Comment la formulation assure-t-elle la sécurité et la qualité microbiologique des aliments ?

La formulation : une méthode empirique, pour la conservation des aliments

Depuis toujours, le sujet de la conservation des aliments est un sujet pour l’Homme. Que ce soit pour sa survie, il y a des dizaines de milliers d’années, ou pour répondre aujourd’hui aux normes et réglementations strictes imposées, le sujet est central.

Ainsi, lors de la conception et de la production d'un aliment, le fabricant doit impérativement évaluer la sensibilité du produit au développement microbien. C'est un enjeu de santé publique aux conséquences potentiellement dramatiques.

Plusieurs paramètres entrent en jeu et peuvent influencer ce développement microbien. En activant certains leviers et en les ajustant individuellement ou de manière combinée, le producteur peut ainsi optimiser la sécurité du produit :

1. Diminuer la teneur en eau des aliments

La teneur en eau d’un aliment est un paramètre crucial pour une caractérisation complète du produit. En outre, c'est un levier essentiel pour optimiser la sécurité de ce dernier.

La raison est toute simple. L’eau est un élément indispensable pour tous les organismes vivants. Ainsi diminuer l’activité en eau (AW) d’un aliment permet de freiner, voire de bloquer le développement des micro-organismes.

Pour procéder, plusieurs méthodes éprouvées existent :

• l’étuvage,
• le séchage,
• le fumage,
• l’atomisation.

Outre ces procédés chimiques parfois complexes, certaines méthodes bien plus simples et ancestrales existent. On pense notamment à l’ajout de sel. Depuis des siècles, cette façon de faire permet de conserver charcuterie et poisson.Certains, enfin, privilégient l’utilisation d’autres molécules, comme le sucre ainsi que le glycérol et autres agents texturant. Ce sont des méthodes toutes aussi efficaces, qui permettent de diminuer la teneur en eau d’un aliment et son activité.

2. Les acides organiques comme conservateurs

L’acide lactique ou encore l’acide acétique sont des acides organiques qui sont issus d’un procédé de fermentation microbienne. Ces derniers peuvent jouer le rôle d’acidifiants ou de conservateurs naturels.

Un procédé assez connu, qui est aujourd’hui très utilisé, surtout dans la production de produits comme les yaourts, le saucisson ou encore la choucroute et autres produits fermentés (comme la sauce de poisson). C’est une méthode qui permet de considérablement réduire le pH et donc de limiter le développement de micro-organismes indésirables. La maîtrise accrue de cette technique a permis de développer de nouveaux types de levains spécifiques et de mieux gérer les fermentations, pour une qualité microbiologique (et donc sensorielle) optimale.

3. Les conservateurs inorganiques

Certains conservateurs inorganiques, comme le nitrite ou les sulfites, sont suspectés d’être mauvais pour la santé. Si le débat est ouvert, leur utilisation reste soumise à de strictes réglementations.

Principalement utilisé pour ses propriétés bactériostatiques, voire bactéricides, pour son effet stabilisateur de couleur et son pouvoir antioxydant, le nitrite est aujourd’hui en passe d’être réduit.

Certains appellent même à sa suppression pure et simple des produits, notamment à cause du lien avéré qui a été fait entre ce dernier et le risque de cancer colorectal. Mais tout n’est pas aussi facile.En effet, réduire, voire supprimer le nitrite des produits consommables est un processus complexe à mettre en place. Ce dernier doit se faire sous justification, pour prouver que le produit ne présente plus de risque.

Les nouvelles approches en matière de formulation

Sous l’impulsion des consommateurs et des autorités de santé publique, de nombreux conservateurs ont été remis en cause en raison de leurs effets indésirables sur la santé. De nouvelles solutions alternatives ont ainsi vu le jour, pour répondre à cette demande croissante de solutions à la fois alternatives et saines.

L’utilisation des agents antimicrobiens naturels

Les agents antimicrobiens naturels sont d’origine :

• végétale (extraits de végétaux, huiles essentielles),
• animale (chitosan),
• microbienne (fermentats).

Leur objectif est de ralentir, voire de stopper totalement la croissance microbienne.

Selon le « clean label », les composés pouvant être considérés comme naturels, c’est-à-dire qui ne relèvent pas de la synthèse chimique (ISO / TS 19657 : 2017) présentent un grand intérêt, puisque certains d’entre eux possèdent des effets bénéfiques sur la santé comme les antioxydants ou les composés phénoliques.

Toutefois, si l’efficacité des agents antimicrobiens est souvent démontrée en laboratoire, elle doit aussi l’être dans l’aliment. En effet, cette dernière dépend de la matrice alimentaire et des différentes concentrations bactériostatiques ou bactéricides, qui ne sont pas toujours compatibles avec la composante organoleptique du produit. Quoi qu’il en soit, le choix de l’agent antimicrobien doit donc se faire en fonction de sa fonctionnalité et de sa sensibilité vis-à-vis du process.

La biopréservation

La biopréservation est une méthode qui consiste à utiliser des micro-organismes, en guise d’agents de conservation. L’objectif est de modifier l’écosystème d’un aliment, aux dépens des espaces indésirables que sont les flores pathogènes et les flores d’altération.

C’est une technologie en plein essor. De mieux en mieux maîtrisée, son utilisation ouvre de nouvelles perspectives d’applications, que ce soit sur des produits fermentés ou non fermentés, pour limiter l’utilisation de conservateurs de synthèses.Ce type de ferments de biopréservation est d’ailleurs autorisé sur plusieurs types d’aliments. On pense notamment à la charcuterie ainsi qu’aux crevettes. Malgré tout, un flou réglementaire entoure cette pratique, ce qui n’empêche toutefois pas les chercheurs de procéder à de nouvelles explorations.

La technologie des barrières : des applications aussi en formulation

La technologie des barrières est une méthode de formulation, de plus en plus envisagée et appliquée. 

Celle-ci permet de concilier qualité nutritionnelle et sensorielle des aliments, tout en évitant que ne se développent des bactéries pathogènes potentiellement dangereuses.

À cela, s’ajoute une limitation de l’apport des molécules chimiques controversées, pour un produit plus sain.

En formulation, il s’agit d’associer plusieurs agents antimicrobiens ou de combiner un procédé assainissant à l’utilisation de molécules antimicrobiennes pour créer des synergies et prolonger la durée de vie des aliments.

Combiner abaissement et acidification de l’activité de l’eau

Généralement, les concentrations en acides organiques qui sont nécessaires pour ralentir, voire stopper la croissance microbienne ainsi que l’abaissement de l’activité de l’eau, ont tendance à modifier le goût de l’aliment.

Cependant, en combinant ces deux paramètres, il est effectivement possible d’assurer les qualités sensorielles de l’aliment, tout en assurant la pleine et totale sécurité du consommateur !

En France, l’outil d’aide à l’expertise Sym’Previus est conçu à destination des professionnels de l’alimentation pour mieux comprendre et quantifier le développement microbien, déterminer les durées de vies microbiologiques et produire des aliments plus sûrs.

Il propose également un module permettant de mesurer l’impact du pH, de l’activité de l’eau, de la température, et de la nature de l’acide organique sur différents micro-organismes pathogènes et d’altération.

Limiter la concentration en conservateurs par l’utilisation d’extraits naturels végétaux

Ici, le meilleur exemple n’est autre que la présence accrue de paquets de jambon blanc, dans les grandes surfaces, dont la mention “Sans nitrites” apparaît sur le packaging. Une vraie nouveauté !

Ces nouveaux types de jambon blanc, plus naturels, sont issus du projet “NITRITED” initié par FranceAgrimer. C’est un projet de société, dont l’ambition est de réduire les teneurs en nitrite de sodium dans le jambon, en utilisant des composés antimicrobiens à base d’extraits végétaux.

Pour parvenir à un produit “vendable” et “consommable”, plusieurs recherches ont été mises en place :

• La première visait à déterminer l’impact du “sans nitrites” sur la couleur.
• La seconde concernait les essais industriels, qui in fine, ont permis de valider l’efficacité des extraits de végétaux, pour pallier la réduction des doses en nitrites.

À ce jour, le succès est tel que de plus amples études sont menées, notamment en ce qui concerne la charcuterie sèche, dans le but de vérifier, maintenant, si les extraits végétaux sont tout aussi efficaces dans d’autres conditions (ex : température de fermentation).

Combiner les effets barrières de procédés et de la formulation

Des applications intéressantes sont menées, combinant des effets barrières comme l’acidification et la diminution des traitements thermiques. Acidification de la tapenade couplée à de la pasteurisation (au contraire du procédé de stérilisation), acidification de ratatouille, de fruit ou de boissons… Les exemples sont assez nombreux.

Combiner la biopréservation et les hautes pressions

La biopréservation, combinée à un traitement de conservation par haute-pression a été étudiée dans un projet de recherche en vue de freiner la croissance de bactéries sporulées dans le jambon cuit.

Pour cela, il a été nécessaire de sélectionner des souches de bactéries lactiques antagonistes des bactéries ciblées. Un projet ambitieux, qui a finalement permis de montrer que combiner traitement HP et ajout de souche protectrice au début du procédé, permet de stabiliser les dés de jambon, et ce, sur une durée assez importante, à température assez basse.

La formulation par l’approche bénéfices - risques : les outils

C’est un fait : le consommateur souhaite de plus en plus avoir droit à une alimentation notamment composée de produits sains et naturels, obligeant les producteurs à se détourner des composés chimiques alors utilisés.

Cela se traduit par l’obtention de la notion de “Clean Label”. Pour autant, celle-ci n’est pas sans conséquences sur la sécurité microbiologique. Avant production à l’échelle, il est impératif de valider leur efficacité au cours de la durée de vie microbiologique des produits.

Pour y parvenir, peut-être appliquée “l’appréciation quantitative des risques (AQR)”. Cette méthode est une approche simple, qui permet d’estimer, grâce à la modélisation et la simulation numérique, le risque d’effets néfastes pour le consommateur, d’un produit exposé à un danger microbien.

L’AQR (appréciation quantitative des risques) prend en compte toute la durée de vie du produit, depuis le moment où le légume est planté, par exemple, jusqu’au moment où il atterrit dans l’assiette. In fine, cela permet de quantifier l’impact d’une contamination, sur le risque consommateur.

Aujourd’hui, les agences sanitaires s’appuient de plus en plus sur les approches de modélisations AQE /AQR pour établir leurs avis scientifiques. Les professionnels et les pouvoirs publics sont quant à eux incités de toutes parts à inclure davantage la sécurité microbiologique, les apports nutritionnels et les impacts environnementaux dans leurs prises de décisions.

L’application des risques et bénéfices des denrées alimentaires est une discipline qui a vu le jour au début du 21e siècle et dont l’objet est d’évaluer les Risques et les Bénéfices de santé publique associés à l’alimentation. Il s’agit d’une approche intégrée de plus en plus plébiscitée par les législateurs français, européens et internationaux, appliquée essentiellement dans le cadre de projets de recherche.

Praxens, l’expert à votre disposition

Praxens est une entreprise engagée en faveur de la sécurité alimentaire, pour le consommateur. Pour vous aider à y parvenir, nous proposons plusieurs activités, notamment en matière de conseil en sécurité alimentaire.

Concrètement, comment est-ce que cela fonctionne ?

Nos équipes sont en mesure de vous accompagner dans la rédaction d’étiquetage conformément au règlement UE n°1169/2011. Nous vous accompagnons également sur la partie formulation de vos produits alimentaires, notamment dans la formulation de boissons.

Vous souhaitez en découvrir davantage ? N’hésitez pas à nous contacter. Nos équipes restent à votre entière disposition et ne manqueront pas de vous revenir dans les délais les plus brefs, avec toutes les informations nécessaires.