Stérilisation - Traitement des aliments à hautes températures
La stérilisation est un procédé de conservation des aliments, constituant à éliminer toutes les bactéries et les microbes d'un produit alimentaire, y compris les spores microbiennes, en le portant à des températures élevées. Les températures appliquées seront obligatoirement supérieures à 100 °C.
Définition
La stérilisation est une technique de conservation des aliments constituant à éliminer tous les germes microbiens d'un aliment, y compris les spores microbiennes, en le portant à haute température. Les températures appliquées resteront supérieures à 100 °C (des températures autour de 120°C en général).
+ Différence entre stérilisation et pasteurisation
La différence avec la pasteurisation se trouve dans la gamme de température appliquée durant le traitement : supérieure à 100°C en stérilisation et autour de 70°C en pasteurisation. D'autre part, l'efficacité du traitement n'est pas le même : en effet, la pasteurisation ne détruit que les formes végétatives mais pas les spores, ce qui induit une recontamination possible lors de la germination des spores.
Ainsi, un aliment stérile n'a pas de Date Limite de Consommation (DLC) mais a une DLUO (Date Limite d'Utilisation optimale) qui s'exprime en mois voire en années. Au delà ce cette date, les propriétés organoleptiques ou nutritionnelles ne sont plus assurées mais le produit alimentaire ne constitue pas un danger pour celui qui va l'ingérer.
Selon la sensibilité du produit et l'emballage qui le contient, on va donc utiliser l'une ou l'autre des techniques de conservation.
Principe - procédé
Stérilisation : cas du traitement des aliments fluides en vrac (lait, soupe, jus de fruit, etc.)
Les aliments fluides, contenant éventuellement des particules de dimensions inférieures à 20mm, c'est à dire des aliments pompables, sont traités thermiquement avant le conditionnement.
Pour être stérilisés, ils sont chauffés dans des échangeurs à plaques ou tubulaires, mais on emploie aussi parfois des tubes de chauffage ohmique ou micro-ondes. Les produits refroidiront grâce à des échangeurs classiques. Ces deux opérations (chauffage puis refroidissement) sont séparés par un maintien à haute température appelé chambrage, par circulation dans une conduite isolée thermiquement.
Après avoir été stérilisés, les aliments traités doivent être protégés des contaminations avant et pendant leur conditionnement. Les emballages chargés doivent donc être eux aussi stériles. Les opérations assurant ces fonctions constituent le conditionnement aseptique et sont réalisés dans une machine dont l'ambiance est alimentée en air stérile sous pression.
Enfin, certains produits, qui ne craignent pas les sur-cuissons (compotes de fruits, confiture par exemple), peuvent être conditionnés à chaud : ils réaliseront la stérilisation de leur emballage en se refroidissant. Cette façon de faire est appelée "auto-stérilisation".
Stérilisation : cas du traitement des produits emballés
Pratiquement, tous les produits stérilisés peuvent l'être dans leur emballage, qui n'a donc pas besoin d'être débactérisé thermiquement ou chimiquement avant remplissage.
Le produit peut comporter plusieurs types d'aliments solides de grandes dimensions (viandes, légumes). Les aliments sont au préalable cuits ou précuits afin de les ramollir, de réduire la contamination, de désaérer le produit ou encore d'inactiver les enzymes d'oxydation.
Les emballages sont alors fermés, éventuellement sous vide d'air, en particulier pour les poches souples, et sont rangés dans des paniers métalliques ou bien déposés sur des tapis de transfert (pour les emballages rigides: boîtes métalliques, pots et bocaux de verre,etc) pour ensuite être traités en autoclaves.
Les autoclaves sont des enceintes fermées hermétiquement pour fonctionner sous des pressions relatives de 2 à 4 bars. La chaleur est apportée par vapeur d'eau ou par vaporisation d'une eau surpressée. Les produits, qui peuvent être mis en circulation ou en rotation à l'intérieur de l'autoclave, afin d'améliorer les transferts de chaleur, sont ensuite refroidis.
Avantages du procédé
L'avantage de la stérilisation est la destruction totale des micro-organismes lors du traitement thermique. Les produits stérilisés seront conservés plusieurs mois dans leur emballage sans risque de recontamination et n'ont donc pas besoin de rester au frais.
Inconvénients du procédé
Les traitements de stérilisation présentent l'inconvénient de dénaturer une partie des composants du produits : protéines, vitamines (notamment et surtout la vitamine C) due à l'utilisation de températures élevées. On ne peux donc appliquer ce traitement pour des produits trop sensibles à la chaleur.
Ainsi, dans le cas des produits pompables avec une charge de particule importante, l'utilisation de pompe particulière, très coûteuse, est nécessaire pour ne pas détériorer les particules. En effet, compte tenu des hautes températures utilisées, il est préférable d'appliquer des temps de traitement courts. Or, la présence de particules ralentit la circulation du liquide à traiter dans les échangeurs. Malgré tout, l'utilisation d'échangeurs permet des traitements plus courts que si l'on devait traiter le produit dans son emballage du fait des meilleurs échanges de chaleur.
+ Autre technique de stérilisation : UHT ou upérisation
Le lait stérilisé UHT est un lait porté à 140-150 °C pendant une seconde environ, et ceci grâce au moyen d'une injection de vapeur. Le lait est ensuite refroidi immédiatement sous vide.
U, H et T sont les initiales de « upérisation à haute température » (ou, par influence de l'acronyme anglais, « Ultra-high temperature »).
Le procédé, qui est une stérilisation, tue tous les micro-organismes et inactive la plus grande partie des enzymes présentes dans le lait. La très courte durée de traitement permet de n'altérer que faiblement la valeur nutritive du lait (essentiellement par dénaturation partielle des protéines solubles comme l'alpha-lactalbumine et la bêta-lactoglobuline) et modérément son goût, par rapport aux autres procédés comme la pasteurisation.
+ Autre technique de pasteurisation : la thermisation
La thermisation est un traitement thermique appliqué au lait cru. Ce dernier devra être porté à une température d’au moins 63ºC pendant 16 secondes.
La thermisation est une forme amoindrie de pasteurisation. Son objectif principal est la destruction des bactéries pathogènes qui pourraient se trouver dans le lait, sans modifier autant ses caractéristiques technologiques. Cependant, ce traitement peut entraîner une diminution de la charge microbienne banale du lait (bactéries lactiques, bactéries d’affinage, etc.). Ladite charge est généralement exploitée pour la préparation du fromage au lait cru. Dans ce cas, on doit faire appel aux bactéries cultivées en laboratoire pour remplacer celles qui sont disparues.