Module : Introduction en Sciences Agro-alimentaire

INSTITUT SUPERIEUR D’ENSEIGNEMENT TECHNOLOGIQUE

ISET-Rosso

Département: Sciences et Technologies des Aliments (DSTA)

Module : Introduction en Sciences Agro-alimentaire

Dixième Semestre (S2)

Tronc Commun (TC)

Enseignant Dr. Ahmed ABEID

Année universitaire: 2019-2020

Module : TC. STA –ISET-Rosso

INTRODUCTION ................................................................................................................................. 1

I-CONNAISSANCE DES ALIMENTS ............................................................................................... 2

1-1-Définition ...................................................................................................................................... 2

1-2-Différents types des aliments ........................................................................................................ 2

1-2-1- Classification selon la nature de l’aliment ............................................................................ 2

1-2-2- Classification selon le groupe alimentaire ............................................................................ 3

1-2-3- Classification selon les rôles Biologiques de l’aliment ........................................................ 7

1-3- Composition nutritive des aliments ............................................................................................. 8

1-3-1- Substances organiques .......................................................................................................... 8

1-3-2- Substances minérales .......................................................................................................... 15

II- ALTERATION DES ALIMENTS ....................... ......................................................................... 17

2-1-Introduction................................................................................................................................. 17

2-2-Types d’altérations des aliments ................................................................................................. 18

2-2-1-Altération microbienne des aliments ................................................................................... 18

2-2-2-Altération chimiques des aliments ....................................................................................... 20

2-3- Prévention de la détérioration .................................................................................................... 24

III- TECHNIQUES DE CONSERVATION DES ALIMENTS ...... ................................................ 25

3-1-Généralité .................................................................................................................................... 25

3-2- Application du froid ................................................................................................................... 26

3-2-1- Refroidissement .................................................................................................................. 26

3-2-2- Congélation ........................................................................................................................ 26

3-2-3- Surgélation .......................................................................................................................... 27

3-2-4- Lyophilisation ..................................................................................................................... 27

3-2-5- Sous- vide ........................................................................................................................... 28

3-3- Application de la chaleur ........................................................................................................... 28

3-3-1- Cuisson ............................................................................................................................... 28

3-3-2- Déshydratation .................................................................................................................... 28

3-3-3- Enfumage ou Fumage ou encore Fumaison ou Saurissage ................................................ 29

3-3-4- Pasteurisation ...................................................................................................................... 29

3-3-5- Stérilisation ......................................................................................................................... 29

3-3-6- U.H.T (Ultra Haute Température) ...................................................................................... 30

3-3-7- Appertisation ...................................................................................................................... 30

3-4- Méthodes chimiques .................................................................................................................. 31

3-4-1- Salage ou saumurage .......................................................................................................... 31

3-4-2- Saumurage .......................................................................................................................... 31

3-4-3- Fumage ............................................................................................................................... 31

3-4-4- Sucrage ............................................................................................................................... 32

3-4-5- Acidification ....................................................................................................................... 32

3-4-6- Fermentation ....................................................................................................................... 33

3-5- Méthodes physiques ................................................................................................................... 34

3-5-1- L’irradiation ou ionisation .................................................................................................. 34

3-5-2 Ozonisation ......................................................................................................................... 34

VI- TECHNOLOGIES DE TRANSFORMATION DES ALIMENTS ... ....................................... 35

1-Technologies du lait et produits laitiers ......................................................................................... 35

2- Technologies des fruits et légumes ............................................................................................... 35

3-Technologies de la viande et produits carnés ................................................................................. 35

ISET-Rosso DSTA S2 2019-2020 1

INTRODUCTION

Le programme du module des Sciences et Technologie Agro-alimentaire, du tronc

commun, par son enseignement de notions liées aux sciences alimentaires qui contient

des aspects théoriques, pratiques et professionnels.

Il vise a constitué une base des apprentissages spécifiques sur la connaissance les

produits agricoles, les différents secteurs de transformation et valorisation de ces

produits en Industrie AGRO-ALIMENTAIRE (IAA), la conservation et l’altération

des aliments, et également avoir des notions sur les aspects de sécurité des aliments,

toxicologie, la microbiologie Alimentaire, les normes, l’analyse et contrôle de la

qualité.

D’une manière générale la formation en Sciences et Technologies Agroalimentaires à

pour bute de contribuer à la formation des étudiants apte d’accompagner tous les

acteurs dans le domaine de l’agroalimentaire afin de leur apporter les connaissances et

savoir-faire indispensables à leur pratique professionnelle.

Ce module peut être présenté en quatre principaux partis, qui sont : la connaissance

des aliments, les types d’altération & les techniques de conservation des aliments et les

étapes technologiques de transformation des aliments.


I-CONNAISSANCE DES ALIMENTS

1-1-Définition

Un aliment: C’est une substance consommable, elle est utilisée à l'état naturel ou après

cuisson, cette substance est nécessaire pour fournir les éléments essentiels: à la réparation, à la

croissance ainsi pour couvrir les besoins énergétiques de l'organisme.

1-2-Différents types des aliments

Les aliments peuvent être classés selon trois types des classifications :

1-2-1- Classification selon la nature de l’aliment

Les aliments sont divisés en deux types selon la nature de leur culture ainsi les processus de

leur fabrication ou formulation.

a-Aliment bio: Il s’agit des produits fabriqués selon certains modes de culture plus

respectueux des animaux et de l’environnement, il favorise l’utilisation des matières

premières naturelles et jouet contre l’utilisation des OGM, des additifs, des engrais et les

autres pesticides artificiels.

b-Aliment industriel: C’est un aliment transformé et/ou un complexe alimentaire produit par

l’industrie Agro-alimentaire à partir de matières premières d’origine agricoles, comme les

aliments simples (viande, légumes..) mais aussi de matières chimiques alimentaires (Additifs).


1-2-2- Classification selon le groupe alimentaire

Les aliments sont classés habituellement en sept groupes :

� 1ère groupe : (les produits laitiers) le lait et ses dérivés

� 2ème groupe : (les produits carnés) le poisson, la viande et les œufs

� 3ème groupe : (les produits oléagineux) les lipides ou la matière grasse

� 4ème groupe : (les produits céréaliers) les céréales & ses dérivés

� 5ème groupe : les fruits et les légumes.

� 6ème groupe : (les produits sucrés) les glucides et ses dérivés

� 7ème groupe : (les produits liquides) l’eau, les jus et les boissons


1-2-2-1ère Groupe : les produits laitiers

Selon le congrès de Genève de 1910: le lait est le produit intégral de la traite totale et

ininterrompue d’une femelle laitière bien portante, bien nourrie et non surmenée. Il doit être

recueilli proprement et ne pas contenir le colostrum.

Ce groupe englobe tous les produits lactés comme le lait, le yaourt, le camembert, le

fromage….

Ce groupe est particulièrement riche en calcium, phosphore, Potassium et en vitamines (A, D,

B2 et B12). Certains oligo-éléments comme le fer, l’Iode, le Zinc…

1-2-2-2ème Groupe : les produits carnés

Les produits carnés : Sont des produits alimentaires obligatoirement d'origine animale, mais,

on entend par la viande toutes les parties comestibles des corps des animaux

appartenant aux espèces consommables (Ex…) et la viande ne doit être soumise à aucun

traitement.

Ce groupe des aliments sont particulièrement riche en protéines et ils fournissent du fer

indispensable à la synthèse de l'hémoglobine, de la vitamine B12…

Exemple : Le poisson: Anchois, Sardines, Thon frais….

La viande: La viande de vache, de poulet, de Bœuf, Chair à saucisse;

L’œuf: Œuf de poule, de Pigeon, de dinde...

NB : Il ne faut pas trop en consommer

1-2-2-3ème Groupe : les produits oléagineux

Les matières grasses ou les corps gras sont des constituants principaux des huiles et de

graisse, ils sont naturellement présents dans de nombreux aliments principalement d’origine

animale ainsi végétale et constituent une part essentielle de notre alimentation.

Il s'agit surtout du beurre, la crème, margarine et certaines huiles : Huile de paraffine,

Huile de poissons…cet.

Ce groupe ne représente que la fraction visible de l'apport en corps gras et ils sont très riches

en lipides et en vitamine A, D et E.

NB : Il ne faut pas trop en consommer en raison des risques de maladies cardio-

vasculaires.


1-2-2-4ème Groupe : Les céréales et les produits céréaliers

Les céréales sont des aliments d’origine végétale, issu des plantes cultivées principalement

pour ses grains ou ses fruits, elles sont préparées directement sans transformation ou moulus

sous forme de farine raffinée ou moins complète.

Les céréales sont riches en sucres lents et ont une bonne valeur énergétique ainsi ils sont

riche en vitamines B, C et en sel minéraux (fer et magnésium).

Ils appartiennent à ce groupe des aliments riches en glucides: les céréales (blé, sorgo, maïs,

orge…) les féculents (pommes de terre, riz, pâtes, semoules...) et les légumes secs (pois,

haricots, lentilles...)

1-2-2-5ème Groupe : Les fruits et les légumes

Le fruit: C’est l’organe comestible d’une plante à fleur, qui contient les graines et succède à

la fleur, alors que le légume est la partie d’une plante potagère qui se consomme. (Un fruit,

une fleur, une tige, une feuille, un tubercule ou une racine de la plante).

C’est pourquoi nous pouvons dire que tous les fruits sont des légumes, mais que tous les

légumes ne sont pas des fruits.

Sont très concentrés et contenant une grande quantité d'eau, de sels minéraux et des vitamines.

C’est des aliments ne contiennent pas souvent des corps gras.

Exemple :

Les fruits : (Ananas, Avocat, Banane, Citron, Mangue, Pomme, Orange…cet)

Les légumes : (Betterave rouge, Carotte, Chou, Concombre, Haricot vert…)


1-2-2-6 ème Groupes : les produits sucrés

Les glucides ou "sucres" sont des molécules organiques d’origine animale ou végétale, riches

en énergie. Les aliments sucrés contiennent une quantité importante (plus de 65%) de glucide.

Exemple : Sucre blanc, chocolat, Bonbons, des sirops, des jus de fruits, Confitures,

Gâteaux, Miel…cet

NB : Ces aliments ne sont pas indispensables, même s'ils procurent beaucoup de plaisir aux

gourmands.

1-2-2-7ème Groupe : les produits liquides

L'eau est une ressource naturelle essentielle à la vie. Elle est aussi appelée l'or bleu ou

molécule de la vie selon sa rôle biologique essentiel.

L'eau est une composée chimique simple, liquide à température ambiante, gazeuse au-dessus

de 100°C et solide en dessous de 0°C.

Ces aliments regroupent toutes les boissons contenant plus de 90% de l'eau, en fonction des

pertes liées au climat et de l’activité physique, il faut boire plusieurs fois par jour, même au-

delà de l’envie.

NB: Il faut veiller à ne pas consommer trop de boissons sucrées.


1-2-3- Classification selon les rôles Biologiques de l’aliment

Selon leurs rôles biologiques les aliments sont divisés en trois types :

- Les aliments bâtisseurs: sont des aliments riches en protides (protéines) permettant la

croissance du corps.

Exemple : viandes, poissons, œuf, lait …

- Les aliments énergétiques: sont des aliments riches en lipides (graisses) et en glucides

(sucres) permettant le bon fonctionnement du corps.

Exemple : le beurre, le pain, les pâtes …

- Les aliments fonctionnels ou protecteurs: sont des aliments riches en fibres, en

vitamines et en sels minéraux, permettant de maintenir le corps en bonne santé.

Exemple : les fruits et les légumes.


1-3- Composition nutritive des aliments

La digestion d’un aliment: c’est une transformation mécanique, chimique et biologique qui

aboutie à la production des nutriments assimilables et nécessaires à l’organisme qui son

appelés, les éléments nutritives.

Ces éléments sont regroupés en deux groupes :

A- Substances organiques :

� Glucides,

� Fibres alimentaires

� Protides,

� Lipides,

� Vitamines

B- Substances minérales (inorganiques)

� Eléments Minéraux

� oligo-éléments

1-3-1- Substances organiques

1-3-1-1 Les glucides

1-3-1-1-1-Définition

« Le terme de « glucides » est synonyme de « hydrates de carbone » ou « saccharides », Ils

sont des éléments nutritionnels contenant de l’énergie, ils ont tous une saveur sucrée plus ou

moins intense, c’est pourquoi ils sont souvent appelés sucres ».

L’organisme possède une réserve de 300g environ de glucides, stockés sous forme de

glycogène dans le foie et les muscles, mais elle est insuffisante pour assurer l’énergie de toute

une journée.


Ils sont présents en grande quantité dans notre alimentation et fournissent environ 60% de

l’énergie dont nous avons besoin.

1-3-1-1-2- Sources des glucides

a) Les bons glucides: dits << lents >> se trouvent essentiellement dans les produits d'origine

végétale : céréales, pommes de terre…

b) Les glucides à limiter : dits << rapides >> comme le sucre blanc, ils fons des

constituants de la plus part des produits alimentaires sucré (confitures, miel, bonbons,

chocolat…

Ils sont très rapidement ingérés et absorbés par l'organisme en excès.

1-3-1-1-3- Importance des glucides

Les glucides interviennent comme :

• Eléments de soutien (cellulose), de protection et de reconnaissance dans les cellules.

• Eléments de réserve des végétaux et animaux (glycogène et amidon).

• Seul carburant du fœtus

• Tous les glucides sont synthétisés à partir du glucose dans l’organisme.

• Principales sources d’énergie de l’organisme et apportent 4 kilocalories (17 kilojoules)

par gramme.

1-3-1-1-4- Classification des glucides

A)- Selon le nombre des unités

1-Sucres simples ou monosaccharides

• Monosaccharides: ils sont des sucres simples (Glucose, maltose, fructose..)


• Disaccharide: Lorsque deux sucres simples sont associés, ils forment un disaccharide.

le sucre de table ou saccharose (glucose-fructose) dans le sucre de betterave, de canne

et des fruits, lactose le sucre du lait (glucose- galactose)

2-Les oligosaccharides : Lorsque 3 à 9 sucres, ils forment un oligosaccharide. Les

maltodextrines qui contiennent jusqu’à 9 molécules.

1- Les polysaccharides : Plus de 10 à plusieurs molécules de sucres sont nécessaires pour

construire des polysaccharides. Ex : l’amidon, glycogène.

B)- Selon leur fonction chimique

1-3-1-2- Les fibres alimentaires

1-3-1-2-1- Définition

Les fibres alimentaires : sont des substances provenant de la paroi cellulaire ou de

cytoplasme des végétaux, constituées de mélanges complexes des glucides, qui ont été

identifiés comme étant des polysaccharides non amylacés.

La dégradation qu’elles subissent dans le gros intestin (fermentation) leur confère des

propriétés bénéfiques sur la régularisation du transite intestinale.


1-3-1-2-2-Sources des fibres alimentaires

On trouve des fibres alimentaires dans les:

• Céréales intégrales (par exemple: blé, orge, riz complet…etc.)

• Lentilles, pois chiches, haricots blancs etc.

• Légumes, salades…

• Fruits et fruits secs (figues sèches, dates)

• Noix, grains et grains de sésame, de tournesol.

1-3-1-2-3-Importance des fibres alimentaires

• Régularisent l'absorption des glucides et des lipides.

• des substances d'excellents coupe-faim

• Augmentation de la production des selles

• Une alimentation idéale devrait contenir au moins 55 % des calories sous forme de

glucides et apporter 20-35g de fibres par jour, sur tous après l’âge de 2 ans.

1-3-1-2-4-Classification des fibres

En général, les fibres sont classées en deux catégories :

a)- Les fibres dites solubles : forment des solutions plus ou mois visqueuses ou des gels qui

augmentent le temps de la vidange de l’estomac, diminuent l’absorption de certains

nutriments (les sucres, le cholestérol) et la sensation de faim.


Il s'agit de la pectine présente dans les fruits (pommes, haricot blanc, poires, raisin,

Banane…), les gommes et les algues forment un gel qui facilite le parcours des déchets dans

le colon.

b)-Les fibres dites insolubles ont un fort pouvoir d’hydratation (elles peuvent absorber en

eau jusqu'à 25% de leur poids). Cela augment le volume des matières et accélère le transit

intestinal.

Ces fibres sont présentes dans les céréales complètes (blé, seigle..), la cellulose, les

enveloppes de céréales (son), les fruité secs (date, abricot, fugues..) et les pommes de terre.

1-3-1-3-Les protéines


Les protéines sont des nutriments constitués d'un enchaînement des acides aminés. La nature

et la fonction des protéines dépendent de leurs modes d’enchaînements, de leurs longueurs et

l’ordre des unités des acides aminés qui les constituent.

Il existe environ vingt acides aminés différents communément présents dans les

protéines animales et végétales. Ce sont des composés simples contenant du carbone, de

l’hydrogène, de l’oxygène, de l’azote et occasionnellement du soufre.

1-3-1-3-2-Importance des protéines

a)- Les protéines dites << de structure >> : constitue la structure de nos tissus (par exemple

les fibres d’actine et de myosine), ils sont aussi des agents de communication intracellulaire.

b)-Les protéines dites << fonctionnelles >> : jouent des rôles essentiels dans le contrôle des

fonctions vitales de l'organisme (elles constituent les neuromédiateurs, enzymes, hormones,

l'immunité, la reproduction, …).

• Elles fournissent également l'azote, nécessaire à la croissance et au maintient de la vie.

• Elles ont un rôle actif comme catalyseurs de réactions chimiques.

• Elles sont peu énergétiques (1 g de protéine apporte 4 Kcal). La part d'énergie

apportée par les protéines doit représenter 12 à 15% de l'apport énergétique total.


1-3-1-3-3- Sources de protéines

Les protides se trouvent en grande quantité dans les aliments d’origine animale. Ils sont

dégradés par des enzymes digestives, les protéases, pour fournir les acides aminés

indispensables. Parmi les vingt acides aminés, huit Aa ne peuvent pas être synthétisés par

l’organisme et doivent être apportés par l’alimentation:

Tryptophane, lysine, méthionine, phénylalanine, thréonine, valine, leucine, isoleucine.

NB: A l’exception des huiles et des sucres, presque tous les aliments contiennent des

protéines en quantité et en qualité variable.

1-3-1-4- Les lipides


Les lipides sont des substances insolubles en milieu aqueux, mais solubles dans les solvants

organiques : éthanol, chloroforme, éther, benzène, Ce sont les huiles (liquides) et les graisses (gélifiées

ou solides).

1-3-1-4-2-Importance et rôles des lipides

• Ce sont les précurseurs de certaines hormones (œstrogènes, progestérones, …).

• Ils participent au bon fonctionnement du système nerveux,

• Ils solubilisent et transportent les vitamines liposolubles (A, D, E, K),

• Ils sont les constituants essentiels des membranes biologiques.

• Les acides gras insaturés permettent la régularisation de taux de cholestérol dans le sang.

• constituent le réservoir d'énergie de votre organisme. (1 g de lipide apporte 9 Kcal).

1-3-1-5-Les vitamines


Les vitamines sont des substances qui n'apportent pas d'énergie mais qui sont indispensables au bon

fonctionnement de l'organisme. Elles interviennent en faible concentration dans de nombreux

processus vitaux (hormones, enzymes…). Elles sont apportées par l'alimentation et notre organisme

est incapable de les synthétiser.


1-3-1-5-2- Classification des vitamines

Les vitamines sont au nombre de treize qui se répartissent en deux catégories :

-les vitamines liposolubles: elles sont absorbées et stockées en même temps que les graisses. Elles sont

solubles dans les solvants organiques. Ce sont les vitamines A, D, E et K.

- les vitamines hydrosolubles : elles ne sont pas stockées de manière prolongé dans l’organisme et qui

sont excrétées dans les urines quand leur apport est excédentaire. Elles sont solubles dans l'eau, Ils

s’agissent des vitamines: C, B1, B2, PP, B5, B6, B8, B9, B12.

Tableau 1 : sources et importance des vitamines

vitamine Importances Sources

A Elle est indispensable à la vision et à la croissance de

certains organes et tissus (Os, peau).

Foie, beurre, le thon, jaune

d’œuf

D Elle agit comme une hormone, régularise l'absorption du

calcium et du phosphore

œufs, le beurre et le foie, les

poissons gras

E Elle a un effet protecteur pour des cellules, (rôle

d’antioxydant) et la synthèse des globules rouges.

Huiles de graines,

oléagineuses, germes de,

K Nécessaire à la coagulation du sang. Choux, épinards, tomates.

C Elle est nécessaire à la synthèse des vaisseaux sanguins

et des muscles, favorise l'absorption du fer, intervient

dans plusieurs mécanismes hormonaux.

Poivrons, agrumes, fruits.

B La vitamine B1 intervient dans la dégradation des sucres

et dans l'utilisation de l’énergie de l'organisme.

La vitamine B2 est nécessaire à la fabrication de

nombreuses enzymes.

La vitamine PP ou B3 intervient dans la dégradation du

glucose.

La vitamine B6 joue un rôle important dans la synthèse

des lipides et des protéines.

L'acide folique B9 intervient dans le métabolisme des

acides aminés.

La vitamine B12 intervient comme catalyseurs des

réactions chimiques de l'organisme

Céréales, légumes secs,

viande de porc et œufs sont

riches en vitamine B1.

Viande, poissons, abats

légumes secs, certains fruits,

riches en vitamine PP.


1-3-2- Substances minérales

1-3-2-1- Les sels minéraux et les oligo-éléments

1-3-2-1-1 Définition

Les sels minéraux ne constituent pas une source énergétique, mais ils sont indispensables à la vie.

Ils entrent dans la composition des tissus, participent à la conduction de l’influx nerveux, au

fonctionnement musculaire, aux réactions enzymatiques. Ils sont présents en quantités importantes

dans le corps humain dont ils représentent 4% du poids.

1-3-2-1-2 Classification des sels minéraux

On distingue deux catégories de sels minéraux :

-les éléments minéraux principaux dont l’organisme a grandement besoin : le calcium, le sodium, le

potassium, le magnésium, le phosphore… etc.

- les oligo-éléments (oligo = peu, en grec): ils sont nécessaires en petites quantité : le cuivre, le zinc, le

manganèse, l’iode, le chlore, le fluor, le cobalt et le sélénium.

1-3-2-1-3 Importance des sels minéraux

• Ces substances minérales se trouvent dans l’organisme en très petites quantités.

• Une carence de ces éléments minéraux montre cependant qu’ils sont essentiels pour la santé,

• L’iode est nécessaire à la synthèse des hormones de croissance par la thyroïde,

• Le carence en iode peut provoque des goitres et des retards mentaux chez les nourrissons,

• Le cuivre et le zinc sont importants pour la formation des enzymes et le fluor présent dans les

dents protège contre les caries.


Tableau 2: Sources des éléments minéraux

SELS

MINERAUX

Importance SOURCES

Calcium 90% du calcium est stocké dans les os dont il assure

leur solidité.

Lait et produits laitiers,

jaune d'œuf, légumes secs.

Sodium le plus important dans tous les liquides

extracellulaires(le sang). Il régule l'équilibre

osmotique de la cellule.

Sel de cuisine, œufs,

viandes, eaux minérales,

lait, poisson.

Potassium Il est indispensable au métabolisme cellulaire, et au

potentiel électrique des cellules musculaires et

nerveuses.

Chocolat, légumes secs,

fruits de mer, Fruits.

Fer Constituants fondamentales de l’hémoglobine, à la

chaine respiratoire. Le fer est indispensable pour

prévenir les anémies,

Abats, foie, viandes, jaune

d'œuf, fruits, chocolat,

légumes secs,

Phosphore Il est indispensable à la constitution du tissu osseux. Il

intervient aussi dans le métabolisme énergétique pour

la transformation des nutriments.

Pratiquement présent dans

tous les aliments,

notamment le lait, les

produits laitiers,


II- ALTERATION DES ALIMENTS

2-1-Introduction

La détérioration des aliments est un processus métabolique qui provoque la dégradation des

aliments pour être indésirable ou inacceptable à la consommation humaine en raison des

changements des caractéristiques sensorielles, texture, odeur, goût et couleur.

Cette détérioration entraine le changement des caractéristiques physico-chimiques,

microbiologiques et sensorielles des produits alimentaires.

Comme définition : La détérioration des aliments peut être définie comme «tout changement

sensorielle, tactile, visuelle, olfactives ou la saveur » que le consommateur considère comme

inacceptable.

Les facteurs qui influencent la qualité des aliments

La durée de conservation d'un aliment est la période pendant laquelle il reste stable et

conserve ses qualités souhaitées dépend de certains facteurs tels que :

� Les enzymes endogènes dans les plantes oxydant (brunissement) ou dégradants les pectines (ramollissement);

� Les insectes infectant les aliments et les rongeurs à mâcher les aliments;

� Les parasites dans la viande ou poissons,

� Les microorganismes, (bactéries, moisissures, levures) les responsables principales de la détérioration;

� La lumière provoquant la dégradation des pigments, des graisses et les protéines ou la production de pigments (verdissement des pommes de terre);

� La température; la chaleur excessive affecte sur la texture des aliments ;

� L’air, en particulier l'oxygène peut provoquer l'oxydation des lipides, protéines et la formation des forte odeurs et de saveurs;

� L’humidité: provoquant de fissuration, cristallisation tandis, ou formation de coagulum.


2-2-Types d’altérations des aliments

Les facteurs précédents sont interdépendants, comme certaines températures, l'oxygène et le

taux d'humidité augmenter les activités des enzymes endogènes et de microbes. Les rongeurs

et les attaques d'insectes peuvent fournir un point d'entrée pour la croissance microbienne.

2-2-1-Altération microbienne des aliments

Les effets des microbes sur les aliments sont de deux types :

- Altération des aliments : Les micro-organismes dégradent les aliments : ils altèrent le goût,

l’odeur, la couleur, en renduisant la qualité commerciale du produit.

- Les maladies alimentaires : Des microorganismes dangereux dits pathogènes se

développent dans les aliments entrainant deux types de maladies alimentaires :

Les TIA : toxi-infection alimentaires ou « intoxication » et les MIA : maladies infection

alimentaires.

Nous étudierons ici seulement les bactéries, et les champignons microscopiques = les levures

+ moisissures.

On distingue :

2-2-1-1-Les microorganismes banales (ou saprophytes)

La plupart des aliments ont toujours une certaine quantité de germes qui restent non nocives

(dans la mesure où ils ne se développent pas de façon importante).

On trouve en fin:

Bactéries d’intérêts technologiques

A-Bactéries

Les bactéries lactiques (Lactobacillus, Streptococcus, Leuconostoc, Lactococcus,

Pediococcus, Oenococcus, …) interviennent dans l'affinage des fromages, dans l'élaboration

des produits de charcuterie et de la choucroute notamment.


Les bactéries acétiques (Acetobacter, Gluconobacter,…) interviennent dans la fabrication du

vinaigre et du vin.

B-Levures et moisissure

Les levures (Saccharomyces, Schizosaccharomyces, Zygosaccharomyces,…) sont utilisées

pour lever la pâte à pain et préparer des boissons alcoolisées.

Les moisissures (Penicillium, Mucor, Aspergillus,…) participent à l'affinage des fromages et

la formation des croûtes et des pâtes persillées. Dans les produits fermentés, les moisissures

jouent essentiellement un rôle d'aromatisation.

2-2-1-2-Les bactéries d'altération

Sont des bactéries qui dégradent le goût, l'odeur et l'aspect d'un produit. Parmi celles-ci on

distingue: Pseudomonas Lactobacillus, Campylobacter, Cocci ; Entérobactéries, les Levures,

les Clostridium

• Les bactéries protéolytiques : qui attaquent les protéines des aliments. Les aliments

les plus riches en protéines comme la viande, les œufs, les poissons et les produits

laitiers, provoquent la libération de dérivés soufrés, ammoniaqués, qui donnent une

odeur caractéristique « d’œuf pourri »

• Les bactéries lipolytiques : qui dégradent les matières grasses des huiles, beurres,

mais aussi des poissons et des viandes, leur conférant une odeur rance.


• Les bactéries celullolytiques et glucidolytiques : qui attaquent les sucres des fruits et

légumes: la cellulose et les amidons sont hydrolysés, provoquant le ramollissement

puis le pourrissement des aliments.

2-2-1-3-Les bactéries pathogènes :

Les bactéries pathogènes (pathos signifiant maladie) sont à l’origine de T.IA et M.IA.

T.I.A : Toxi infection Alimentaire ou intoxication : Les microbes produisent, dans certaines

conditions un poison appelé toxine responsable de divers troubles : diarrhées,

vomissement, fièvres, douleurs abdominales….mort !!!! Ces toxines sont en effet parfois

mortelles : la neuro-toxine botulique.

Les principales bactéries pathogènes productrices de toxines sont :

� Les Salmonelles et les Salmonelloses: responsable de 1/3 des T.I.A

� Les Staphylocoques dorées ou la maladie des banquets: responsable de1/3 des T.I.A

Staphylococcus Aureus ou entero-toxine staphylococcique

� Les Clostridium Perfringens : germes anaérobie, sulfatoreducteur sporulant, ASR 46°

C : spore thermo resitantes !!!

� Les Clostridum botulinum : Bacille, anaérobie stricte, sporulant dans des conditions

défavorables. Spores thermoresistantes mais toxines thermosensibles.

M.I.A : Maladies Infectieuses d’origine Alimentaire, moins fréquentes que les TIA . Elles

sont dues au développement des bactéries dans l’organisme, après ingestion d’un aliment

contaminé. Gastro-entérites, listérioses, fièvres typhoïdes, brucellose sont quelques exemples

de M.I.A.

2-2-2-Altération chimiques des aliments

Les principales réactions chimiques de dégradation des aliments sont : le brunissement

enzymatique, le brunissement non enzymatique, l'oxydation des lipides et l'hydrolyse

enzymatique des constituants des aliments comme les lipides et les glucides.

Les réactions de dégradation des aliments sont généralement indésirables dans la mesure où

elles aboutissent à l'altération de l'aliment en modifiant ses caractéristiques organoleptiques et


nutritionnelles. Dans d'autres cas, certains de ces réactions sont recherchés pour donner à

l'aliment la couleur et le goût désirés ; c'est le cas par exemple de la réaction de Maillard.

2-2-2-1-Brunissement enzymatique

Le brunissement enzymatique correspond à la conversion des composés

phénoliques en polymères colorés, le plus souvent bruns ou noirs qui sont

désignés mélanines. Ce brunissement entraîne aussi la dégradation de la vitamine C

A- Mécanisme du brunissement enzymatique

Les cellules végétales renferment de nombreux substrats phénoliques : comme la tyrosine,

l'acide chlorogénioque, le pyrocatéchol, etc. Sous l’action d’enzymes

(polyphénoloxydase, peroxydases) et en présence d’oxygène, ces composés

phénoliques s’oxydent facilement en quinones.

Les quinones formées s’oxydent à leur tour, sans faire appel à des enzymes particulières, et se

polymérisent en donnant des composés bruns qui sont responsables du brunissement

superficiel ou profond apparaissant en diverses circonstances (épluchage, découpage,

broyage, etc.).


B- Contrôle ou prévention du brunissement enzymatique

B-1-Inhibition des polyphénoloxydases

Leur inhibition est réalisée en procédant à une acidification du milieu, à un traitement

thermique (blanchiment) ou par l'utilisation des additifs. (Sulfite, acide benzoïque et

cinnamique)

B-2-Réduction et piégeage des quinones

Ce sont les composés qui réagissent avec les quinones comme par exemple: l’acide

ascorbique, la cystéine, les thiols et les bisulfites. Ces composés réduisent les quinones en

phénols et retardent ainsi la réaction de brunissement.

B-3-Réduction de la pression d’oxygène

Le brunissement enzymatique nécessite de l’oxygène. Ainsi la réduction du

brunissement peut être obtenue par le maintien des produits alimentaires en atmosphère

dépourvue ou fortement appauvrie en oxygène.

2-2-2-2-Réaction de Maillard ou brunissement non enzymatique

La réaction de Maillard est l'ensemble des interactions résultant de la réaction entre

un sucre réducteur et un groupement aminé (acides aminé, peptide, protéine). Elle a lieu


lors du stockage des aliments ou plus fréquemment lors de leur exposition à des traitements

thermiques. Cette réaction a une importance énorme dans la chimie des aliments. Elle est

la responsable principale de la production des odeurs, des arômes et des pigments

caractéristiques des aliments cuits.

2-2-2-3-Réaction de caramélisation

La caramélisation : est une réaction de brunissement non enzymatique. Elle se produit lors

du chauffage d'un sucre au-delà de son point de fusion (environ 200°C pour le saccharose). La

réaction peut être catalysée par l'ajout d'un acide comme l'acide citrique ou l'acide acétique.

Les produits formés au cours de la réaction confèrent au caramel, la couleur, l'arôme et le

goût caractéristique du produit.

2-2-2-4-Oxydation des lipides

Les principaux facteurs déterminant la durée de vie des lipides sont les réactions

d’oxydation. Les substrats de ces réactions sont principalement les acides gras insaturés. Ils

s’oxydent en général plus vite lorsqu’ils sont libres et plus insaturés. Les acides gras

saturés ne s’oxydent qu’à une température supérieure à 60°C.

En fonction des agents initiateurs, on classe l’oxydation des lipides en 3 types :

• l’auto-oxydation catalysée par la température,


• la photo-oxydation, initiée par la lumière ;

• l’oxydation enzymatique initiée par la présence des enzymes d'oxydation.

2-2-2-5-Lipolyse

La lipolyse intervient au sein des cellules végétales et animales pendant la phase post-récolte

(ou post- mortem) au cours de transformation et conservation des aliments. L’hydrolyse des

lipides est principalement le fait d’enzymes lipolytiques tissulaires : lipases

Ces enzymes restent actives même à une température de stockage de -18°C quoique la

cinétique de formation des acides gras libres est ralentie. C'est pourquoi l’hydrolyse

enzymatique des lipides constitue la réaction principale d'altération des aliments frais au

cours de leur stockage à l’état congelé.

2-3- Prévention de la détérioration

• Utilisation de matières premières de qualité

• stockage correct pour le type d'aliment

• Attribution de la durée de conservation appropriée

• HACCP et autres systèmes de qualité (Hazard analysis and critical control points)

• Hygiène de l'environnement de traitement

• Utilisation des méthodes de prévision

• Formation du personelle


III- TECHNIQUES DE CONSERVATION DES ALIMENTS

3-1-Généralité

La conservation est généralement définie comme une méthode utilisée pour préserver un état

existant ou pour empêcher une altération susceptible d’être provoquée par des facteurs

chimiques (oxydation), physiques (température, lumière) ou biologique (microorganismes).

La vitesse d'altération dépend des caractéristiques « intrinsèques » liées à l’aliment et aux

conditions « extrinsèques » qui sont liées à l’environnement.

La conservation des aliments comprend un ensemble de procédés de traitement des denrées

alimentaires dont le but est d'en conserver les propriétés gustatives et nutritives, les

caractéristiques de texture, de couleur, ainsi que la comestibilité et d'éviter d'éventuelles

intoxications alimentaires.

Objectifs principaux de la conservation des aliments

• Pouvoir stocker des aliments en période d’abondance, afin d’éviter la famine durant des

périodes moins fastes (fin d’hiver, période de faible productivité).

• Assainir ou stabiliser un aliment périssable en détruisant ou en inhibant les micro-

organismes.

• Allonger la durée de vie des produits alimentaires

Il existe différents moyen :

-les moyens naturels : salage, fumage, séchage, sucrage (confitures), acidification

(conservation au vinaigre)…etc.

-les moyens mécaniques : le froid, la chaleur, le sous vide, la lyophilisation…etc.


3-2- Application du froid

Les basses températures retardent ou empêchent la détérioration des aliments. Ces techniques

de froid sont basées en partie sur une diminution de l’activité de l’eau dans l’aliment. En effet,

l’activité de l’eau Aw de la glace diminue avec la température. Elle passe de Aw =1 à

température ambiante à Aw =0.95 à –5°C et à Aw =0.82 à –20°C.

Entre autres, le froid diminue ou inhibe la synthèse protéique, soit la synthèse d’enzymes

métaboliques et par conséquent, le développement microbien.

3-2-1- Refroidissement

C’est le refroidissement d’un produit alimentaire, sans que soit atteint son point de

congélation en utilisant le froid proche de zéro. Une conservation par le froid positif entre 0° à

8°C.

La réfrigération tend à conserver les aliments dans un état très voisin de leur état initial en

ralentissant les réactions chimiques, enzymatiques et en retardant la multiplication des

microorganismes.

3-2-2- Congélation

La congélation maintient la température au cœur de la denrée jusqu’à –18°C. Ce Procédé

provoque la cristallisation en glace de l’eau contenue dans les aliments, La congélation

ralentie l’évolution des processus enzymatiques et assurant ainsi une durée de conservation

plus longue.


Le produit congelé doit être immédiatement consommé après décongélation car ce traitement

ne détruit ni les enzymes ni les microorganismes.

3-2-3- Surgélation

C’est un abaissement rapide de la température du produit (moins d’une heure) à – 40°C

permettant ainsi la formation de petits cristaux de glace, et garde la structure cellulaire des

produits. Les surgelés se conservent à -18°C pendant plusieurs mois.

La température de surgélation permet de bloquer les activités microbiennes.

3-2-4- Lyophilisation

C’est un procédé industriel qui permet la sublimation de l’eau contenu dans un aliment (de

l’état de glace à l’état de vapeur sans le rendre liquide)

Produits laitiers : lait

Poissons : crevettes

Légumes, champignons, haricots verts, oignons, pomme de terre


3-2-5- Sous- vide

La mise en poche sous vide, d’un aliment permet d’allonger la duré de sa conservation de

quelques jours, voir de 2 à 3 mois. Les aliments carnés emballés sous vide (à l’état frais),

doivent êtres obligatoirement stockés au froide entre 3-6°C.

Viandes, charcuterie, poissons, coquillages, crustacés, fruits, légumes, produits laitiers.

3-3- application de la chaleur

3-3-1- Cuisson

La cuisson : C’est l’action de soumettre un aliment à la chaleur en vue de contribuer à une

stabilisation microbiologique du produit. Cette méthode ne constitue pas une méthode de

conservation réelle des aliments puisqu’elle n’inclue pas une préservation dans le temps.

Toutefois permet de donner :

Une meilleure digestibilité

Une amélioration de la qualité organoleptique du produit

3-3-2- Déshydratation

La diminution de la teneur en eau dans certains aliments les rend plus résistants à l’attaque

des microorganismes Le soleil peut être utilisé pour la déshydratation, mais il existe aussi des

appareils spécialisés pour traiter certains aliments tels que les viandes, le lait … etc.


3-3-3- Enfumage ou Fumage ou encore Fumaison ou Saurissage

L’enfumage est pratiqué pour le traitement des viandes, notamment les épaules de bœuf, la

morue ainsi que certaines saucisses. La fumée émanant du bois et d’autres essences de bois à

un effet de préservation, tout en contribuant à imprégner les aliments d’une saveur

caractéristique recherchée

Il est appliqué en général après un salage, séchage.la fumée communique un gout particulier

une couleur, ainsi que la conservation.

3-3-4- Pasteurisation

Un traitement thermique limité, mis au point par Luis Pasteur en 1863, il consiste à exposer

le produit à une chaleur modérée et porter le cœur du produit à 65-85°C pour détruire certains

microorganismes pathogènes ou autres tels que moisissures, levures ou les bactéries peu

résistantes à la chaleur tout en préservant au maximum les caractéristiques physiques,

biochimiques et organoleptiques du produit.

Un produit pasteurisé se conserve (au froid) quelques jours de 7-9 jours.

Pasteurisation haute : +72° à + 75° (5 mn)

Flash pasteurisation : 95° quelques secondes

3-3-5- Stérilisation

C’est un traitement thermique à une température supérieur à 100°C, elle a pour but de détruire

la totalité des microorganismes y compris les spores, pour être efficace, la stérilisation se base

sur plusieurs facteurs:

• Le barème (Temps, température) doit être suffisant pour détruire tous les micro-

organismes, et les spores.

• Le conditionnement doit se faire immédiatement après le traitement et doit être

étanche.


3-3-6- U.H.T (Ultra Haute Température)

C’est un procédé industriel qui permet de passer de très haute T° + 140°C à un

refroidissement immédiat à + 3°C en quelques secondes

Exemple : lait, crème fraîche

3-3-7- Appertisation

Une méthode de conservation qui consiste à enfermer des denrées alimentaires périssables

dans un récipient hermétiquement clos, et les stérilisés à une température plus de 100°C pour

assurer la destruction ou l’inactivation des enzymes.

L’appertisation exige, pour sa bonne réalisation technique, un excellent treillage, lavage,

calibrage et blanchiment à 80-85°C.


3-4- Méthodes chimiques

3-4-1- Salage ou saumurage

Le sel apporte a un produit une conservation ainsi qu’un gout salé.une petite quantité de sel

(2%) ralentira le développement des micro-organismes, par conte sous forte dose, il détruira

les microorganismes.

Le sel, interviens comme antibactériens, il dénature aussi les processus enzymatiques. Les

aliments conservés changent de couleur (viandes plus rouges à brunes), le goût est modifié.

Quelques aliments :

Viandes : bœuf, charcuterie…

Poissons : morue, haddock….

Légumes : choux, navets, salicornes…

3-4-2- Saumurage

La saumure est solution d’eau et de sel dans laquelle on plonge l’aimant à traité.

La teneur en sel de la solution inhibe la prolifération microbienne.

3-4-3- Fumage

C’est une technique qui s’applique en général après un salage et séchage. Ce procédé

consiste à soumettre un aliment (viandes, saucisses, poisson, poulet…) à l’action des

composés gazeux qui se dégagent lors de la combustion de certains végétaux. La fumée

dégagée aromatise, colore et durcit la texture du produit, ainsi que la conservation.


Les propriétés antiseptiques et anti-oxydantes de la fumée des fumoirs permettent de

prolonger la durée de conservation des produits

3-4-4- Sucrage

Cette technique à le même principe que le salage, le sucre agir en diminuant la quantité d’eau

(aw) du produit et rend ainsi la croissance des micro-organismes difficile. La cuisson

(confiture) renforcera la conservation.

Le sucre est utilisé pour conserver les fruits (fruits confits, confitures, sirops…).

Fruits confits : cerise, ananas, marron, melon…

Confiture : Fraise, orange, figue

3-4-5- Acidification (vinaigre, alcool, vin blanc, marinade)

Le vinaigre joue le rôle d’antiseptique sur les aliments soumis à son action, les viandes

marinées sont obligatoirement stockées au froid entre 4-6 °C.

Le pH acide du vinaigre limite le développement des microorganismes neutrophiles et

basophiles.

Fruits, légumes: estragon, câpres, cerises, prunes, cornichons……


3-4-6- Fermentation

Le processus de fermentation consiste à favoriser une flore utile au détriment d’une flore

indésirable afin de prévenir les risques sanitaires.

Exemples : fermentation lactique (Yaourt, fromage, saucisson,

Le processus de fermentation consiste à favoriser une flore utile au détriment d’une flore

indésirable afin de prévenir les risques sanitaires, ont distingue trois types de fermentation.

A)-Action des bactéries

Fermentation sous l’action des bactéries permet la transformation des sucres, contenus dans

les aliments pour donner des acides lactiques et des acides propénoïques qui sont des

antibactériens.

Exemples : fermentation lactique (Yaourt, fromage, saucisson….)

B)-Action des levures

Sous l’action des levures, les sucres des aliments se transforment en éthanol avec dégagement

de gaz carbonique ce qui joue le rôle d’antibactérienne.

Ces levures changent les propriétés organoleptiques en intervenant directement sur la flaveur,

la saveur et la texture des produits.

• Les boissons fermentées, le vin, le fromage, la bière,...).

C)-Action des moisissures

Sous l’action des moisissures la fermentation des produits alimentaires ce faite en produisant

des substances solides modifient l'aspect organoleptique du produit (affinage) et jouant des

rôles antibactériennes.

• fromages, saucissons secs, ...


3-5- Méthodes physiques

3-5-1- L’irradiation ou ionisation

Ionisation (irradiation des aliments)

L’irradiation est un traitement physique de la nourriture avec une radiation ionisante à forte

énergie. Elle peut être utilisée pour prolonger la durée de vie des produits alimentaires et/ou

pour réduire les risques pour la santé associés à certains Produits dus à la présence de

microorganismes pathogènes.

Il permet de détruire soit certains, soit à peu près tous les microorganismes présents dans

l’aliment. Il est employé aussi pour détruire des insectes, et pour inhiber ou retarder des

processus physiologiques,

Viandes : poulet, bœuf, cheval

Poissons : filet surgelé, crustacé surgelé

Légumes : oignons, champignons, fraises, avocats, …

3-5-2 Ozonisation (ozonation) :

L’ozone (O3) a un effet stérilisant sur les aliments. Son utilisation se fait sur les aliments

liquides où, par barbotage, il entre en contact avec les aliments. Outre son pouvoir stérilisant,

l’ozone élimine de nombreux goûts et odeurs des aliments.


VI- TECHNOLOGIES DE TRANSFORMATION DES ALIMENTS

La transformation des produits agricoles en produits alimentaires fait appel à de nombreuses technologies plus ou moins récentes et innovatrices. Dans un diagramme, certaines étapes sont particulièrement cruciales, par exemple à cause de l'importance des coûts spécifiques qu'elles induisent ou de leur impact majeur sur la qualité du produit fini. Afin d'être compétitif, elles imposent un savoir-faire pour maîtriser les facteurs combinés temps, quantités, dépense…etc. Pour mettre en évidence ces étapes dans le processus de fabrication, voici quels que exemples de diagrammes des certaines technologies de transformation.

1-Technologies du lait et produits laitiers

Exemple : la fabrication du yaourt

2- Technologies des fruits et légumes

Exemple : la transformation des fruits (fabrication des jus ou nectar)

3-Technologies de la viande et produits carnés

Exemple : production de conserve du poisson


1-DIAGRAMME DE FABRICATION DU YAOURT


2- DIAGRAMME DE FABRICATION DES JUS DE FRUITS


3- DIAGRAMME DE FABRICATION DE CONSERVE DU POISSON


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Module : Introduction en Sciences Agro-alimentaire