Introduction

Dans le domaine de la production alimentaire, la sécurité des produits et leur durée de conservation restent les objectifs les plus importants de l'industrie. Le principal adversaire dans ce domaine est l'activité microbienne, qui entraîne la détérioration des produits et est dangereuse pour la santé des consommateurs. Le traitement thermique est la mesure de contrôle la plus courante et la plus cohérente en matière de contrôle microbien depuis son invention par le chimiste français Louis Pasteur au XIXe siècle. Dans ce domaine, il existe deux processus principaux, la pasteurisation et la stérilisation, qui sont différents mais peuvent être facilement confondus.

Le choix de la méthode de traitement thermique n'est pas aléatoire ; il s'agit d'une décision qui a des conséquences considérables sur la sécurité, la valeur sensorielle et nutritionnelle et la faisabilité commerciale d'un produit. Cette décision détermine la logistique du stockage et de la distribution, les besoins en matière d'emballage et, en fin de compte, l'expérience du consommateur. Cet article propose une exploration méthodique de la pasteurisation et de la stérilisation, en commençant par les principes fondamentaux et en procédant à une comparaison des variables opérationnelles et des impacts des deux processus. Nous examinerons comment ils sont utilisés dans l'industrie, nous fournirons une structure pour aider à choisir le processus et nous expliquerons pourquoi l'équipement joue un rôle vital pour garantir des résultats de fabrication cohérents et sûrs.

Introduction à la pasteurisation et à la stérilisation

L'altération des aliments est le résultat direct de l'existence et de la croissance de micro-organismes tels que les bactéries, les levures et les moisissures. Ces organismes, associés à l'activité enzymatique des sources alimentaires elles-mêmes, catalysent des réactions de décomposition qui modifient la texture, la saveur, l'arôme et l'apparence, rendant le produit inutilisable. En outre, certains micro-organismes pathogènes, notamment Clostridium botulinum, Salmonella et Listeria monocytogenes, peuvent provoquer des maladies potentiellement graves s'ils ne sont pas éliminés avec succès.

Le traitement thermique est une méthode de conservation majeure puisqu'il s'agit d'utiliser l'énergie thermique pour détruire les protéines et les enzymes vitales d'un micro-organisme et provoquer sa mort au cours du processus. Le degré de cette réduction microbienne dépend de l'intensité de la chaleur employée, mesurée par la température et la durée. La stérilisation et la pasteurisation prennent ici des directions différentes.

Pasteurisation implique un traitement thermique relativement doux, le plus souvent à des températures inférieures à 100 °C (212 °F). Son principal objectif est de tuer les bactéries pathogènes ou les micro-organismes responsables de maladies, afin de rendre le produit propre à la consommation. Elle permet également de réduire considérablement le nombre d'organismes avariés, prolongeant ainsi la durée de conservation du produit à des températures réfrigérées. Néanmoins, la pasteurisation n'est pas destinée à tuer tous les organismes microbiens ; les bactéries résistantes à la chaleur et les spores bactériennes survivront au traitement.

Stérilisation, est un traitement à haute température visant à tuer tous les micro-organismes (à la fois les cellules végétatives et les spores bactériennes très résistantes). Il utilise généralement la chaleur humide, la pression et la chaleur pour chauffer le produit à des températures sensiblement supérieures à 100 o C, environ 121 o C (250 o F), dans un récipient fermé. Le produit obtenu est commercialement stérile, c'est-à-dire qu'il ne contient pas d'organismes viables susceptibles de se développer au cours du stockage à des températures normales, ce qui permet une longue durée de conservation à température ambiante.

Pasteurisation et stérilisation : Principales différences

Cependant, les deux processus sont différents dans leur utilisation et les résultats sont significatifs même s'ils impliquent tous deux l'utilisation de la chaleur. Ces distinctions sont importantes pour tout producteur de denrées alimentaires. La comparaison des principales caractéristiques des deux approches est présentée dans le tableau suivant.

Le compromis sur la qualité : stérilisation ou pasteurisation

La décision de pasteuriser ou de stériliser affecte directement et de manière quantifiable les attributs sensoriels du produit final, notamment sa saveur, sa texture, sa couleur et son arôme. L'intensité et la durée de la chaleur appliquée sont directement proportionnelles à ces changements.

Dans les produits pasteurisés, les changements sont assez mineurs. Par exemple, dans le cas du lait, l'une des formes les plus courantes de pasteurisation, le procédé HTST (High-Temperature Short-Time), consiste à chauffer le liquide pendant une période extrêmement brève, puis à le refroidir rapidement. Ce transfert de chaleur rapide et élevé est généralement obtenu par l'utilisation d'échangeurs de chaleur à plaques ou tubulaires. Il s'agit d'un moyen efficace de tuer les agents pathogènes tout en conservant le goût frais et crémeux souhaité par les consommateurs. Les composés aromatiques délicats sont principalement préservés, ce qui peut être mesuré par des paramètres tels que les valeurs po (unités de pasteurisation), un aspect important des produits haut de gamme où la qualité sensorielle a un prix encore plus élevé.

La stérilisation exerce une charge thermique nettement plus élevée sur le produit, déclenchant une cascade de réactions chimiques et physiques et influençant la valeur nutritionnelle de l'aliment. L'un des principaux facteurs est la réaction de Maillard, la réaction chimique entre les acides aminés et les sucres réducteurs. Cette réaction est souhaitable dans certains produits tels que les soupes, les ragoûts et les sauces de viande en conserve, qui deviennent plus riches et plus colorés, ainsi que plus complexes et plus savoureux. Dans d'autres produits, en revanche, elle est néfaste. Par exemple, l'utilisation de températures élevées dans le lait stérilisé (lait UHT) donne un goût caramélisé caractéristique et une couleur plus foncée que sa version pasteurisée, ce qui est une conséquence directe des réactions à haute température.

Elle a également un impact important sur la texture. La stérilisation, qui implique des températures et des pressions élevées, peut entraîner la désintégration des pectines des légumes et des fruits et la dénaturation des protéines des viandes, ce qui donne une texture beaucoup plus molle, parfois pâteuse. C'est ce que l'on observe dans les légumes en conserve tels que les haricots verts ou les carottes, qui sont manifestement plus mous que les légumes frais ou congelés. Il s'agit d'une caractéristique typique et acceptable des aliments en conserve, mais ce ne serait pas une caractéristique souhaitable pour un produit étiqueté comme frais.

Applications courantes dans l'industrie alimentaire

Les applications pratiques des deux processus sont probablement le meilleur moyen de comprendre la différence théorique entre eux dans l'ensemble de l'industrie alimentaire. La méthode choisie dépendra de la nature de l'aliment, du marché cible et de la chaîne de distribution.

La pasteurisation en action

La pasteurisation est courante dans les produits pasteurisés et vendus dans une chaîne de distribution réfrigérée, qui sont consommés après une période relativement courte.

• Produits laitiers: Dans la vente au détail, la plupart du lait frais et un grand nombre d'autres produits laitiers sont pasteurisés (généralement par HTST) comme mesure de sécurité sans altérer la saveur fraîche.
• Jus de fruits: Les jus de qualité supérieure, non concentrés, sont généralement vendus au rayon réfrigéré et sont souvent pasteurisés pour préserver leurs saveurs délicates et leurs couleurs vives.
• Bière et vin: La pasteurisation arrête l'activité des levures et tue les micro-organismes de détérioration, stabilisant ainsi le produit final et, dans certains cas, éliminant la nécessité de filtrer.
• Œufs liquides: Ils sont proposés aux consommateurs et aux services de restauration et sont pasteurisés pour éliminer la possibilité de présence de salmonelles.

La stérilisation en action

La mise en conserve et l'industrie des aliments de longue conservation reposent sur la stérilisation, qui permet de conserver les produits sans réfrigération pendant de longues périodes.

• Légumes et fruits en conserve: C'est la base de la plupart des conserves conventionnelles. Le maïs, les pois et les pêches sont mis en conserve ou dans des bocaux en verre et stérilisés pour les rendre sûrs et stables dans le garde-manger.
• Viandes et poissons en conserve: Le thon, le saumon, le poulet et d'autres types de produits carnés sont stérilisés dans leur boîte, ce qui constitue une source de protéines de longue conservation.
• Repas et soupes prêts à consommer: Il existe une grande variété de soupes, de chilis et de plats préparés stérilisés dans des boîtes de conserve ou des sachets stérilisables afin de les rendre plus pratiques pour les consommateurs.
• Aliments pour animaux: Les produits alimentaires humides et secs pour animaux de compagnie en boîtes ou en sachets sont stérilisés pour garantir une longue durée de conservation et la sécurité microbiologique.

Choisir le bon processus de production

Le choix d'un procédé thermique approprié est une décision stratégique, et les facteurs relatifs au produit, au marché et à la logistique doivent donc être évalués avec soin. Voici les questions essentielles qu'un producteur doit se poser lorsqu'il décide de choisir un procédé thermique :

1. Quelle est la durée de conservation visée ?

La stérilisation est la seule alternative si vous souhaitez que le produit ait une durée de conservation de plusieurs mois ou années pendant une période déterminée. La pasteurisation sera appropriée et moins violente si votre produit doit être consommé rapidement.

2. Votre canal de distribution nécessite-t-il un stockage à température ambiante ?

Examinez l'ensemble de votre chaîne d'approvisionnement. Un produit commercialement stérile sera nécessaire si votre produit doit être expédié, stocké et exposé à température ambiante. La logistique déterminera également le type de conteneur que vous pouvez utiliser, y compris les cartons réfrigérés et les boîtes de conserve.

3. Votre produit est-il sensible à la chaleur ?

Évaluez l'impact de la chaleur élevée sur la saveur, la texture et les propriétés nutritionnelles de votre produit. Pour les produits délicats, la chaleur plus douce de la pasteurisation est préférable. Pour les produits robustes, les changements induits par la stérilisation peuvent être acceptables.

4. Qu'est-ce que la pH de la nourriture ?

L'acidité d'un produit est un paramètre décisif. Les spores de Clostridium botulinum sont naturellement inhibées par les aliments très acides (pH 4,6), tels que les viandes et la plupart des légumes, et les aliments peu acides doivent donc être soumis à un processus de stérilisation complet pour être conservés.

Le rôle crucial de l'équipement de stérilisation commerciale

La stérilisation est un choix stratégique. Néanmoins, cette stratégie ne fonctionnera que si elle est correctement mise en œuvre, et tout dépend de la qualité et de la précision de votre équipement. Un stérilisateur commercial, ou autoclave, n'est pas une simple machine ; c'est le point de contrôle qui garantit la sécurité de votre produit et l'intégrité de votre marque. L'impossibilité de maintenir une température, une pression ou une durée constantes peut entraîner des défaillances catastrophiques, notamment des altérations ou même des problèmes de santé humaine.

C'est pourquoi la collaboration avec un fabricant professionnel n'est pas négociable. Chez Levapack, nous avons développé des solutions de stérilisation par le biais d'une ingénierie solide afin de fournir des solutions de stérilisation fiables. Nous sommes en mesure de fournir une approche complète et interne. Nos ingénieurs qualifiés construisent et fabriquent chaque Stérilisateur de boîtes de conserve Les machines sont fabriquées en acier inoxydable de qualité supérieure et inoxydables pour répondre aux normes les plus strictes en matière de sécurité alimentaire. Nous savons qu'il n'existe pas deux lignes de production identiques, c'est pourquoi nous offrons un haut degré de personnalisation, en adaptant chaque machine à vos types de conteneurs, à vos cadences de production et à l'agencement de votre usine, afin de garantir une incorporation en douceur et d'obtenir les meilleures performances.

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Au-delà de la chaleur : l'avenir de la conservation

Bien que le traitement thermique soit une norme industrielle, la recherche et le développement dans le domaine de la conservation des aliments se poursuivent afin d'en repousser les limites. Plusieurs technologies non thermiques sont en train de devenir populaires en raison de la demande des consommateurs pour des aliments plus frais, plus nutritifs et moins transformés. Elles visent à détruire les micro-organismes sans ou avec moins de chaleur, ce qui permet de conserver plus efficacement les caractéristiques d'origine des aliments.

• Traitement à haute pression (HPP): Les produits alimentaires scellés sont exposés à une pression hydrostatique très élevée (généralement de 300 à 600 MPa) par de l'eau chaude qui sert de support à la pression dans ce processus. Cette pression modifie les activités cellulaires des bactéries végétatives, des levures et des moisissures sans détruire les liaisons covalentes, et préserve les petites molécules telles que les vitamines et les arômes.
• Champ électrique pulsé (PEF) : Pour ce faire, on utilise de brèves impulsions d'un champ électrique à haute tension sur un liquide alimentaire placé entre deux électrodes. Ces impulsions créent des pores dans les membranes cellulaires des micro-organismes, ce qui les inactive. Il s'agit d'un mécanisme peu gourmand en énergie et en temps qui s'applique principalement aux produits liquides tels que les jus et le lait.

Bien que ces technologies offrent des avantages prometteurs, elles ne sont pas exemptes de critiques, telles que les coûts d'investissement prohibitifs et l'inefficacité contre les spores bactériennes. À court et à moyen terme, elles seront probablement utilisées en complément plutôt qu'en remplacement des procédés thermiques conventionnels, en particulier dans la catégorie des aliments à faible teneur en acide et à longue durée de conservation, où la létalité absolue de la stérilisation est nécessaire.

Foire aux questions (FAQ)

Le lait UHT est-il stérilisé ou pasteurisé ?

Le lait à ultra-haute température (UHT) est un lait commercialement stérile. Il subit également une sorte de processus de stérilisation au cours duquel le lait est rapidement chauffé à une température élevée, puis rapidement refroidi. Ce processus détruit tous les micro-organismes, y compris les spores, ce qui permet de conserver le produit scellé à température ambiante pendant des mois.

Est-il possible de stériliser efficacement les aliments à la maison ?

La stérilisation des aliments peu acides à la maison nécessite une cocotte-minute. Il s'agit d'un équipement spécialisé capable d'atteindre des températures supérieures au point d'ébullition de l'eau, ce qui est nécessaire pour détruire les spores du botulisme. Un bain d'eau bouillante ordinaire n'est sûr que pour les aliments très acides.

La stérilisation détruit-elle tous les nutriments contenus dans les aliments ?

Non, la stérilisation ne tue pas tous les nutriments. Le processus de stérilisation a un impact majeur sur les vitamines sensibles à la chaleur, y compris la vitamine C et certaines vitamines B. Mais les macronutriments (protéines, graisses, glucides) et les minéraux ne sont pas très affectés. Mais les macronutriments (protéines, graisses, glucides) et les minéraux ne sont pas très affectés. Les aliments en conserve ont également une valeur nutritionnelle.

Qu'est-ce que la "stérilité commerciale" ?

La stérilité commerciale est l'état qui résulte de l'application d'une chaleur suffisante pour rendre un aliment dépourvu de micro-organismes capables de s'y multiplier dans des conditions normales de stockage et de distribution non réfrigérées. Il ne s'agit pas d'une stérilité complète, mais d'un critère canonique pour les aliments en conserve de longue durée.

Pourquoi les aliments acides ne nécessitent-ils parfois que pasteurisation pour un stockage à long terme ?

L'acidité (pH <4,6) d'aliments tels que les tomates et les cornichons est mortelle pour le développement de bactéries nocives telles que Clostridium botulinum. Cette bactérie est incapable de se développer et de sécréter sa toxine mortelle dans un milieu très acide. Elle a donc besoin d'un traitement thermique moins poussé pour rendre le produit stable et bon jusqu'au moment de l'ouverture.

Conclusion

Le choix entre la pasteurisation et la stérilisation n'est pas une simple décision technique, mais plutôt une décision stratégique à la base de la production alimentaire. La pasteurisation ne détruit pas les qualités sensorielles et nutritionnelles dont les produits frais ont besoin, tandis que la stérilisation élimine presque totalement la charge bactérienne, offrant ainsi la sécurité totale et la durée de conservation à long terme nécessaires à la distribution sur le marché des produits ambiants à grand volume. La bonne orientation dépend uniquement de la nature de votre produit, des objectifs du marché et de la capacité de distribution. En fin de compte, dans les deux cas, le succès dépend de la prudence et de la fiabilité de la procédure, et c'est le critère qui ne peut être rempli qu'avec une expertise professionnelle et avec l'aide d'un équipement de haute qualité et sur mesure.