ben Embarek et Huss (1993) ont mis en évidence que les recommandations de chauffage à
70°C sont suffisantes pour éliminer Listeria monocytogenes des filets de poissons cuits et
emballés sous-vide.
Paranjpye et al (2008) ont mis en évidence l’efficacité de la vapeur pour pasteuriser plusieurs
milliers de crevettes contaminées par Listeria monocytogenes , mais que cela est inefficace sur
l’inactivation de Clostridium botulinum, nécessitant inévitablement d’entreposer les crevettes
cuites en-dessous de 3° C après cuisson.
Gibson (1992) avait également montré que la pasteurisation des produits de la mer cuits sousvide était inefficace sur la destruction de Clostridium botulinum.
Richards et al (2010) ont rappelé que la cuisson et la pasteurisation à chaud, tout comme de
nombreux autres traitements, ne permettent pas de garantir l’inactivation totale des virus, sans
effet sur les qualités organoleptiques des coquillages.
Par ailleurs, Chai et al (1991) avaient montré qu’un traitement de pasteurisation à 75°C
pendant 8 min est efficace pour prolonger la durée de conservation des huîtres, mais ne
permet pas d’éliminer complètement les micro-organismes et lipases.
Kuda et al (2004) ont conclu que la mesure de l’activité de la phosphatase acide pourrait
potentiellement servir d’indicateur pour évaluer la pasteurisation appliquée aux produits de la
mer à l’instar de ce qui se pratique pour les produits laitiers pasteurisés. Des travaux
complémentaires seraient nécessaires pour standardiser la méthode.
Traitements à basse et haute température
Les produits de la mer cuits dans l’emballage sont souvent l’objet d’un compromis entre qualité
et durée de conservation. Les traitements thermiques peuvent être séparés en deux
catégories :
- les traitements à basse température : la température ambiante de cuisson est inférieure
à 75° C et les valeurs pasteurisatrices ne dépassent guère 10 minutes ;
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- les traitements à haute température : les températures ambiantes de cuisson sont
généralement comprises entre 80 et 95° C et les valeurs pasteurisatrice atteintes sont
bien supérieures à 100 minutes et approchent parfois 1000 minutes.
Sur le plan de la conservation de nombreux produits, l’application de valeurs pasteurisatrices
de l’ordre de 10 minutes (traitement à basse température) ne permet pas de dépasser une
durée de conservation de 15 jours, en particulier lorsqu’il y a une rupture de la chaîne du froid.
La plupart du temps, pour atteindre une DLC de 21 jours ou plus, il est nécessaire d’appliquer
des valeurs pasteurisatrices supérieures à 100 minutes. Le tableau suivant donne les durées
de conservation de filets de poisson cuits sous vide, en fonction du traitement thermique.
Lieu noir / Cabillaud /
Julienne
Saumonette
T = 75°CVP = 10
minutes
≤ 15 jours
T = 85°CVP = 100
minutes
≤ 18 jours
T = 90°CVP = 500
minutes
≤ 21 jours
≤ 15 jours
≤ 15 jours
≤ 15 jours
T : température de l’enceinte de cuisson
La durée de conservation des produits pasteurisés disponibles sur le marché est extrêmement
variable. Elle peut varier de quelques semaines (ex : charcuteries de poissons) à plusieurs
mois (ex : chair de crabe en pot plastique avec couvercle aluminisé, ou bien œufs de
poissons), en réfrigération.
Contrairement à ce qui peut être observé pour la viande, il n’y a pas de différence significative
de texture en relation avec le traitement thermique. Les poissons, et notamment les poissons
blancs, ont plus ou moins la même texture qu’ils aient été cuits à basse ou haute température.
Néanmoins, des différences existent. Skipnes et al (2011) ont pu montrer que la cuisson
pendant 2 min à 70° C permet de conserver une capacité de Rétention en Eau (CRE)
supérieure à 66 %, d’avoir une perte de poids inférieure à 5,6%, tout en gardant la tendreté et
la blancheur du produit. Pour aboutir à ces résultats, il faut toutefois que la température soit
maintenue dans la gamme 68+/-4° C. A des températures supérieures, les pertes sont
supérieures et la qualité de la chair serait moindre.
En ce qui concerne les pertes de poids à la cuisson, les traitements à basse température
permettent en effet de réduire les pertes de poids à la cuisson. A titre significatif, le tableau
suivant donne les pertes de poids à la cuisson et au réchauffement de filets de différentes
espèces de poissons. Les pertes en cuisson à basse température sont réduites de 4 à 8 %
selon les espèces, par rapport aux traitements à haute température. Toutefois, après
réchauffage, cette différence est ramenée à 2-3 %.
T=
75°CVP
= 10 min
T=
85°CVP
= 100
min
T=
Pertes à la cuisson
Pertes au
réchauffage à 75°C
Pertes au
Pertes au
Lieu noir
15%
7.5%
Cabillaud
19.6%
6.5%
Julienne
30%
NC
Saumonette
14.5%
6.5%
Lotte
NC
NC
8.5%
26.6%
NC
7.9%
NC
20%
4%
25%
2%
29%
3%
20%
2%
36%
3%
23%
25.5%
34.5%
28%
35%
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90°CVP
= 500
min
Pertes au
réchauffage
1.5%
3.5%
3.5%
14.5%
5%
NC : donnée non communiquée
Dans de nombreux cas (plats cuisinés, cuisson des crustacés…), les matières premières
subissent une précuisson avant conditionnement. Cette précuisson permet entre autres
d’éliminer une partie de l’exsudat de cuisson évitant qu’il ne vienne délier la sauce (dans le
plats cuisinés) ou ne soit rejeté dans le conditionnement final (dans le cas des crustacés part
exemple).
Ainsi, les cuissons sous vide à basse température présentent moins d’intérêt dans le cas du
poisson que de la viande.
Modes de pasteurisation
Equipements
Différents types d’équipements peuvent être utilisés pour assurer la pasteurisation des
produits :
- Photo 2 : Marmite de cuisson (immersion) ;
- Photo 3 : Cellule ou tunnel de cuisson (vapeur) ;
- Photo 4 : Autoclave (immersion, ruissellement,
vapeur)
Différentes techniques de cuisson peuvent être utilisées telles que l’immersion dans l’eau
chaude, l’aspersion d’eau chaude, la cuisson vapeur (autoclave, cellule vapeur).
Dans certains cas très spécifiques, les produits liquides (ex : soupes de poissons) ou visqueux
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peuvent être pasteurisés dans un échangeur
tubulaire. Les fluides circulent dans des tuyaux
concentriques, le produit au centre, le fluide
chauffant à l’extérieur. Le produit circule
parallèlement au fluide généralement à contrecourant. Cette pasteurisation est suivie d’un
conditionnement aseptique.
Quelle que soit la technique employée, il est
essentiel d’assurer une régulation précise de la
température ainsi qu’une bonne homogénéité de la température en tout point de l’enceinte de
cuisson. La régulation et l’homogénéité de la température sont légèrement meilleures dans les
matériels fonctionnant par aspersion ou immersion dans l’eau chaude. Par contre, ces
équipements sont généralement plus importants et plus coûteux que les armoires de cuisson
vapeur.
Rosnes et al (2011) ont décrit les nouvelles méthodes alternatives aux méthodes
traditionnelles (chauffage diélectrique, technologie Shaka et pasteurisation de surface)
pouvant permettre d’accélérer les transferts de chaleur, entraînant ainsi un chauffage plus
rapide tout en évitant les quantités de chaleur inutilement élevées sur une partie du produit.
Barbosa-Canovas et al (2002) avaient aussi passé en revue différentes technologies non
thermiques appliquées aux produits alimentaires. Plusieurs d’entre elles sont reprises
brièvement ci-après.
Autres modes de pasteurisation récents (entraînant un échauffement des produits)
Micro-ondes et hautes fréquences
Les micro-ondes et les hautes fréquences sont les rayonnements électromagnétiques dont les
fréquences se situent pour les premiers entre 0,3 et 30 GHz et pour les secondes entre 3 et
300 MHz. Les hautes fréquences sont plus pénétrantes que les micro-ondes.
Le traitement par micro-ondes consiste en un chauffage par irradiation, les micro-ondes
provoquent un mouvement oscillatoire des molécules d’eau. L’agitation moléculaire se
transforme en énergie cinétique puis en chaleur au sein du produit. Ceci permet une montée
en température rapide à l’intérieur du produit en s’affranchissant des gradients de température
entre le cœur et la périphérie du produit. L’agitation moléculaire est favorisée par l’état du
produit, ainsi dans un produit liquide l’effet sera plus sensible du fait de la facilité des
molécules à se déplacer.
Par opposition à un traitement thermique classique, il n’y a pas de seuil de température, tant
que le produit reçoit des ondes, il chauffe. Ainsi, toute la technologie micro-ondes repose sur
l’alternance de générateurs à faible et à forte puissance pour que le produit se maintienne à la
température cible du barème de pasteurisation.
De plus, contrairement au traitement thermique le dégagement de chaleur a lieu au sein même
du volume et non à l’interface. C’est pourquoi, seules les propriétés diélectriques du produit
ont une importance et non ses propriétés thermiques. La température finale du produit n’est
plus fonction de celle du fluide mais de la puissance absorbée et du temps d’exposition aux
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micro-ondes, ce traitement est dit « High Temperature Short Time ».
Plusieurs études ont été menées pour définir les équivalences entre des barèmes de
pasteurisation classiques (temps/température) et les micro-ondes (temps/puissance) afin
d’atteindre la même valeur pasteurisatrice.
L’eau est la molécule la plus réceptive aux micro-ondes, c’est pourquoi les produits secs ou à
faible teneur en eau (inférieur à 30 %) ne peuvent pas être pasteurisés par la méthode des
micro-ondes. La répartition de l’eau au sein du produit est importante, si la répartition est
hétérogène le chauffage le sera aussi. Par exemple, la phase porteuse (eau, jus, sauce…)
chauffe plus vite que les morceaux qui eux-mêmes présentent un gradient de température
entre le cœur et la périphérie.
Pour pallier à une mauvaise répartition de l’eau au sein du produit, il est possible de :
- travailler sur la formulation des produits en termes de teneur en eau, de texture et de
présence de sauce ;
- d’améliorer la répartition du champ électromagnétique auquel la denrée est exposée en
travaillant sur les guides chargés de réfléchir les ondes générées dans la cavité de
traitement du produit ;
- travailler sur l’emballage, sa forme, sa composition (perméabilité aux ondes) et
agencement de l’aliment. Les micro-ondes ne sont transmises ni par le plastique ni par le
verre. De plus, le métal réfléchit les micro-ondes au lieu de les absorber, risquant
d’endommager l’équipement.
La maîtrise de ces paramètres permet d’appliquer un traitement homogène sur l’ensemble du
produit à traiter, les « effets de bord » pour des produits massifs sont alors évités. La vitesse et
l’uniformité du traitement entraînent la destruction très rapide des micro-organismes, elles
permettent également de réduire le risque de dégradation de l’aliment en préservant sa qualité
et sa fraîcheur.
En comparaison d’un traitement par autoclave, il semblerait qu’un traitement par micro-ondes
affecterait moins les qualités physicochimiques et organoleptiques : l’exsudation est plus faible,
la rétention en protéines est plus forte, la peau se détache plus facilement de la chair, il n’y a
pas de desséchement ni de brunissement en surface, la texture et l’onctuosité sont
préservées. Différents équipementiers ont développé des procédés de cuisson et de flashpasteurisation par micro-ondes sous emballage pour des produits élaborés. La pression au
sein de l’emballage et la température des produits sont maîtrisés grâce à des outils spécifiques
(sonde embarquée).
D’après les équipementiers spécialisés (Sairem, Stalam, Synerwave, Ferrite…), les temps de
traitement seraient réduits d’un facteur 3 à 4 par rapport à des traitements traditionnels. Les
temps de process seraient généralement inférieurs à 10 minutes, ce qui garantirait la
préservation des qualités organoleptiques et nutritionnelles (goût, texture, vitamines).
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L’emploi des technologies électromagnétiques est couramment employée dans la filière des
produits aquatiques comme méthode de décongélation, et elle commence à être employé
comme méthode de pasteurisation. La fiche de synthèse « Décongélation des produits
aquatiques », évoque les technologies micro-ondes et hautes fréquences.
Lumière pulsée
La lumière pulsée est une technique basée sur l’émission de flashs lumineux de très courte
durée et de très forte intensité. Ce procédé est breveté sous le nom de PureBright®, par la
société PurePulse. Cette technologie a été développée en France par les sociétés Claranor et
Eurofeedback.
Le système est composé d’une alimentation électrique, d’un condensateur qui stocke de
l’énergie pendant quelques dixièmes de seconde (0,2 s) puis qui se décharge dans une lampe
à xénon pendant un temps très court (100 à 300 microsecondes). La lampe émet alors des
flashs intenses de lumière (10-6 à 10-1 secondes) et d’une longueur d’onde comprise entre
l’ultra-violet (200 nm) et le proche infra-rouge (1 mm). Chaque flash émis délivre une énergie
de quelques joules par cm² de produit traité. L’effet décontaminant du traitement est déterminé
par l’énergie du flash et le nombre de flash. Le temps de traitement, l’épaisseur du produit à
traiter et la distance entre la lampe et le produit à traiter sont autant de facteurs à prendre en
compte lors du traitement.
La lumière pulsée permet de détruire efficacement la plupart des micro-organismes tels que les
bactéries (sous forme végétative ou sporulée), les levures, les moisissures, les virus et les
protozoaires. La plupart des auteurs attribuent l’action décontaminante de la lumière pulsée à
l’interaction des UV et des molécules d’ADN. D’autres observations suggèrent plutôt que l’effet
thermique de la lumière pulsée se traduit par une rupture de la membrane et des parois des
micro-organismes.
Cependant, à défaut d’une acidité suffisante, les produits traités par lumière pulsée doivent
être conservés au frais. Cette technologie a surtout une action en surface des produits. Elle
est très utilisée pour la décontamination des emballages (hors PET) et de l’eau destinée à la
consommation humaine. Elle n’est à notre connaissance pas utilisée de manière industrielle
pour la pasteurisation de certains produits aquatiques.
Ce traitement comporte de nombreux avantages car il s’agit d’un traitement athermique rapide
et efficace sur tous les micro-organismes qui ne provoque pas ou provoque peu de résidus
chimiques ou toxiques. Néanmoins, la proximité de la lampe avec le produit peut entraîner son
échauffement en raison de la présence des infra-rouges dans le spectre. L’échauffement est
d’autant plus important que le traitement est de forte intensité et/ou de longue durée.
De plus, selon la littérature, le traitement de décontamination par lumière pulsée n’entraînerait
pas de modifications organoleptiques et nutritionnelles dans la plupart des aliments. Cette
technique peut être utilisée sur un produit emballé, limitant ainsi les étapes de
recontaminations possibles.
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Contrairement aux autres technologies qui traitent toute la masse du produit, la lumière pulsée
décontamine uniquement les liquides clairs et la surface de produits solides. La géométrie, la
porosité, la rugosité et l’opacité du produit solide peuvent influencer l’efficacité du traitement.
C’est la raison pour laquelle, il est nécessaire que la totalité du produit soit exposée à la
lumière afin de subir un traitement uniforme. De plus, l’importance de la contamination initiale
du produit participerait à l’existence d’un effet proportionnel de protection de cellule à cellule,
(c’est-à-dire qu’un micro-organisme vivant pourrait être protégé de l’exposition à la lumière par
une cellule détruite faisant écran).
Il semble que la capacité des bactéries à former un biofilm à la surface des aliments diminuerait
aussi l’efficacité de la lumière pulsée.
Enfin, certains nutriments pourraient également réduire l’efficacité de ce traitement en
absorbant l’énergie. Les principaux freins au développement de cette technologie sont
l’investissement initial et la demande d’autorisation de mise sur le marché car cette technologie
qui est régie par la réglementation Novel Food.
Chauffage ohmique
La technique de chauffage ohmique est également appelée chauffage par résistance. Il s’agit
d’un traitement thermique au cours duquel la chaleur est générée par le passage en
alternance de courants électriques au sein de l’aliment. Celui-ci agit donc comme une
résistance électrique et s’échauffe selon le principe de l’effet Joule. Ce traitement n’est pas
basé sur le transfert d’énergie au moyen des particules d’eau, c’est la raison pour laquelle le
chauffage ohmique est également efficace sur des aliments à faible teneur en eau.
De nombreuses études ont montré que le gradient de température au sein du produit est
extrêmement faible, par exemple la phase porteuse (jus, sauce, eau…) et les différents
morceaux d’un plat cuisiné sont chauffés simultanément. Puisqu’il s’agit d’une méthode HTST,
le chauffage ohmique limite la durée de traitement à haute température et par conséquent les
éventuelles pertes de nutriments qui lui sont associées. Ainsi, cette technologie ne provoque
pas de surcuisson périphérique des aliments. Le traitement est homogène garantissant la
qualité sanitaire et organoleptique des produits.
Toutefois, le chauffage ohmique est soumis aux contraintes d’écoulement des fluides qui
peuvent entraîner des différences de temps de séjour selon que le produit soit au centre du
tube ou proche des parois. Afin de limiter ce phénomène, les modules de chauffage sont
équipés de mélangeurs qui permettent d’homogénéiser les temps de séjour. Ce genre de
système ajuste au mieux la température dans le but de réduire les temps de séjour et de
bénéficier de l’effet HTST et d’optimiser l’impact qualitatif du traitement sur les qualités
organoleptiques et nutritionnelles.
De nombreuses études, dont le projet européen Novel Q mené sur les nouvelles technologies,
démontrent que le traitement par chauffage ohmique permet d’obtenir une stabilisation
identique à celle d’un autoclave. De plus, le chauffage ohmique permet de réduire l’effet de
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cuisson par 7 en comparaison d’un traitement traditionnel.
Cette technologie est étudiée au CTCPA. Elle permettrait de respecter la structure délicate de
certains aliments, les fruits en particuliers. Ce procédé serait très intéressant pour la
pasteurisation de plats cuisinés (produits pompables avec une teneur élevée en particules de
grande taille) et peut être employé en continu sur des lignes de production.
Là encore, cette technologie n’est à notre connaissance pas utilisée de manière industrielle
pour la pasteurisation de certains produits aquatiques.
Le coût d’investissement de cette technologie peut être un frein à son développement au sein
des industries agro-alimentaires.
Champ magnétique pulsé
Cette technologie repose sur l’application d’un champ magnétique pulsé très intense (plusieurs
Telsa) pendant un temps très court (milliseconde). La génération de ces champs se produit par
la décharge d’une énergie emmagasinée dans un condensateur, qui se transforme en un
courant électrique véhiculé à travers une bobine. Cette technologie est davantage destinée à
décontaminer des produits solides.
Les résultats des études menées sur les champs magnétiques pulsés sont aussi divers que les
contextes expérimentaux à partir desquels ils ont été décrits.
De manière générale, il a été constaté une réduction, voire une destruction, du nombre de
micro-organismes présents au sein d’un aliment. Les champs magnétiques pulsés permettent
la destruction des levures, des spores, des moisissures et des bactéries bien que la
compréhension des mécanismes est encore hypothétique. Les chercheurs suggèrent
l’apparition d’une perméabilité membranaire, la modification des interactions entre différentes
molécules, la rupture de la structure de l’ADN…
A ce jour, aucune application industrielle n’est disponible bien que ce procédé présente,
d’après de nombreux auteurs, différents avantages. Il n’altèrerait presque pas les qualités
organoleptiques du produit ; il n’entraînerait qu’une faible augmentation de la température du
produit et permettrait également de traiter des produits déjà emballés (hors métal).
Mais, ce procédé nécessite davantage de recherches car les connaissances sur les
conséquences toxicologiques et nutritionnelles sont insuffisantes à ce jour.
Autres modes de pasteurisation dits « à froid »
Les hautes pressions
La technologie haute pression consiste en l’application d’une pression (de 150 à 600 MPa) sur
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un liquide (généralement de l’eau) dans lequel est immergé un produit alimentaire. L’intensité
des hautes pressions induit de nombreux changements physiques et physiologiques pour les
micro-organismes qui entraînent leur destruction.
Les micro-organismes sous forme végétative sont inhibés par des pressions comprises entre
400 et 600 MPa, tandis que les formes sporulées sont plus résistantes. Les hautes pressions
(> 300 MPa) peuvent également inactiver les enzymes responsables d’altération des aliments.
De manière générale, les hautes pressions induisent peu de modifications physico-chimiques
au sein des différents aliments traités. Cependant, les viandes et poissons présentent des
modifications de texture et de couleur après un traitement hyperbare. Il est possible de coupler
un traitement haute pression à la chaleur afin d’assurer une pasteurisation / stérilisation du
produit à traiter. La technologie des hautes pressions fait l’objet d’une fiche de synthèse à part
entière disponible sur le Centre de Veille des produits aquatiques (Fiche de synthèse « Hautes
pressions »
Ionisation
L’ionisation (également appelée irradiation) est une technique physique utilisant une énergie
de rayonnement pour détruire les micro-organismes ou inhiber les processus physiologiques.
L’ionisation traverse les aliments et tue la totalité des micro-organismes pathogènes pour
l’homme qu’ils soient sous forme végétative ou sporulée. Cette technique n’altèrerait pas les
qualités nutritionnelles et organoleptiques des produits.
Les produits alimentaires traités par l’ionisation doivent porter la mention « irradié » ou
« ionisé ». Malgré son efficacité, l’ionisation se heurte à la réticence des consommateurs et
face à l’obligation d’étiquetage, les fabricants d’aliments pulvérulents ont préféré opter pour
d’autres techniques.
En France, une quinzaine de produits et ingrédients ont fait l’objet d’autorisations spécifiques
(épices, légumes et fruits secs, cuisses de grenouille, crevettes…). L’emploi de cette
technologie fera bientôt l’objet d’une nouvelle fiche de synthèse par PFI Nouvelles Vagues
dans le cadre du centre de veille.
Champs électriques pulsés
Cette technique de pasteurisation consiste à soumettre un produit pompable à une succession
d’impulsions électriques de très courte durée (quelques microsecondes) et de très forte
intensité (10 à 50 kV/cm). Le produit est placé dans l’enceinte puis il circule entre deux
électrodes. Le courant, fourni par un générateur haute pression, traverse le liquide de façon
alternative à la fréquence de 10 kHz. Le champ électrique pulsé peut être appliqué à
différentes températures (réfrigérée, ambiante, léger traitement thermique : 55°C) pendant
moins d’une seconde.
L’exposition d’une cellule à un champ électrique extérieur (>10 kV/cm) induit une différence de
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potentiel électrique de part et d’autre de sa membrane. Lorsque le potentiel transmembranaire
atteint une valeur critique (≈ 1 V), il s’ensuit des phénomènes de répulsion entre les différentes
molécules chargées de la membrane. Ces phénomènes provoquent la formation de pores au
sein de la membrane ce qui augmente sa perméabilité (migration possible du contenu cellulaire
en dehors de la cellule) entraînant la mort du micro-organisme. Toutefois, cette technique par
champ électrique pulsé ne permet pas la destruction de spores qu’elles soient bactériennes ou
fongiques. Il est donc nécessaire d’assurer une conservation réfrigérée des aliments.
Malgré le fait qu’il y ait peu d’études réalisées sur l’influence de cette technique sur les
constituants alimentaires et les risques de toxicité, il semblerait que ce procédé entraîne peu
d’échauffements de l’aliment traité. C’est pourquoi les caractéristiques organoleptiques et
nutritionnelles seraient préservées. Malgré de nombreuses études et un fort potentiel, cette
technologie n’aurait pas encore d’applications industrielles au sein de l’Union européenne
tandis qu’elle est déjà très utilisée pour pasteuriser les jus de fruits aux Etats-Unis. L’INRA avait
mené une étude sur le cidre et avait pu montrer que ce procédé permettrait d’optimiser la
production de cidre de meilleure qualité organoleptique.
Les applications les plus courantes concernent des produits pompables (possibilité d’un
process continu), cependant la possibilité de traiter des produits solides d’épaisseur modérée
dans un process discontinu n’est pas exclue.
La rapidité du traitement couplée à une faible consommation énergétique par rapport à un
procédé traditionnel représente un atout majeur pour cette technologie. De plus, les coûts
d’investissements sont raisonnables en comparaison d’autres technologies innovantes. Cette
technologie possède toutefois quelques limites :
- les produits à haute conductivité ne peuvent pas être traités ;
- les produits hétérogènes posent des problèmes ;
- l’industrialisation est difficile.
D’autres techniques également qualifiées de technologies douces en comparaison des
traitements traditionnels sont également citées dans la littérature : il s’agit des plasmas froids,
des ultrasons, de l’application de CO2 sous pression et de l’eau activée.
Conditionnements
Dans la plupart des cas, les produits aquatiques sont pasteurisés dans leur conditionnement
définitif : sachet plastique, barquette operculée ou bien encore pots ou bouteille de verre.
Différents types de sachets / films peuvent être utilisés pour le conditionnement et la
pasteurisation :
- les sachets en PA/PE ou PE/PP, thermosoudables en
cloche sous-vide ;
- les sacs rétractables ou non, coextrudés multicouches
thermosoudables en machine à cloche ;
- les barquettes operculables en PP, PeHd ou PET ;
- les films thermoformables PA/PP ou PA/PE utilisés en
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thermosoudage ;
- les conditionnements rétractables à ouverture facile de type « skin » ;
- les films microperforés ;
- les barquettes ou les films munis d’une valve*.
Photo 5 : barquette operculable
* Dans certains cas, l’emploi de barquettes ou de films munis de valves, ou bien de films
« microperforés », permet à l’air de s’échapper au cours de la pasteurisation, et ne nécessite
pas forcément de recourir à une contre-pression. Cela permet donc de cuire et pasteuriser les
aliments dans un emballage souple ou rigide par un traitement vapeur (sans contre-pression)
ou micro-ondes.
L’ouverture de la valve (autour de 70° C) permet le dégazage lors de la cuisson et la fermeture
de cette valve à la même température, au cours de la phase de refroidissement.
Aspects nutritionnels
Les températures atteintes pendant la pasteurisation sont relativement peu élevées et
modifient peu les qualités gustatives et organoleptiques des produits. Le principal effet
nutritionnel de la pasteurisation est la dénaturation d'une partie des protéines, en particulier
des protéines solubles. Les vitamines peuvent aussi être affectées, en fonction de leur nature.
La plupart des enzymes sont détruites.
GARCIA-LINARES et al (2004) ont mis en évidence que la composition du poisson et plus
particulièrement la teneur en lipides et en acides gras influence significativement la survie des
microorganismes indicateurs de la qualité hygiénique. Plus les poissons sont gras, plus les
réductions microbiennes durant la cuisson sont faibles, et pour établir des barèmes temps /
température de pasteurisation, il faut prendre en compte la composition des poissons.
Dans une étude menée de 2002 à 2005, le CEVPM et de nombreux partenaires scientifiques
avaient pu mettre en évidence que la teneur en acides gras n’est pas modifiée au cours de la
pasteurisation, ni au cours de la conservation ultérieure des produits pasteurisés en
réfrigération (essais réalisés sur des filets et des broyats de maquereaux pasteurisés et
stockés pendant 30 jours, ainsi que sur des filets et des broyats de saumons conservés
pendant 42 jours). La température de pasteurisation (68°C ou 90°C) est également sans effet
sur la teneur et le profil de ces acides gras.
KILINC et CAKLI (2005) ont mis en évidence que la pasteurisation n’améliore pas la durée de
vie de sardines marinées, mais que celle-ci a un effet négatif sur les critères sensoriels,
lorsqu’elle vient en complément du marinage : chair plus molle et marinade plus turbide.
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Documents CEVPM (HALIOMER - PFI Nouvelles Vagues).
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Pôle Aquimer
- Fiche technique n°5 – 1993, Cuisson sous vide pasteurisation – Haliomer.
- Etude de l’influence des traitements de conservation et de transformation alimentaires sur les
acides gras du poisson, appel d’offres ACTIA, 202-2005, projet 02/32.
Pour tout renseignement complémentaire : Plate-Forme d'innovation
Nouvelles Vagues 15/17, rue de Magenta 62 200 BOULOGNE-SUR-MER
Tél. : 03 21 83 91 31 - Fax : 03 21 87 46 83
[email protected]
Pour soumettre un projet de Recherche et Développement au Pôle de
Compétitivité Aquimer : Pôle de Compétitivité Aquimer 16, rue du
Commandant-Charcot 62 200 BOULOGNE-SUR-MER Tél. 03 21 10 78
98 - Fax 03 21 30 33 22 [email protected]
Cette fiche technique a été réalisée par la Plate-Forme d'Innovation Nouvelles Vagues pour le
compte du Centre de Veille et de Prospective Collaboratif du Pôle Aquimer, projet qui a reçu
les soutiens financiers du Conseil Régional Nord - Pas-de-Calais ; de l'Union européenne
(Fonds FEDER) ; de la DIRECCTE Nord - Pas-de-Calais ; de la Chambre de commerce et
d'Industrie Côte d'Opale ; de la CITPPM (Confédération des Industries de Traitement des
Produits des Pêches Maritimes et de l'Aquaculture) ; du From Nord ; de la Plate-Forme
d'Innovation Nouvelles Vagues.
Veilleur/contributeur : Plate-Forme d'innovation Nouvelles Vagues
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La pasteurisation des produits aquatiques Références réglementaires

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