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Pôle Aquimer

Synthèse sur l'utilisation des hautes pressions pou r les produits aquatiques

La technologie des hautes pressions (HP) a été développée dans les laboratoires de

recherche dans les années 1980. Ce procédé consiste à appliquer une pression sur un

liquide dans lequel un produit alimentaire est immergé. Le produit peut être en contact

direct ou non avec le fluide. La pression peut être comprise entre quelques dizaines de

méga pascals (106) et un giga pascal (109) pendant une durée variable (quelques minutes).

Cette technique permet notamment de prolonger la durée de vie des produits et de

décoquiller certains coquillages et crustacés.

Quelques définitions

Bacille : bactérie de forme allongée dite « en bâtonnet » par opposition à la forme

« cocci ».

Bactérie : micro-organisme vivant caractérisé par une absence de noyau et d’organites

cellulaires. Ces micro-organismes peuvent être bénéfiques (ex : Lactobacille utilisé dans

la fermentation du yaourt) ou préjudiciables (altération des denrées alimentaires).

Clean label : déclaration claire et compréhensible des denrées alimentaires qui exclue les

termes techniques ainsi que certains ingrédients artificiels (additifs).

Compressibilité : caractéristique d’un corps définissant sa variation de volume sous

l’effet d’une pression appliquée.

Coque : bactérie de forme sphérique.

Enzyme : protéine qui facilite les réactions biochimiques sans modifier les produits

résultant de ces réactions.

Forme végétative : état actif d’une bactérie, par opposition à l’état sporulé dans lequel le

micro- organisme attend de meilleures conditions de développement.

Gram négatif ou positif : caractéristique physique d’une bactérie, plus précisément de la

Date de mise en ligne : 06/02/2012

Domaine : Procédés de transformation et conservation

Thème(s) : Technologie

Cette fiche, rédigée par la Plate-Forme d’Innovation Nouvelles Vagues, synthétise les

connaissances actuelles sur la technologie des haut es pressions.

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06/03/2012http://www.veilleproduitsaquatiques.com/info_print.php?id=559&prog=info_print.php

composition de son enveloppe. Ce facteur est déterminant dans la classification

bactérienne. Les bactéries Gram positif possèdent une couche membranaire absente

chez les bactéries Gram négatif.

Isostasie : phénomène par lequel un élément est soumis à une pression identique en

tous points malgré ses irrégularités (forme, épaisseur…).

Levure : champignon unicellulaire capable de provoquer la fermentation des matières

organiques animales ou végétales (pain, saucisson…).

Méga-pascal (MPa) : un méga-pascal représente environ 10 fois la pression

atmosphérique.

Micro-organisme : organisme vivant microscopique. Les micro-organismes sont

représentés par diverses formes de vies : les bactéries, les champignons, le plancton…

Moisissure : champignon de petite taille qui provoque une modification chimique du

milieu sur lequel il croît.

Pascal (Pa) : unité dans le système international de contrainte et de pression. Un pascal

correspond à 1 Newton par mètre carré.

Pression : il s’agit d’un rapport entre la force exercée sur une surface exprimée par la

formule suivante : P = F/S.

Pression isostatique : pression qui s’applique de manière uniforme dans toutes les

directions.

Spore : forme de résistance d’une bactérie face à un stress intense et en attendant de

meilleures conditions de développement.

Produits alimentaires traités par hautes pressions Evolution du nombre d’installations hautes pression s dans le monde

Plusieurs dizaines d’années après l’apparition au Japon de produits traités par hautes

pressions, la part de marché conquise par cette technologie reste modeste. Toutefois, le

nombre d’installations a considérablement augmenté au cours des dix dernières années

(diagramme 1). Ainsi, une dizaine d’installations étaient recensées à travers le monde en

1999 alors qu’en 2011, 156 équipements sont dénombrés. 17 % de l’ensemble des

machines installées dans le monde sont destinées au traitement des produits de la mer et

produits aquatiques. Les Etats-Unis détiennent plus de la moitié des installations tandis

que 26 % des machines industrielles sont installées en Europe. En 2009, la France ne

détenait qu’une seule installation utilisant cette technologie.

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Diagramme 1 : Evolution du nombre d’installations à hautes pressions à travers le monde

depuis 1990 Source : N.C. Hyperbaric

Répartition des produits alimentaires traités par h autes pressions dans le monde

Les hautes pressions sont essentiellement employées pour traiter des produits ultra-frais.

Ce procédé est réparti de la façon suivante au sein des différents secteurs :

Diagramme 2 : Répartition de l’utilisation des hautes pressions au sein des différents

secteurs de l’ultra-frais Source : N.C. Hyperbaric

Les applications pour les produits laitiers et céréaliers sont minoritaires par rapport aux

autres secteurs.

Dans le tableau suivant figurent quelques produits de la mer traités par hautes pressions :

Produits de la mer Pays de productionMollusquesHuîtres et sauces à base d’huîtres USAHuîtres Australie, JaponCrustacésHomards Canada, USACrabe royal USACrabe USAProduits prêts à consommésHareng JaponSaumon fumé tranché JaponSaumon et colin prêts à consommer EspagnePréparation de saumon et de merlu cuits Espagne

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Dans le secteur des produits de la mer, la technologie des hautes pressions est

essentiellement employée pour répondre à deux objectifs :

- L’extension de durée de conservation des produits : crevettes, poissons prêts à être

consommés…

- L’ouverture des coquillages et l’extraction de la chair des crustacés.

Mise en œuvre des hautes pressions Principe de fonctionnement

Les équipements industriels hautes pressions sont composés d’une enceinte résistante à

la pression, d’un circuit haute pression, d’une pompe externe de compression du fluide,

d’une unité de commande et d’un dispositif de chauffage ou de refroidissement.

La technologie haute pression consiste à appliquer une pression sur un liquide contenant

les produits à traiter. L’eau est le liquide le plus utilisé pour transmettre la pression, ce qui

explique la dénomination « hautes pressions hydrostatiques ». L’eau présente un

avantage certain : sa faible compressibilité.

Le produit alimentaire est le plus souvent conditionné dans son emballage définitif

(imperméable et souple) puis introduit dans l’enceinte cylindrique qui sera par la suite

remplie d’eau. La pression est instantanée et isostatique en tous points de l’enceinte et

donc du produit. Le produit comprimé peut reprendre sa forme initiale quand la pression

est libérée. La gamme des hautes pressions appliquées varie de quelques dizaines de

méga pascals (106 MPa) à 1 giga pascal (109 MPa).

Figure 1 : Schématisation d’un procédé de hautes pressions Source : N.C. hyperbaric

La compression de l’eau s’accompagne d’une légère hausse de température. Cette

Morue ItaliePlats cuisinés à base de crevettes Espagne

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hausse est faiblement ressentie dans les produits traités du fait des échanges thermiques

rapides entre le liquide de transfert et les parois de l’enceinte de pressurisation.

Il existe également un système de pressurisation directe, utilisé pour traiter des fluides en

continu. Le fluide est admis directement dans la pompe pour être comprimé. Son temps

de séjour sous pression est assuré par une grande longueur de tuyauteries hautes

pressions. Il existe peu d’applications industrielles à ce jour.

Fabricants et équipements

Dans le tableau suivant figurent les principaux fabricants et équipementiers d’enceintes

HP :

Selon le fabricant et selon le souhait de l’industriel, l’enceinte de pressurisation peut être

axée verticalement ou horizontalement. Les installations sont en acier inoxydable

alimentaire et nettoyable. Le chargement et le déchargement des paniers peuvent être

manuels ou automatiques. La plupart des équipements présentent des pressions de

travail pouvant aller jusqu’à 600 MPa.

Les principaux fournisseurs d’enceintes hautes pressions destinées à l’agro-alimentaire

sont Avure technologies et N.C. hyperbaric. Leur gamme comprend des appareils

capables de traiter de petits volumes jusqu’à des volumes industriels. N.C. hyperbaric

propose également une installation compacte et innovante vouée à minimiser l’espace au

sol nécessaire (Equipement iWawe Range).

Le tableau suivant reprend les principaux équipements de deux principaux fournisseurs

ainsi que leurs capacités en termes de volume et de pression.

Avure technologies

Nom de l’entreprise Pays Avure technologies Etats-UnisAutoclave engineers Etats-UnisElmhurst research, Inc. Etats-UnisEngineered pressure systems Inc. Etats-UnisHarwood engineering company Inc. Etats-UnisHigh pressure equipement company Etats-UnisKobelco (Kobe Steel) JaponN.C. hyperbaric EspagneResato BelgiqueSITEC SuisseStansted fluid power Royaume-UniStork food and dairy systems Pays-BasUhde hochdrucktechnik Allemagne

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N.C. hyperbaric

Sources : site officiel d’Avure Technologies et de N.C. hyperbaric

Le conditionnement des produits traités

La technologie hautes pressions peut être couplée avec différents types de

conditionnement, selon l’application souhaitée : bouteille, barquette, emballage skin,

doypack, sachet… Toutes les denrées alimentaires traitées par hautes pressions doivent

être conditionnées dans des emballages flexibles à mémoire de forme, imperméables et

dans lesquels le vide peut être fait au préalable. La flexibilité permet de résister aux

déformations occasionnées lors de la pressurisation. Les emballages utilisés sont souvent

en plastique et composés de plusieurs couches de matériaux.

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Ces emballages, dans la plupart des cas, servent de conditionnement définitif pour le

stockage.

L’emballage doit avoir une bonne scellabilité à chaud pour permettre une fermeture

hermétique ; cette herméticité doit perdurer au cours du traitement afin d’éviter toute

recontamination de l’aliment. Le conditionnement dans des boîtes métalliques ou des

récipients en verre, à ce jour, n’est pas adapté pour les hautes pressions à cause de leur

déformation irréversible et du risque de rupture lors du traitement.

NB : La société Multivac s’est associée à Uhde High Pressure Technologies afin de

développer un système automatique de conditionnement et de traitement hautes

pressions. L’objectif de cette union est d’améliorer la rentabilité de l’opération par un

système intégré de conditionnement et de traitement HP (500-600 MPa).

NB : Les hautes pressions pourraient avoir un impact sur la perméabilité des emballages

ainsi que sur les phénomènes de migration. Mais les études scientifiques réalisées sont

assez rassurantes sur ce point.

Effets des hautes pressions sur certaines caractéri stiques des denrées alimentaires

Effets des hautes pressions sur les micro-organisme s

L’utilisation des hautes pressions est une alternative aux traitements thermiques

classiques pour détruire les micro-organismes. Ce procédé permet de prolonger la

stabilité à l’entreposage des produits, tout en conservant les propriétés nutritionnelles et

sensorielles des aliments.

Résistance des micro -organismes aux hautes pressions

Pour déterminer l’impact des hautes pressions sur les micro-organismes, il est nécessaire

de distinguer les formes végétatives bactériennes, les spores bactériennes, les levures et

les moisissures.

La cellule soumise à une élévation de pression subit un ensemble de perturbations

physiologiques qui conduisent, pour un niveau de pression suffisant, à un arrêt du

métabolisme et de la croissance. Cet état peut être réversible car la cellule est capable de

se développer normalement si les conditions redeviennent plus favorables. Pour inactiver

définitivement les micro-organismes, il est nécessaire d’appliquer des pressions très

élevées.

De nombreuses études ont montré que la sensibilité à la pression est très variable en

fonction de l’état végétatif. Les bactéries à Gram positif sont plus résistantes à la pression

et à la température que les Gram négatif. Par exemple, Listeria et Staphylococcus aureus

sont plus résistants que les Salmonelles et Escherichia coli. De même, les bactéries de

type coque sont plus résistantes que les bacilles. Les micro-organismes sous forme

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végétative sont inactivés par des pressions comprises entre 400 et 600 MPa, tandis que

les spores des mêmes espèces bactériennes peuvent résister à des pressions

supérieures à 1 000 MPa. En effet, les spores sont les plus résistantes aux différents

stress environnementaux et par conséquent aux pressions. Des scientifiques ont pu

montrer que des spores de Bacillus subtilis ne sont pas inactivées avec un traitement de

14 heures à 1 200 MPa. Cette résistance représente un défi pour les procédés de

conservation alimentaires, quels qu'ils soient, cependant il existe plusieurs moyens

d’inactiver les spores par hautes pressions :

- l’application dans un premier temps d’une pression modérée (20-300 MPa),

permettant la germination des spores (état végétatif des bactéries), suivie d’une

pression plus importante inactivant les formes végétatives issues des spores. La

succession de cycles de pressurisation à 400-700 MPa permet également la

germination de spores bactériennes ;

- la combinaison de traitements par hautes pressions et de traitements thermiques ;

- la combinaison de traitements hyperbares et de substances antimicrobiennes.

En général, plus la complexité de l’organisme est grande, plus la sensibilité aux hautes

pressions est importante. Les levures et les moisissures sont inactivées pour des

pressions comprises entre 200 et 400 MPa.

NB : pour certains micro-organismes, même pour un niveau de pression élevé et/ou pour

un temps de traitements très long, l’inactivation totale de la charge microbienne initiale

peut ne pas être atteinte. Cela peut s’expliquer, entre autres par l’existence d’une fraction

de la population microbienne plus résistante, ou protégée par des cellules inactivées ou le

produit de leur inactivation.

Figure 2 : Effets des hautes pressions sur les micro-organismes Source : N.C. hyperbaric

d’après De Patterson et al, 1996

Effets combinés des hautes pressions et d ’autres paramètres physico -chimiques sur les micro -

organismes

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L’efficacité du traitement par hautes pressions ne dépend pas uniquement des pressions appliquées

mais aussi de la durée du traitement et de la température. D’autres facteurs peuvent influencer la

cinétique d’inactivation tels que le pH, l’aw , la teneur en sucre et la concentration en sel.

Chaque micro-organisme possède une température optimale pour laquelle la résistance à

la pression est maximale. La variation de cette température de part et d’autre de cet

optimum augmente l’inactivation microbienne. Il a par exemple été montré que

l’inactivation par la pression de Staphylococcus aureus et de Listeria monocytogenes

s’accentue en augmentant la température entre 25 et 50° C. Dans ce cas, la synergie

entre la pression et la température est plus importante pour des pressions élevées.

D’autres études ont montré que l’inactivation microbienne par traitement hautes

pressions est plus importante aux températures basses positives (2-10° C) et négatives (-

30° C) qu’à température ambiante. Cette synergie a uniquement été observée pour

différentes cellules végétatives et non pour les formes sporulées. En appliquant des

traitements hyperbares à température négative, il a été observé que l’interaction entre

les hautes pressions et les températures négatives sur l’inactivation microbienne dépend

du niveau de pression. Ainsi, la diminution de la température augmente l’inactivation

cellulaire par rapport à la température ambiante pour des pressions inférieures à 300

MPa, tandis que pour des pressions supérieures, les basses températures exercent un

effet protecteur, antagoniste aux hautes pressions. Ces observations semblent reliées aux

propriétés thermodynamiques de l’eau, différentes de part et d’autre de 200 MPa.

Mécanismes de l ’inactivation microbienne par les hautes pressions

La compréhension des mécanismes précis d’action de la pression sur l’inactivation des

micro-organismes reste hypothétique. Les hautes pressions induisent des modifications

(telle que la perméabilité) au sein des membranes cellulaires mais provoquent également

des modifications au niveau de la morphologie des cellules (élongation), des éclatements

d’organites intracellulaires ainsi que des pertes de mouvement pour les micro-organismes

voués à se déplacer. Des changements mineurs dans certaines réactions biochimiques

peuvent aussi jouer un rôle dans l’inactivation bactérienne.

La cause de mortalité la plus probable serait la perméabilisation membranaire, même si la

corrélation entre l’inactivation microbienne et la perméabilisation des membranes est

complexe et difficile à mettre en évidence. L’inactivation cellulaire serait due au maintien

des cellules dans un état de perméabilité sous pression ce qui entraîne un transfert de

matière, préjudiciable à la viabilité des cellules. Les mécanismes de perméabilisation des

membranes peuvent modifier les lipides et les protéines membranaires provoquant une

altération des fonctionnalités de la membrane.

Effets des hautes pressions sur les nutriments

Sur les protéines

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Les protéines sont composées d’acides aminés reliés par des liaisons fortes peu affectées

par les hautes pressions. Cette succession linéaire d’acides aminés constitue la structure

primaire. Cette structure se replie localement sur elle-même en différents endroits en

formant des hélices et des feuillets parallèles. Ce sont les liaisons hydrogènes (liaisons

faibles) qui permettent le repliement, constituant ainsi la structure secondaire. Les hautes

pressions peuvent induire une altération des liaisons hydrogènes et par conséquent

modifier la structure secondaire.

La structure tertiaire correspond au repliement tridimensionnel de la protéine dans

l’espace. Cette conformation spatiale est très importante pour la fonctionnalité de la

protéine.

L’application de pressions supérieures à 200 MPa modifie la structure tertiaire des

protéines. Les formes dénaturées des protéines peuvent être multiples et, même si la

protéine n’est pas complètement dénaturée, ce phénomène est souvent irréversible.

Enfin la structure quaternaire est l’association de plusieurs structures tertiaires par des

liaisons faibles, sensibles aux hautes pressions.

Il est important de noter que l’eau est indispensable à la dénaturation protéique sous

hautes pressions, car en l'absence d’eau, les protéines sont très stables.

Généralement, la réversibilité du phénomène dépend de la pression atteinte et des

conditions du milieu : concentration, force ionique, pH, aw, présence de lipides… La

réassociation de protéines ayant perdu leur conformation spatiale peut entraîner la

gélification ou la précipitation des protéines dès le retour à la pression atmosphérique.

Les enzymes sont des protéines très importantes qui permettent de catalyser une

réaction. Une large majorité des enzymes est inactivée (au moins partiellement) entre 400

et 600 MPa, en quelques minutes. L’inactivation ou l’activation enzymatique est due aux

modifications de la structure 3D, ou aux modifications de l’interaction enzyme-substrat

(ponts salins, liaisons hydrophobes…). Les études d’impact sur des enzymes purifiées et

sur des enzymes inhérentes aux produits alimentaires, donnent des résultats souvent

différents.

Sur les lipides

Les hautes pressions accroissent la température de fusion des lipides de l’ordre de 20° C

tous les 100 MPa.

Ainsi, les lipides présents à l’état liquide à température ambiante cristallisent sous l’effet

de la pression.

La littérature donne des avis controversés quant à l’effet des hautes pressions sur

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l’oxydation des lipides dans les produits aquatiques.

Par exemple, l’étude menée par Yagiz et ses collaborateurs (2009) a montré qu’un

traitement hautes pressions n’affecte pas les acides gras du saumon Atlantique. Dans ce

cas, les HP ne favoriseraient pas l’oxydation des lipides.

Par contre, une étude de Tanaka(1991) a montré que la lipase du muscle de sardine est

inactivée par un traitement par hautes pressions, ce qui limiterait la libération d’acides

gras.

Ainsi, l’oxydation des lipides de la sardine serait favorisée par un traitement hautes

pressions. L’importance de cette oxydation serait proportionnelle à l’intensité et à la durée

du traitement.

Sur les vitamines

Les études menées jusqu’à présent montrent que les hautes pressions n’affectent pas

négativement les vitamines. Les dégradations éventuelles de vitamines proviennent de

réactions chimiques annexes comme l’oxydation.

Effets des hautes pressions sur les propriétés orga noleptiques

Sur la texture des produits aquatiques

L’application d’un traitement hautes pressions agit sur la fermeté, la cohésion, l’élasticité,

la résilience, la masticabilité. L’application d’un traitement hyperbare sur un poisson va

pouvoir modifier sa texture et entraîner des phénomènes d’agrégation ou de gélification

des protéines myofibrillaires sarcoplasmiques, un changement d’affinité avec l’eau ou de

l’activité protéasique.

Des échantillons traités par de faibles pressions (100-200 MPa) n’évoluent pas dans le

temps.

Sur la couleur et la flaveur des produits aquatique s

De façon générale, les hautes pressions n’affectent pas les molécules colorantes et

odorantes, très stables. Cependant, dans le cas de la viande,

les hautes pressions entraînent une oxydation de la myoglobine donnant au muscle une

couleur brune. En ce qui concerne les produits aquatiques, les hautes pressions ont

tendance à modifier l’aspect du muscle. Par exemple, un muscle de poisson blanc perd sa

translucidité suite au traitement hyperbare, il présente un aspect opaque semblable à

celui conféré par la cuisson. Ces changements sont dus en partie à la dénaturation des

protéines, aux modifications de la structure du muscle et de l’arrangement spatial des

cellules et des fibres musculaires. Plusieurs études ont montré que les hautes

pressions peuvent entraîner un blanchiment de la chair des poissons colorés (ex :

saumon ou thon). Plus la pression est élevée, plus la décoloration est marquée.

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Applications des hautes pressions pour les produits alimentaires

Pasteurisation par hautes pressions

Parmi les différentes applications des hautes pressions, la pasteurisation est le résultat le

plus souvent recherché en agroalimentaire. L’application de hautes pressions de 400 à

600 MPa pendant 1 à 5 min diminue significativement les micro-organismes présents

dans les produits de la mer tels que : les levures, les bactéries lactiques ou les bactéries

psychotrophes (Escherichia coli, Listeria, Salmonelle, Vibrio…). Pour des pressions

supérieures à 500 MPa, ce procédé permet d’inactiver la plupart des enzymes.

L’utilisation des hautes pressions permettrait d’étendre la durée de vie de nombreux

produits d’au moins deux fois par rapport à des produits non traités.

Les hautes pressions peuvent être également utilisées pour stériliser de nombreux

produits (combinaison pression / haute température), mais malgré le dépôt de nombreux

brevets, il n’y aurait pas encore d’applications industrielles à ce jour.

Ouverture de coquillages et extraction de la chair de crustacés

La technologie hautes pressions est très utilisée à travers le monde pour permettre

l’ouverture des coquillages bivalves et l’extraction de la chair de crustacés. Les

mollusques bivalves possèdent un muscle adducteur qui maintient la coquille fermée.

L’application d’une pression isostatique de l’ordre de 200-300 MPa entraîne le

relâchement du muscle adducteur. La coquille s’ouvre et la chair se détache facilement et

entièrement de la coquille. Ce procédé est utilisé pour ouvrir à froid les huîtres, les

moules, les palourdes…

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Figure 3 : Ouverture des coquilles de différents mollusques Sources : N.C. hyperbaric et

wwww.processalimentaire.com

Figure 4 : Photographies avant et après traitement haute pression pour l’ouverture de

bivalves Source : http://www.youtube.com/watch?v=OYSbc1_l7tM

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Figure 5 : Photographie comparant l’ouverture manuelle à gauche et par hautes pressions à droite d’une

moule. Source : N.C. hyperbaric

La chair des crustacés est maintenue à la carapace à l’aide d’une protéine spécifique.

L’application des hautes pressions (300 MPa) sur des crustacés dénature cette protéine,

la chair n’est alors plus attachée à la carapace. De plus, la chair est compressible mais

pas la carapace. Ceci permet d’extraire facilement et entièrement la chair des crustacés.

Les hautes pressions sont employées pour extraire principalement la chair des homards

et des crabes.

Figure 6 : Photographies représentant de la

chair de crabe extraite par hautes pressions

Source : N.C. hyperbaric

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Figure 7 : Photographies représentant l’extraction de chair de homards Sources : N.C.

hyperbaric

Figure 7 : Photographies représentant l’extraction de chair de homards Sources : N.C.

hyperbaric

Autres applications potentielles

Imprégnation et extraction par hautes pressions

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L’emploi des hautes pressions hydrostatiques induit une perméabilisation réversible des

membranes cellulaires. Ce phénomène de perméabilisation est à l’origine de la mort des

micro-organismes, mais permet également de faciliter l’entrée ou la sortie de solutés sans

altération majeure de la structure des tissus. L’emploi des hautes pressions permettrait de

favoriser le salage des produits de la mer, l’extraction d’arômes et de colorants cellulaires.

Texturation de protéines par hautes pressions

L’application de pressions hydrostatiques élevées (400-700 MPa) à température ambiante

ou même à froid permet de dénaturer les protéines et les polysaccharides. Sous certaines

conditions, il est possible d’obtenir des gels dont les caractéristiques rhéologiques

(rétention d’eau, densité, rétrogradation) sont différentes de celles de gels obtenus

thermiquement. Ce procédé permet par exemple de texturer les protéines de poisson

(comme dans la fabrication du surimi).

Congélation et décongélation par les hautes pressio ns

Le passage de la transition de phase liquide/solide par changement de la pression et de la

température permet une congélation ou une décongélation rapide et homogène, même

sur des aliments très épais.

Des travaux menés sur la congélation par détente haute pression (CDHP) sur la

langoustine, la carpe ou encore le turbot, ont mis en évidence certains avantages par

rapport aux procédés de congélation conventionnels : cristallisation fine et homogène des

produits, réduction de l’exsudation. Par contre, il a été observé une dénaturation partielle

des protéines ce qui provoque un durcissement de la chair (peu gênant pour des produits

destinés à être cuits).

Les avantages d’une décongélation haute pression (DHP) sont la réduction des durées de

traitement et l’amélioration de la qualité microbiologique des produits. Des études sur le

merlan, le thon, la coquille Saint-Jacques et le saumon ont confirmé ces données. Il

semblerait que la décongélation par hautes pressions soit plus susceptible de déboucher

sur des applications industrielles que la congélation par détente HP.

Maturation enzymatique

Le passage sous pression de produits fermentés, accélère de façon considérable la

maturation enzymatique. Ce phénomène est dû à l’augmentation de la digestibilité des

protéines. Cette maturation s’accompagne du développement d’un profil aromatique

semblable à celui obtenu au cours de la maturation. Il faut cependant stopper cette

évolution par un traitement à plus haute pression ou un traitement thermique pour inhiber

les enzymes.

Participation à une démarche de réduction du sel / r éduction des additifs

La technologie hautes pressions pourrait intervenir dans une démarche de réduction du

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sel. Des études menées par le CTCPA ont montré que le traitement hautes

pressions permet de limiter l’exsudation de certains produits et de maintenir une texture

acceptable pour une teneur en sel réduite. En effet, les hautes pressions modifient

quelque peu les protéines, entraînant une modification de la capacité de rétention d’eau.

Les qualités organoleptiques et microbiologiques des produits à teneur réduite en sel

testés étaient satisfaisantes. Les hautes pressions pourraient également permettre la

diminution d’autres additifs, favorisant ainsi la tendance « Clean label ».

Avantages et limites des hautes pressions

La technologie des hautes pressions est actuellement le seul procédé athermique qui

permet une pasteurisation homogène du produit dans son emballage. Cette technologie

peut permettre de prolonger la durée de vie des produits sans ajout d’additifs, tout en

gardant les caractéristiques organoleptiques et nutritionnelles des produits. Les produits

traités par hautes pressions s’inscrivent dans la démarche du Clean Label et peuvent

aussi s’inscrire dans une démarche de réduction de la teneur en sel. Cette technologie

offre aussi la perspective de créer de nouveaux produits (par texturation par exemple).

Actuellement, les hautes pressions représentent l’unique technologie permettant d’ouvrir

et d’extraire la chair des fruits de mer à l’état cru. La séparation de la chair est totale et

assez aisée.

Cependant, la technologie hautes pressions présente également quelques limites.

- Le coût d’acquisition des installations est élevé, de plus le procédé est réalisé en semi-

continu et les débits maxima (1t/h) sont souvent trop faibles pour les grandes entreprises ;

tout ceci relativise la rentabilité de ce procédé. Toutefois, les coûts de traitement des

produits sont voués à diminuer avec l’amélioration des équipements.

- Cette technologie n’est pas destinée à traiter les produits secs ou à faible activité de

l’eau et ceux de faible densité comme le poivre ou la farine par exemple. Mais il

envisageable d’utiliser un gaz en tant que fluide de pressurisation.

- Ce procédé ne permet pas de stériliser les produits, les spores étant souvent résistantes

aux hautes pressions. Il est toutefois possible de coupler les hautes pressions à une

température élevée (80-90 °C °) pour stériliser les produits.

- Pour les produits n’ayant subi qu’une inactivation partielle des enzymes, il est impératif

de les conserver au froid positif (+4° C).

- Enfin, des pressions supérieures à 200-300 MPa induisent des modifications au niveau

de la texture et de la couleur de produits contenant des protéines crues (viandes,

poissons).

Aspects règlementaires

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Initialement, les hautes pressions auraient pu être considérées comme relevant du

règlement CE Novel Food 258/97, qui obligent à constituer un dossier européen

d'évaluation de l'impact du procédé sur la valeur nutritive, le métabolisme ou la teneur en

substances indésirables de l'aliment traité.

Arguant que le traitement par pression hydrostatique d'aliments emballés est largement

utilisé en Europe et se basant la littérature scientifique, l'ANSES a émis plusieurs avis qui

tendent à ne pas classifier l'utilisation des hautes pressions parmi les procédés Novel

Food, ce qui éxonère, jusqu'à présent, les industriels de la constitution et de la validation

d'un dossier d'autorisation européen, du moins pour des barèmes de pression appliquée

de 500 à 600 MPa pendant 3 à 5 minutes avec une eau refroidie ou à température

ambiante . Ce sont donc les autorités françaises (la DGCCRF) qui permettent, produit par

produit, l'utilisation des hautes pressions, sans forcément procéder à une saisine de

l'ANSES si la demande ne le nécessite pas.

Les différents avis de l'ANSES (voir bibliographie) documentent et valident les aspects

biochimiques, nutritionnels et microbiologiques, du traitement par hautes pressions. En

revanche, l'ANSES recommande de procéder à des essais de migrations spécifique et

globale des composants des emballages et de surveiller la genèse éventuelle de

composés néoformés. Ces deux aspects devront être particulièrement documentés par

les industriels qui souhaiteraient adopter un process comprenant un traitement par hautes

pressions.

Il est conseillé aux entreprises de contacter la DGCCRF. Elles peuvent se faire

accompagner dans leur démarche par les centres techniques et Plate-Forme d'Innovation

suivants :

- Adria Normandie (Bernard Picoche), boulevard du 13 Juin 1944 - BP 2, 14310

Villers-Bocage. Tél. : 02 31 25 43 00.

- CTCPA Nantes - Unité Hautes Pressions (Romuald Chéret), rue de la Géraudière,

BP 62241, 44322 Nantes Cedex. Tél. : 02 40 40 47 41.

- Plate-Forme d'Innovation Nouvelles Vagues (Bruno Le Fur), 15/17, rue Magenta,

62200 Boulogne-sur-Mer. Tél. : 03 21 83 91 31.

Projets récents sur les hautes pressions

Le projet NovelQ (Novel processing méthods for the production and distribution of high-

quality and safe foods), financé par l’Union européenne, rassemble 36 organisations de

recherche et universitaires, afin d’explorer les potentialités des nouvelles technologies

dans le domaine agro-alimentaire. Les efforts de recherche ont été concentrés sur

l’emploi de la technique HP en vue d’une stérilisation, l’étude des effets des champs

électriques pulsés sur les pathogènes alimentaires, et l’emploi du plasma froid en tant que

désinfectant de surface. Ce projet a débuté en 2006 pour une durée de cinq ans. Les

résultats ont été présentés lors de nombreuses conférences et transcrits en 125

sur 23Pôle Aquimer


publications scientifiques.

Depuis quelques années, le CTCPA a mené, seul ou en collaboration, différents projets

sur les nouvelles technologies et notamment sur les hautes pressions. Le CTCPA s’est

associé en 2009 à l’ONIRIS de Nantes pour former « l’Unité Hautes Pressions » et ainsi

lancer un programme de recherche de trois ans sur la préservation des aliments.

Un projet collaboratif ADRIA Normandie / PFI Nouvelles vagues/ IFREMER, financé par

FranceAgriMer et le FEP, et porté par le pôle de compétitivité AQUIMER, a permis, en

2010, d’étudier l’intérêt des hautes pressions pour l’amélioration de la conservation du

poisson et la maîtrise du danger Anisakis. Cette étude a entre autres montré que

les hautes pressions peuvent être employées pour détruire les larves de nématodes

Anisakis présentes dans les filets de différentes espèces de poissons (200 MPa, 5 min).

Cependant, des tests d'acceptabilité consommateurs mériteraient d'être approfondis, les

filets de certaines espèces présentant des modifications de textures et/ou de couleur.

L’entreprise 5 degrés ouest (5°W) située à Riec-sur -Belon, est la seule entreprise

française à s’être lancée dans le décorticage à froid de la chair de homards par hautes

pressions. Les homards achetés durant la période de mai à septembre, sont placés

vivants dans un équipement HP de N.C. hyperbaric. Une fois la pression de 230-280 MPa

atteinte, les homards meurent instantanément. Ils sont ensuite décortiqués manuellement,

puis la chair est immédiatement surgelée individuellement à l’azote pendant quelques

minutes. En vue d’amortir le coût d’investissement (540 000€), 5°W envisage d’utiliser

cette technique pour d’autres produits de la mer et notamment l’ouverture de coques,

d’huîtres et de palourdes.

En conclusion, la technologie hautes pressions est largement employée à travers le

monde. Les hautes pressions sont appliquées principalement aux différents secteurs de

l’ultra-frais, les produits de la mer représentent 17 % des produits traités. En France, cette

technologie, est susceptible d'être source de développements dans l'agroalimentaire.

BIBLIOGRAPHIE Avis ANSES

AFSSA - Saisine n°2007-SA-0164, Avis de l'Agence française de sécurité sanitaire des

aliments relatif à l'autorisation de mise sur le marché de magrets de canards séchés, ou

séchés et fumés, stabilisés par hautes pressions hydrostatiques comme nouvel aliment

dans le cadre du règlement CE n°258/97 , 14/12/07.

AFSSA - Saisine n°2009-SA-0204, Avis de l'Agence française de sécurité sanitaire des

aliments relatif à l'évaluation de l'impact d'un traitement de pascalisation (hautes

pressions) sur des plats cuisinés, 01/03/2010.

ANSES - Saisines n°2009-SA-0315 et n°2009-SA-0316, Avis de l'agence française de

sécurité sanitaire des aliments relatif à l'évaluation de l'impact d'un traitement par hautes

sur 23Pôle Aquimer


pressions sur de la viande de volaille marinée et de la viande de volaille farcie, 14/06/10.

ANSES – Saisine n° 2010-SA-0193, Avis de l’Agence nationale de sécurité sanitaire de

l’alimentation, de l’environnement et du travail concernant les traitements par hautes

pressions hydrostatiques sur des aliments emballés, 30/08/2010.

ANSES - Saisine n°2011-SA-0003, Avis relatif à l’évaluation de l’impact de la stabilisation

par hautes pressions de magrets de canard séchés et fumés, 28/07/2011.

Publications / études

ADRIA NORMANDIE, HALIOMER, IFREMER , juillet 2010, Intérêt des Hautes pressions

pour l’amélioration de la conservation du poisson et maîtriser le danger Anisakis

BERMUDEZ-AGUIRRE et BARBOSA-CANOVAS , 2011, Un point à date sur les hautes

pressions hydrostatiques, du laboratoire aux applications industrielles, Food engineering

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CHERET R., 14/10/2005, thèse de doctorat, Effet des hautes pressions sur les indicateurs

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CRUZ-ROMERO et al , 2008, Fatty acids, volatile compounds and colour changes in high-

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CTCPA, 2001, book hautes pressions, Bilan technologiques et perspectives

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LAKSHMANAN et al , 2003, Potential applications of high pressure for improvement in

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MOUSSA M., PERRIER J.M. et GERVAIS P., mars 2009, Applications des hautes

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MURCHIE et al, 2005, High pressure processing of shellfish : a review of microbiological

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PICOUET et al , 2011, Stability of sous-vide cooked salmon loins processed by high

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RAMIREZ-SUAREZ and MORRISSEY , 2006, Effect of high pressure processing on shelf

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ROUILLE et al , 2002, High pressure thawing of fish and shellfish, Journal of food

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SIMONIN et al, Stabilisation de filets de thon cru Albacore par conditionnement sous vide

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YAGIZ et al, 2009 ; Effect of high pressure processing and cooking treatment on the

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Articles de presse

Produits de la mer , Décorticage : à chaud ou à froid, mai avril 2011 n. 126, p61

Produits de la mer , Homard 5°W : Goûtez-le pour le croire , octobre-novembre 2011, n.

129, p86-87

sur 23Pôle Aquimer


Control & Automation Magazine , La haute pression est sur le point de percer au niveau

mondial, n° 80, juin 2007, p 25-27

Interventions

Intervention de Carole TONELLO / N.C. hyperbaric, portant sur la technologie hautes

pressions et ses applications, lors de la journée d’échanges sur les nouvelles

technologies organisée à Boulogne-sur-Mer en mars 2011 par le pôle de Compétitivité

AQUIMER. Pour l'obtenir, contactez le Pôle de compétitivité AQUIMER au

03 21 10 78 98.

Pour tout renseignement complémentaire :

Plate-Forme d’Innovation Nouvelles Vagues

15/17 rue de Magenta

62200 BOULOGNE-SUR-MER tel : 03 21 83 91 31 Fax : 03 21 87 46 83

[email protected]

Pour soumettre un projet de Recherche et Développement au Pôle de Compétitivité Aquimer :

Pôle de Compétitivité Aquimer

16, rue du Commandant-Charcot

62200 BOULOGNE-SUR-MER

Tél. : 03 21 10 78 98 Fax. : 03 21 30 33 22

[email protected]

Cette fiche technique a été réalisée par la Plate-Forme d'Innovation

Nouvelles Vagues pour le compte du Centre de Veille et de Prospective Collaboratif du Pôle Aquimer,

projet qui a reçu les soutiens financiers du Conseil Régional Nord - Pas-de-Calais ; de l'Union

européenne (Fonds FEDER) ; de la DIRECCTE Nord - Pas-de-Calais ; de la Chambre de commerce et

d'Industrie Côte d'Opale ; de la CITPPM (Confédération des Industries de Traitement des Produits des

Pêches Maritimes et de l'Aquaculture) ; du From Nord ; de la Plate-Forme d'Innovation Nouvelles

Vagues.

sur 23Pôle Aquimer


Veilleur/contributeur : Plate-Forme d'Innovation Nouvelles Vagues; pour le volet règlementaire, Adria Normandie,

Aquimer, CTCPA

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Synthèse sur l'utilisation des hautes pressions pour les ... fonction de l’état végétatif. Les...

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