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7 Technologie de conservation et de conservation des aliments
Les micro-organismes alimentaires comprennent la conservation des aliments, la stérilisation à haute température des aliments et les caractéristiques des micro-organismes thermophiles, la conservation des aliments à basse température et les caractéristiques des bactéries psychrophiles.
Modifié à 2024-01-20 17:23:57
7 Technologie de conservation et de conservation des aliments
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Technologie de conservation et de conservation des aliments
la conservation des aliments
Noyau : Prévenir la pollution, tuer et inhiber la reproduction microbienne et retarder la décomposition des enzymes tissulaires
Méthodes : utilisant la biologie physico-chimique
Objectif : Conserver longtemps la valeur nutritionnelle et les propriétés sensorielles
Stérilisation à haute température des aliments et caractéristiques des micro-organismes thermophiles
Principes et méthodes de stérilisation à haute température
Principe : Une température élevée provoque une déformation irréversible des protéines microbiennes et des acides nucléiques ou la destruction d'autres composants entraînant la mort (comme la dissolution des membranes cellulaires par la chaleur)
Effet de stérilisation : Désinfection, stérilisation
Plage de température : pasteurisation, stérilisation à haute température
stérilisation à la chaleur sèche
À haute température, les protéines des cellules microbiennes coagulent et se déforment pour réaliser la stérilisation.
Stérilisation à la flamme : outils de vaccination et objets contaminés
Stérilisation par chaleur sèche/air chaud : 160 à 170 degrés Celsius, une à deux heures
stérilisation à la chaleur humide
Pasteurisation
Appliqué aux aliments qui ne conviennent pas au traitement à haute température
Méthode de stérilisation généralement chauffée à moins de 100°C pour tuer les bactéries pathogènes et réduire le nombre de micro-organismes.
Combinaison de température et de temps : basse température pendant une longue période, haute température pendant une courte période
L'effet varie selon le type d'aliment
Aliments peu acides pH supérieur à 4,6 : pas d'agents pathogènes sporulés, tels que Mycobacterium tuberculosis dans le lait
Aliments acides : bactéries pathogènes ➕ bactéries d'altération ➕ enzymes
Méthode de stérilisation instantanée à ultra haute température
UHT : supérieur à 130 degrés Celsius, maintenu pendant 3 à 5 secondes, tue les cellules végétatives et les bactéries sporulées résistantes à la chaleur, adapté aux aliments liquides
Préchauffer pendant 4 à 6 minutes entre 75 et 85 degrés Celsius ; 2 à 3 secondes entre 135 et 150 degrés Celsius.
Stérilisation à la vapeur haute pression
Principe : placez les articles stérilisés dans un pot de stérilisation sous pression fermé et faites bouillir l'eau dans le compartiment du pot de stérilisation pour générer de la vapeur.
Bon effet de stérilisation
stérilisation intermittente
Microorganismes résistants aux hautes températures
Bactéries thermotolérantes : la croissance elle-même ne nécessite pas de températures élevées et survit à des températures plus élevées
Après pasteurisation, les micro-organismes restants comprennent les streptocoques et les lactobacilles.
Thermophiles : Une température élevée est nécessaire à la croissance et aux activités métaboliques. Ils ne se développent pas lorsque la température optimale dépasse 50°C et la température maximale dépasse 70°C.
Les Bacillus, Clostridium et les bactéries anaérobies thermophiles sont couramment utilisées dans l'industrie alimentaire.
Létalité thermique des micro-organismes
Température thermique mortelle
TDP : Indique la température minimale requise pour tuer tous un certain nombre de certains micro-organismes dans un environnement spécifique. Elle est également liée au temps et n’est plus utilisée dans les traitements quantitatifs.
Désigne généralement le traitement thermique d'un certain micro-organisme au cours d'une certaine période de temps, à partir de la température de traitement thermique la plus basse à laquelle le micro-organisme meurt.
Courbe de taux de létalité thermique
À une certaine température, la courbe de relation entre le temps de chauffage et le nombre de micro-organismes restants
Courbe TDT du temps de mort thermique
TDT : le temps de traitement thermique le plus court requis pour tuer tous les micro-organismes ou spores dans des conditions spécifiques et à une température thermique mortelle
La courbe du temps de mort thermique est liée à l'environnement, au type et à la quantité de micro-organismes.
Valeur D, valeur Z, valeur F
D : Temps de décrémentation exponentielle, le temps minimum nécessaire pour tuer 90 % des micro-organismes en chauffant à température constante
Méthodes d'essai
Z : la valeur de température requise pour modifier D de 10 fois
Pour réduire D d'une période logarithmique, la température doit être augmentée
La température augmente de 1Z et D devient un dixième de la valeur initiale.
Reflète la tolérance des micro-organismes à différentes températures
F : L'effet de stérilisation thermique est équivalent au temps de stérilisation équivalent sous 121 ℃
En utilisant la courbe du temps de mort thermique, la combinaison température et temps de stérilisation peut être convertie en temps de stérilisation à 121 degrés Celsius pour une comparaison facile.
12D : Intensité minimale du traitement thermique requise pour réduire la probabilité de survie des spores de Clostridium botulinum les plus résistantes à la chaleur à 10 à la puissance 12, pour une utilisation dans les aliments peu acides.
Facteurs affectant la résistance microbienne à la chaleur
Les liaisons eau-peptide sont facilement rompues
Activité élevée de l'eau et faible résistance à la chaleur, les cellules sèches sont plus résistantes à la chaleur que les cellules humides
Graisse – affecte l’activité de l’eau
Les graisses améliorent la résistance à la chaleur, les acides gras à chaîne longue sont plus forts que les acides gras à chaîne courte
Protection protéique et colloïdale
Sous la même valeur de pH et le même nombre de bactéries, plus la teneur en protéines et en colloïdes est élevée, plus la résistance à la chaleur est forte. Par exemple, un bouillon nutritif résiste mieux à la chaleur que la soupe aux pois.
glucides
Améliore la résistance à la chaleur et affecte l'activité de l'eau
Sel
Réduisez l'activité de l'eau et augmentez la résistance à la chaleur; augmentez l'activité de l'eau et augmentez la sensibilité à la chaleur.
Ph.
ingrédients antibactériens
Nombre de micro-organismes : sécrètent des substances protectrices
Âge : faible activité
La résistance thermique en phase stable est meilleure que celle en phase logarithmique Les vieilles spores résistent mieux à la chaleur que les nouvelles.
température de croissance
Les thermophiles valent mieux que les psychrophiles
Temps et température : la température élevée a un bon effet de stérilisation
La résistance à la chaleur des micro-organismes eux-mêmes
Les thermophiles sont les plus résistants à la chaleur
Les bactéries sont meilleures que les bactéries sans spores
Le positif vaut mieux que le négatif
Les cocci sont meilleurs que les bactéries sans spores
Les levures et les moisissures sont sensibles, leurs spores sont meilleures que les corps végétatifs et les sclérotes résistent à la chaleur.
Spores comme bactéries indicatrices de stérilisation
Production en conserve, la destruction non acide des spores de Clostridium botulinum est la norme
Dans l'industrie de la fermentation, la destruction des spores de Bacillus stearothermophilus est la norme
Mécanisme de résistance à la chaleur
Les enzymes et protéines bactériennes ont la meilleure activité à haute température
Membrane cellulaire : riche en acides gras saturés à longue chaîne, bicouche lipidique réticulée de manière covalente, avec une couche interne hydrophobe complète
Les acides nucléiques ont une teneur élevée en G et C et davantage de liaisons hydrogène
Stabilité thermique des enzymes
Structure primaire, liaisons hydrogène accrues, liaisons ioniques ou liaisons hydrophobes
Facteurs stabilisants favorisant la chaleur : stabilisants enzymatiques résistants à la chaleur tels que le calcium et le zinc, agents de protection thermique
Application de bactéries thermophiles
Industrie de fermentation, résistance à haute température, croissance rapide, réduction de la pollution
Construction de bactéries génétiquement modifiées
Enzyme résistante aux hautes températures : ADN polymérase, dégrade l'amidon, la cellulose, les protéines, résistance aux hautes températures, pH, tolérance au sel.
Conservation des aliments à basse température et caractéristiques des bactéries psychrotrophes
Principes et méthodes de cryoconservation
principe
Activité enzymatique et retard de réaction chimique
Le taux de croissance et de reproduction des micro-organismes est réduit ou complètement inhibé
Les basses températures empêchent ou ralentissent la détérioration
hiberner
méthode
Stockage normal, températures froides
10～15, courte durée, légumes et fruits
Réfrigération, température du réfrigérateur
-1 à 8 jours ou semaines
stockage congelé, température de congélation
En dessous de -18, l'enzyme d'arrêt de croissance est inactivée
-5°C pour Vibrio et -34°C pour Rhodotorula foliaceus
Généralement utilisé pour les jus concentrés, le bacon, la crème glacée, les fruits
Microorganismes qui tolèrent les basses températures
Bactéries psychrophiles
Une basse température est nécessaire à la croissance
Micro-organismes qui se développent entre 0 et 20 degrés Celsius et ont une température optimale entre zéro et 15 degrés Celsius
Généralement situé en eau de mer ou dans des zones extrêmement froides
Bactéries psychotolérantes
Les bactéries mésophiles provoquent la détérioration des aliments réfrigérés
0 à 7 degrés Celsius, comme Alcaligenes, Pseudomonas, Streptococcus
Effets des basses températures sur les fonctions physiologiques des micro-organismes
faible taux métabolique
La température baisse, le taux de croissance est faible, la période de décalage et le temps de génération sont prolongés
Activité enzymatique plus élevée à basse température : Pseudomonas fragariae produit de la lipase à -29 degrés Celsius
Le taux de croissance change peu avec la température
Coefficient de température Q10
Lorsque la température augmente de 10 degrés Celsius, la vitesse de la réaction biochimique augmente d'un facteur de 1,5 à 2,5.
Plus Q 10 est grand, plus l'effet de la température sur la croissance est important.
Les membranes cellulaires transportent les solutés plus efficacement : fonction membranaire
bactéries mésophiles
La basse température affecte l'absorption du soluté
Modifications conformationnelles des protéines, conduisant à l'inactivation des protéines membranaires perméables
Modifications de la structure de la membrane cytoplasmique et diminution de l'activité des enzymes permembranaires
Manque d’énergie de transport actif
Bactéries psychotolérantes
Système de distribution de sucre résistant au froid
Contient des niveaux plus élevés d’acides gras insaturés
À basse température, l’activité enzymatique permembranaire de transport est élevée
protéine de choc froid
Les bactéries psychrotolérantes ont des cellules plus grosses
La synthèse flagellaire est plus efficace
Des besoins nutritionnels élevés
L'oxygénation est bénéfique : aérobie ou anaérobie facultative
Effets du gel sur les micro-organismes
Effets du gel sur les micro-organismes
Mort subite par congélation suivie d'une mort progressive
La mort est plus rapide à des températures légèrement inférieures à zéro, en particulier à -2 degrés Celsius. Elle ralentit à des températures plus basses et très lentement à -20 degrés Celsius.
Les micro-organismes survivants meurent progressivement pendant le stockage
Choc dû au froid : la température chute soudainement et les bactéries vivantes meurent en grand nombre
Le choc dû au froid est lié à la température de culture
Pseudomonas est sensible au gel lorsqu'il est cultivé à 30°C, mais pas sensible lorsqu'il est cultivé à 10°C.
Résistance des micro-organismes au gel
Les coques valent mieux que les bacilles négatifs
Staphylococcus aureus et Clostridium sont de loin supérieurs à Salmonella
Les endospores et les toxines n'ont aucun effet
Caractéristiques de certaines bactéries psychrotolérantes et psychrotrophes
Augmentation des acides gras insaturés
Augmentation de la basse température
Le nombre de bactéries pathogènes opportunistes de Pseudomonas atteint 59 à 72 %, avec une forte viabilité.
Candida est 50 % plus actif à 10 degrés Celsius qu'à 25 degrés Celsius
Théorie de la solidification des lipides : Avec l'augmentation de la synthèse des acides gras insaturés, les lipides restent liquides et fluides à basse température pour assurer le fonctionnement de la membrane cellulaire.
Synthétise des niveaux élevés de polysaccharides, les rendant collants
Production basse température : dextrane, lait visqueux, pâte visqueuse
Altération : le pain devient collant, le lait devient collant, la viande devient collante
Leuconostoc et Pediococcus glucan synthase sont inactivés lorsque la température est supérieure à 30 degrés Celsius. Lactobacillus : glucane synthase thermosensible
formation de pigments
Serratia marcescens, son enzyme thermosensible, Patate douce Prolosporium
Un grand nombre de bactéries marines psychrophiles/psychrotolérantes sécrètent des pigments
Quelques moisissures et levures
Les thermophiles ne sécrètent pas de pigments
Utilisation différente des substrats
Fermentation du glucose, fermentation du saccharose
Système de synthèse d'hydrogénase, sensible à la température
Applications des bactéries psychrophiles
Aliments fermentés pour réduire la contamination par les bactéries mésophiles
Les lipases et les protéases sont utilisées dans les aliments et les détergents Transformation de la bière, maturation du fromage
Utilisé en médecine et en alimentation
Conservation chimique des aliments
Mesures visant à utiliser des additifs pour améliorer la stabilité au stockage des aliments et maintenir autant que possible la qualité d'origine, tels que des conservateurs, des antioxydants, des agents anti-âge, des anti-brunissement, etc.
Aperçu des conservateurs
Principe : Agit sur la membrane cellulaire, augmentant la perméabilité de la membrane cellulaire, débordant du contenu et brisant la chaîne respiratoire ; interférant avec le système enzymatique, détruisant le métabolisme normal et dénaturant, interférant avec la survie et la reproduction ;
Conditions de fonctionnement
Spectre antibactérien : types de micro-organismes inhibés
facteur environnemental
antibiotique
C'est un métabolite secondaire des micro-organismes. Il est très efficace, non toxique et a une large applicabilité. Il est utilisé pour inhiber ou tuer les micro-organismes.
Nisine
Un petit peptide hydrophobe chargé positivement composé de 34 acides aminés
Conservateurs naturels non toxiques, aucun effet indésirable sur les aliments
Principe : Détruire la paroi cellulaire, augmenter la perméabilité et le contenu des fuites ; inhiber la synthèse des peptidoglycanes de la paroi cellulaire, bloquant la synthèse de la membrane cellulaire et des phospholipides ;
Effet antibactérien
Champignons, négatifs et invalides, négatifs après chélation avec EDTA
Inhibe positivement, inhibe fortement la germination des spores
facteurs qui jouent un rôle
Faible PH, haute solubilité, forte stabilité ; Ph inférieur à 4,5 utilisation combinée ;
application
Tels que les produits de poisson en conserve et les boissons alcoolisées
Natamycine
Streptomyces, méthode de fermentation
Inhibe la moisissure, la levure
Utilisé en boulangerie, saucisses, boissons et confitures
subtilisine
32 aa constituent un peptide court, stable aux acides, présentant une forte résistance à la chaleur et inhibant les réactions positives.
Propriétés antibactériennes : le sorbate est meilleur que le benzoate et le propionate
Acide/sels benzoïques et parabènes
Mécanisme : État non dissocié
Pénètre la membrane cellulaire et pénètre dans la cellule, interférant avec la perméabilité de la membrane et inhibant l'absorption des acides aminés par la membrane.
Interférer avec la fonction des enzymes, telles que les systèmes enzymatiques respiratoires
retard de croissance
Acide benzoïque-acide benzoïque
Cristal blanc en forme d'aiguille, composé stable, légèrement soluble dans l'eau et facilement soluble dans l'éthanol
L'activité antibactérienne est étroitement liée au pH
Ph faible et fort effet antibactérien, le pH approprié est de 2,5 à 4 L'effet pH neutre est faible
Agit principalement sur les levures et les moisissures, la levure est la meilleure, les bactéries sont faibles
toxicité
9 à 15 heures de dommages au foie
L'acide benzoïque réagit avec la glycine dans le corps humain pour produire de l'acide hippurique Le reste réagit avec l'acide gluconique pour former de l'acide glucoglycique. Ces substances ne s'accumulent pas dans le corps et constituent des conservateurs sans danger.
Benzoate de sodium
Granulés ou poudre blancs, facilement solubles dans l'eau
Agit principalement sur les moisissures et les levures
Utilisé dans les jus, les boissons gazeuses, le ketchup
Paraben-paraben
Faible sensibilité au pH : acide et neutre, avec un certain effet à 8,0
Large spectre antibactérien : inhibe complètement le négatif et le positif
Il inhibe mieux les moisissures que la levure, mais faiblement contre les bactéries négatives et les bactéries lactiques.
Acide sorbique et sel
Cristaux ou poudre incolores en forme d'aiguilles, facilement solubles dans l'alcool, Son sel est facilement soluble dans l’eau, stable à la lumière et à la chaleur, et facile à oxyder et à colorer.
Caractéristiques fonctionnelles
Généralement utilisé sous forme de sel de calcium, sel de sodium, sel de potassium
Conservateur de type acide : le pH affecte l'effet conservateur
Effet antibactérien
mécanisme
Se combine avec l'acide benzoïque et le groupe sulfhydryle pour détruire l'action enzymatique
Inhibiteurs de champignons : moisissures, levures
Inefficace contre les bactéries d'altération aérobie : Staphylococcus aureus, Salmonella, Pseudomonas Les bactéries lactiques sont inefficaces
propionate
inhibiteur de moisissure
Utilisé dans le pain, les gâteaux, le fromage
acide lipophile
Les aliments peu acides fonctionnent mieux
Mécanisme : les molécules non dissociées ont une activité antibactérienne
Nitrates et nitrites
Effets du nitrite de sodium et du nitrate de sodium
Gardez la viande rouge
Selon les normes nationales, seuls le (sous)nitrate de sodium et le nitrate de potassium peuvent être utilisés comme agents de protection de la couleur, et ils ne peuvent être utilisés que dans certains produits carnés.
Le mécanisme de développement de la couleur est que dans des conditions acides, les groupes nitroso se combinent avec la myoglobine pour former de la myoglobine nitrosée.
développement de la saveur
micro-organismes agissant
Inhibe certaines bactéries putréfactives productrices de toxines
Facteur périgo (le nitrite réagit avec le milieu pour générer des effets antibactériens) : Lorsque le nitrite est chauffé dans un milieu spécifique, des facteurs ou inhibiteurs anti-botuliques sont produits, ce qui augmente l'effet antibactérien d'environ dix fois ce facteur anti-botulique. ou les inhibiteurs sont appelés ~
Clostridium : Clostridium botulinum, Clostridium perfringens
Des concentrations élevées de Staphylococcus aureus, de bactéries lactiques et de bactéries intestinales n'ont aucun effet inhibiteur évident
L'effet antibactérien est meilleur dans des conditions acides
Domaine d'utilisation
Produits carnés, viande en conserve
Toxicité des nitrites
nitrite
Modérément toxique, 0,2 peut provoquer une intoxication, 3 g peut provoquer la mort
Changer l'hémoglobine normale en méthémoglobine, lui faisant perdre sa fonction de transport d'oxygène et provoquant une hypoxie tissulaire
Lorsque le nitrite de sodium est converti en nitrite, il se combine avec des amines pour former des nitrosamines, qui peuvent provoquer le cancer.
Sel et sucre et propriétés microbiennes
principe
Augmentez la pression osmotique, séparez les plasmoïdes microbiens, diminuez l'activité de l'eau, réduisez l'oxygène dissous et inhibez les micro-organismes aérobies.
Tolérance au sel de divers micro-organismes
Les bactéries peuvent se développer si elles sont inférieures à 5 %, et les moisissures se développeront si elles dépassent 5 %.
Plus de 20 % est principalement la croissance de levures
Halobactéries : Une certaine concentration de sel est nécessaire à la croissance des bactéries, comme Vibrio parahaemolyticus
Bactéries halotolérantes : tolérantes, mais se développent mieux sans sel, lactobacilles et certaines moisissures
sucre
Six fois plus de sucre produit le même effet que le sel
Les bactéries sont sensibles, les levures et les moisissures résistent à l'hypertonie
Autres agents antibactériens
Antioxydants : préviennent ou retardent l’oxydation des aliments
Saveur
Épices : allicine, clous de girofle
Acides gras et esters
Propriétés de conservation des aliments et de résistance aux radiations des micro-organismes
stérilisation à froid stérilisation à froid
Tue les micro-organismes sans provoquer d'augmentation de la température du matériau
Stérilisation par rayonnement : technologie d'irradiation par rayonnement pour prolonger la durée de conservation
Objectif : Insecticide, stérilisation, inhibition des bourgeons et désinfection
Le maintien des signes physiologiques normaux et de diverses activités des corps vivants dépend de la stabilité au niveau atomique. L'énergie ultra-élevée des rayonnements ionisants peut détruire les liaisons chimiques des biomolécules, modifier les propriétés des molécules et causer des dommages aux organismes vivants.
Types de rayons à haute énergie
Ultraviolet : 200-275 nanomètres, ultraviolet stérilisant à ondes courtes, absorbé par les protéines et les acides nucléiques, avec un faible pouvoir de pénétration, adapté pour tuer les organismes de surface et causer des dommages à l'ADN
Agit sur les acides nucléiques et provoque des mutations mortelles
Se transmet dans l’air et peut stériliser les surfaces et l’air
Braire
Fort pouvoir pénétrant, traitement de lancement
Rayon Y
Fort pouvoir pénétrant et large application
radiographie
Haute énergie
principe
Utiliser des rayons à haute énergie pour détruire les fonctions vivantes, dénaturer les protéines et subir des modifications chimiques
Dissociation des molécules d'eau et passivation des substances biologiquement actives
clivage de la liaison disulfure hydrogène
Désamination et décarboxylation des protéines, oxydation des graisses, les glucides sont plus stables
Facteurs qui influencent
Résistance aux rayonnements microbiens
Les virus sont les plus résistants aux radiations
Les spores sont meilleures que la levure et meilleures que les moisissures et les bactéries
Mieux vaut positif que négatif, Pseudomonas, Flavobacterium sont sensibles
La toxine est inefficace
Valeur D : la dose de rayonnement nécessaire pour tuer 90 % des micro-organismes présents dans les aliments
Représente la résistance aux radiations
Basse température, grande valeur D Haute température, petite valeur D
Nombre de bactéries
Plus c'est plus fort
moyen
Protégé par les protéines, sensible au tampon
oxygène
L'effet de vide est meilleur
état physique
Les cellules souches sont meilleures que les cellules humides, les cellules congelées sont meilleures
Type de stérilisation par rayonnement
Protection contre la corrosion par rayonnement
Pour éliminer les bactéries d’altération et réguler les fonctions physiologiques
Stérilisation par rayonnement
Pasteurisé, durée de conservation prolongée, dose moyenne
stérilisation par irradiation
Peut atteindre la stérilité commerciale, le stockage à long terme à température ambiante, le dosage élevé, la stérilisation complète
Effets de l'irradiation sur la qualité des aliments
défavorable
changer de couleur, changer de goût
Taux de perte élevé d’acides aminés
Provoque un ramollissement des fruits et légumes
avantage
L'effet stérilisant est évident et pénètre profondément dans les organismes nuisibles internes.
Aucun conservateur requis et aucun résidu de substance non alimentaire
Économie d'énergie, fonctionnement continu, contrôle précis
Génère moins de chaleur et conserve au maximum la saveur originale des aliments
Peu d'impact sur la qualité, une irradiation à petite dose ne provoquera pas de changements sensoriels évidents
Sécurité des aliments irradiés
Autres méthodes de stérilisation à froid
ultrason
haute pression
décharge haute tension
Conservation à sec et conservation sous atmosphère contrôlée p327, p320
Théorie et technologie complètes en matière d'antiseptique et de conservation p330