Qu'ont en commun les pizzas surgelées et les graines ...
33
Qu’ont en commun les pizzas surgelées et les graines forestières ? La mesure de l’activité de l’eau! Les semences forestières : un maillon clé des plantations de grande valeur Berthierville, 4 décembre 2013 Fabienne Colas (MRN-DRF) Patrick Baldet (Irstea, France) Michèle Bettez (MRN-CSFB) André Rainville (MRN-DRF)
Transcript of Qu'ont en commun les pizzas surgelées et les graines ...
Qu’ont en commun les pizzas surgelées et les graines forestières ? La mesure de l’activité de l’eau!Les semences forestières : un maillon clé des plantations de grande valeurBerthierville, 4 décembre 2013
Fabienne Colas (MRN-DRF)Patrick Baldet (Irstea, France)Michèle Bettez (MRN-CSFB)André Rainville (MRN-DRF)
Plan 1. Qu’est-ce que la mesure de l’activité de
l’eau ?2. Caractérisation hydrique des graines des
essences du programme de reboisement3. Implantation opérationnelle au CSFB4. Conservation de la diversité génétique5. Conclusion
Plan 1. Qu’est-ce que la mesure de l’activité de
l’eau ?2.2.2. Caractérisation hydrique des graines des Caractérisation hydrique des graines des Caractérisation hydrique des graines des
essences du programme de reboisementessences du programme de reboisementessences du programme de reboisement3.3.3. Implantation opérationnelle au CSFBImplantation opérationnelle au CSFBImplantation opérationnelle au CSFB4.4.4. Utilisation pour la conservation de la Utilisation pour la conservation de la Utilisation pour la conservation de la
diversité génétiquediversité génétiquediversité génétique5.5.5. ConclusionConclusionConclusion
Une mesure de l’état hydrique développée par l’industrie agroalimentaire
1
• La stabilité des composés organiques dépend, entre autres, de la capacité de l’eau à réagir avec les autres molécules.
• Plus l’eau est liée aux autres molécules moins elle est susceptible de les dégrader.
• La mesure de l’activité de l’eau (AE) rend compte de ces forces de liaison. C’est une mesure qualitative de la capacité de l’eau à réagir.
© Irstea et MRN
C’est la disponibilité chimique de l’eau qui importe plus que la notion de quantité.
Activité de l’eau ≠ teneur en eau 1
Même quantité d’eau (TE) dans les deux puits.→ quantitatif
La « pression » manométrique illustre ici une différence de disponibilité de l’eau
pour une même quantité.
Activité de l’eau vs teneur en eau
L’eau est disponible
sans efforts.Une énergie
importante sera nécessaire pour atteindre l’eau.
La disponibilité de l’eau (AE) est différente. → qualitatif
Présence de l’eau dans les matrices
© MRN et Irstea
1
Plus l’AE est élevée plus l’eau est mobile.Plus l’AE est basse moins l’eau est mobile.
Pâte 40 0.95Tomate 98 1.0Pepperoni 35 0.9Fromage 40 0.95
Teneur en eau (%) Activité de l’eau
Flux d’eau
Cas d’une pizza surgelée 1
Source : black-joker2.skyrock.com
Pâte 40 0.95Tomate 98 1.0Pepperoni 35 0.9Fromage 40 0.95
Teneur en eau (%) Activité de l’eau
Flux d’eauBloqueur d’eau
Source : Roadsmag.com
Cas d’une pizza surgelée 1
L’eau de chacun des composés doit rester à sa place. Ici l’AE sera donc bloquée à la valeur commune de 0.9.
Adapté de Labuza, et al. 1972. J. Food Sci 37(1) : 160-162.
Activité de l’eau et processus de dégradations
1
Avantages de cette mesure• Image représentative de la stabilité du produit.
• Rapidité d’acquisition des données (max 20 min).
• Fiabilité, reproductibilité.• Non destructive : très net avantage par rapport à la mesure de la TE.
• Mesures possibles sur des échantillons de petit volume.
1
Photo : F. Colas, MRN
Plan 1.1.1. Qu’estQu’estQu’est---ce que la mesure de l’activité de ce que la mesure de l’activité de ce que la mesure de l’activité de
l’eau ?l’eau ?l’eau ?2. Caractérisation hydrique des graines des
essences du programme de reboisement3.3.3. Implantation opérationnelle au CSFBImplantation opérationnelle au CSFBImplantation opérationnelle au CSFB4.4.4. Utilisation pour la conservation de la Utilisation pour la conservation de la Utilisation pour la conservation de la
diversité génétiquediversité génétiquediversité génétique5.5.5. ConclusionConclusionConclusion
2. Caractérisation hydrique• Construction de courbes de sorption• Détermination de l’AE sécuritaire de
conservation et la TE moyenne résultante.
2
7.30.37EPN6.70.38EPO
7.20.38PIG6.40.40PIB
6.00.35EPB
TE résultante (%)AE sécuritaire de conservationEspèce
2. Caractérisation hydriqueCas de l’épinette blanche (14 lots analysés)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0Activité de l'eau
Tene
ur e
n ea
u ré
sulta
nte
(%)
2
Valeurs moyennesAE sécur. = 0.35TE res. = 6.0
2. Caractérisation hydriqueHypothèse d’une valeur d’AE sécuritaire universelle pour les essences orthodoxes. 2
Adapté de Labuza, et al. 1972. J. Food Sci 37(1) : 160-162.
0.35
Plan 1.1.1. Qu’estQu’estQu’est---ce que la mesure de l’activité de ce que la mesure de l’activité de ce que la mesure de l’activité de
l’eau ?l’eau ?l’eau ?2.2.2. Caractérisation hydrique des graines des Caractérisation hydrique des graines des Caractérisation hydrique des graines des
essences du programme de reboisementessences du programme de reboisementessences du programme de reboisement3. Implantation opérationnelle au CSFB4.4.4. Utilisation pour la conservation de la Utilisation pour la conservation de la Utilisation pour la conservation de la
diversité génétiquediversité génétiquediversité génétique5.5.5. ConclusionConclusionConclusion
3. Implantation opérationnellePilotage du séchage final lors de l’extraction.
3
Test de qualité au laboratoire.
Photos : M. Bettez, MRN
3. Implantation opérationnelleDonnée compilée dans le système SEMENCES
3
Activité de l’eau
Germination
Plan 1.1.1. Qu’estQu’estQu’est---ce que la mesure de l’activité de ce que la mesure de l’activité de ce que la mesure de l’activité de
l’eau ?l’eau ?l’eau ?2.2.2. Caractérisation hydrique des graines des Caractérisation hydrique des graines des Caractérisation hydrique des graines des
essences du programme de reboisementessences du programme de reboisementessences du programme de reboisement3.3.3. Implantation opérationnelle au CSFBImplantation opérationnelle au CSFBImplantation opérationnelle au CSFB4. Utilisation pour la conservation de la
diversité génétique5.5.5. ConclusionConclusionConclusion
4. Conservation de la diversité génétique
• Enjeu d’intérêt croissant en raison de l’impact appréhendé des changements climatiques sur la présence de certaines espèces qu’elles soient forestières ou non.
• Utilisation de la banque de la DRF pour évaluer la qualité de lots conservés depuis 40 ans.
4
Photo : F. Colas, MRN
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Années de conservation
Act
ivité
de l'
eau
AE sécuritaire de conservation EPB = 0,35
AE de lots conservés dans la banque DRF : échantillonnage de 270 lots
Cas de l’épinette blanche
4
0
2
4
6
8
10
12
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Années de conservation
Tene
ur e
n ea
u (%
)
TE moyenne résultante calculée à partir de AE sécuritaire = 6 %
Mesure de la teneur en eau : 138 lots (50% des lots précédents)Cas de l’épinette blanche
4
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Années de conservation
Ger
min
atio
n (%
)
Évaluation de la germination : 129 lots.
Cas de l’épinette blanche
4
• L’activité de l’eau augmente au cours de la conservation, à l’insu du gestionnaire.
• L’activité de l’eau devient inéluctablement incompatible avec le maintien du potentiel germinatif au cours de la conservation.
• La germination décline alors rapidement en raison de la présence d’eau libre dans les graines.
Cas de l’épinette blanche
4
• L’activité de l’eau augmente au cours de la conservation, à l’insu du gestionnaire.
• L’activité de l’eau devient inéluctablement incompatible avec le maintien du potentiel germinatif au cours de la conservation.
• La germination décline alors rapidement en raison de la présence d’eau libre dans les graines.→ tous les contenants ne permettent
pas une bonne conservation à
moyen et long terme.
Cas de l’épinette blanche
4
Développement d’un nouveau contenant à perméabilité réduite• Projet en cours avec le CTMP.• Incorporation de nanoargile dans du
polyéthylène haute densité (HDPE)• Tests de validation en cours.
4
Nouveau contenant
Les chemins tortueux entraînent une réduction de la perméabilité.
Polymère 1 (PEHD)
Polymère 2 (PA6)
Argile
© CTMP
4
Nouveau contenant
4
0 5 10 15 20 25 30
0
3000
6000
9000
12000
15000 33,85 A°
9,54 A°
Argile ME100
PEHD
PEHD/Argile ME100
Uni
té a
rbitr
aire
2-Theta
↑ distance entre les feuillets d’argile↓ perméabilité
© CTMP
Nouveau contenant
4
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
P [g
,mm
/mm
2 .jou
r]
PEHD
PEHD+ 7%C30
PEHD+7%M25A
PEHD+7%M10
PEHD+7%ME
PEHD+7%MAE
© CTMP
Gestion de la banque de conservation
4
Plan 1.1.1. Qu’estQu’estQu’est---ce que la mesure de l’activité de ce que la mesure de l’activité de ce que la mesure de l’activité de
l’eau ?l’eau ?l’eau ?2.2.2. Caractérisation hydrique des graines des Caractérisation hydrique des graines des Caractérisation hydrique des graines des
essences du programme de reboisementessences du programme de reboisementessences du programme de reboisement3.3.3. Implantation opérationnelle au CSFBImplantation opérationnelle au CSFBImplantation opérationnelle au CSFB4.4.4. Conservation de la diversité génétiqueConservation de la diversité génétiqueConservation de la diversité génétique5. Conclusion
5. Conclusion• L’AE est maintenant intégrée à différents
niveaux dans le traitement des semences :– outil de pilotage du séchage final des graines,– évaluation de la qualité des graines forestières.
• L’AE est très utile pour avoir un portrait réel de la qualité des lots en conservation.
• Grâce au travail conjoint Irstea-MRN, l’AE va devenir une nouvelle norme de qualité internationale pour les semences. 5
RemerciementsTravail de laboratoire (DRF) : caractérisation hydrique des essences; mesures d’AE,de TE et de germination sur les lots conservés; essais sur les contenants
Mesures en conditions opérationnelles :Personnel du CSFB.
L. Veilleux M. Pelletier M. Allard
