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THEME : NOURRIR L’HUMANITÉ
Chapitre 2 : Aspects biologiques de la conservation des aliments – correction
1. Les aliments,milieux de vie pour les microorganismes
Q1 : A- Conditions de la multiplication des microorganismes
Multiplication des microorganismes et nutriments
Une souche de bactéries est placée dans un milieu où les nutriments ne sont pas renouvelés. On
distingue alors quatre phases dans le développement de la colonie :
- Phase de latence : les bactéries adaptent (si elles le peuvent) leur équipement enzymatique aux
nutriments contenus dans le milieu de culture (eau, nutriments énergétiques, acides aminés, ions
minéraux...).
- Phase de croissance : les bactériens se multiplient rapidement car les nutriments sont en
abondance. Dans des conditions optimales, une population bactérienne peut doubler toutes les 20
min. Une seule bactérie peut alors donner naissance à 512 bactéries en 3 heures et à 1,7 millions
en 8 heures.
- Phase stationnaire : la réserve de nutriments devient limitée. La mort des bactéries compense
leur multiplication.
- Phase de déclin : les nutriments étant épuisés les bactéries ne se multiplient plus, la population
diminue au fur et à mesure que les bactéries meurent.
Multiplication des microorganismes et température
Chaque microorganisme a un domaine de température optimale, favorisant son développement.
Des températures inférieures gênent sa croissance, des températures supérieures gênent aussi sa
croissance ou même entraînent sa mort par dénaturation des protéines enzymatiques.
Multiplication des microorganismes et dioxygène
Le dioxygène est indispensable à certains microorganismes alors qu'il est toxique pour d'autres
(anaérobies stricts). D'autres encore sont indifférents (anaérobies facultatifs) ou n'ont besoin que
de très peu de dioxygène.
Multiplication des microorganismes et pH
Chaque microorganisme se développe dans une gamme de pH donnée. Leur résistance à un écart
de pH est très variable. La plupart des microorganismes ont un pH optimal compris entre 4 et 7,5.
Bilan : Pour leur croissance et leur développement, les microorganismes ont notamment besoin
d'eau, de nutriments et parfois de dioxygène. D'autres facteurs du milieu comme le pH ou la
température ont un effet important. Nos aliments constituent des milieux propices au
développement ds microorganismes.
B- Les microorganismes et nos aliments : Les aliments : un milieu favorable à la multiplication
des microorganismes
Q2 : Certains microorganismes dégradent les aliments et altèrent leur aspect, leur odeur, ou leur
goût. Cette putréfaction est facilement identifiable : vue, odeur (ex moisissure d'orange).
Certains
microorganismes
provoquent
des
toxi-infections
(Viande
hachée)
Des aliments peuvent héberger des microorganismes pathogènes même s'ils ne paraissent pas
avariés.
* Pathogène : qui provoque des maladies plus ou moins graves.
Un microorganisme peut être pathogène soit directement (salmonelle, listéria, toxoplasme...), soit
par l'action des toxines qu'il sécrète (botulisme...). On appelle intoxication alimentaire une
maladie provoquée par l'ingestion d'un aliment contaminé.
La sévérité des symptômes dépend de la virulence de la souche microbienne, de la dose ingérée et
de la résistance de la personne atteinte (les enfants, les personnes âgées, les malades ou les
femmes enceintes sont plus fragiles que les adolescents et les adultes en bonne santé).
Bilan : La plupart des microorganismes est inoffensive, voire utile à l'Homme. Cependant,
certains microorganismes peuvent altérer nos aliments par putréfaction et/ou sont pathogènes
car ils provoquent des intoxications alimentaires, soit directement, soit par l'intermédiaire de
substances qu'ils produisent : les toxines.
2- Biologie des microorganismes et hygiène alimentaire
Q3 : Ralentir ou bloquer la croissance des microorganismes par le froid
La réfrigération consiste à entreposer les aliments à une température positive mais proche du point
de congélation (entre + 0 et + 6°C). Elle est utilisée pour conserver les aliments périssables à
court terme (de quelques jours à plusieurs semaines selon le produit).
La congélation consiste à entreposer les aliments à une température négative (- 18°C à cœur). Elle
est utilisée pour conserver des aliments périssables à long terme (1 à 24 mois).
Remarque : Plusieurs cycles de congélation décongélation peuvent avoir pour effet de
sélectionner les microorganismes les plus résistants au froid et provoquer ainsi une augmentation
importante de certaines populations bactériennes pathogènes. Cette pratique est donc à
proscrire.
Tuer les microorganismes par la chaleur
Les hautes températures (supérieures à 63°C) ont pour effet de dénaturer les protéines nécessaires
au fonctionnement des microorganismes, ce qui a pour effet de les tuer. Cependant, la sensibilité
des microorganismes aux hautes températures est variable. D'une manière générale, plus la
température est élevée et plus la durée d'exposition est longue plus le traitement est efficace.
La stérilisation, ou appertisation, consiste à exposer l'aliment à une température supérieure à
100°C (généralement 120°C) pendant un temps qui varie avec la nature de l'aliment (10 à 60 min).
L'aliment peut ainsi être conservé de 3 à 5 ans à température ambiante.
La stérilisation ne suffit pas, à elle seule, à conserver l'aliment à long terme. En effet l'aliment peut
être à nouveau contaminé par les microorganismes environnementaux après refroidissement. Pour
y remédier l'aliment doit être placé dans un récipient (bocal de verre, boîte métallique ...) étanche à
l'eau, aux gaz et aux microorganismes, avant stérilisation.
La pasteurisation consiste à placer le produit à température élevée, mais inférieure à 100°C (70 à
85°C), pendant une durée réduite (de quelques secondes à quelques minutes). Le produit est
ensuite soumis à un brusque refroidissement (choc thermique). Tous les microorganismes n'étant
pas tués, l'aliment doit être entreposé au froid (+ 4°C). La durée de conservation est alors limitée
(7 jours pour du lait). Cette technique concerne, par exemple, le lait et les produits laitiers, les jus
de fruits, la bière, le vinaigre, le miel…
La stérilisation Ultra Haute Température (UHT) consiste à placer le produit à très haute
température (135 à 150°C) pendant une très courte durée (1 à 15 secondes). Cette technique a
l'avantage de préserver la qualité organoleptique et, semble-t-il, nutritionnelle du produit, mais elle
ne peut être utilisée que pour des liquides (lait, jus de fruits, …) ou de consistance peu épaisse
(desserts lactés, crème, jus de tomate, soupes,…). La durée de conservation atteint 90 jours.
Priver les microorganismes d'eau
La déshydratation consiste à éliminer par la chaleur ou l'aération l'eau contenue dans un aliment :
- soit partiellement, c'est la concentration qui consiste à augmenter la masse d'un produit par unité
de volume (pruneaux);
- soit de manière plus poussée, c'est le séchage qui aboutit à des produits alimentaires dits secs
(haricots, saucissons, herbes aromatiques, aulx).
La lyophilisation consiste à congeler un aliment puis à le soumettre au vide, l'eau passe ainsi
directement de l'état solide à celui de vapeur (sublimation). Cette technique donne des produits de
qualité, qui se réhydratent bien mais reste d'un prix de revient élevé. Elle est réservée à certaines
applications comme le café soluble, des potages instantanés et à l'alimentation en conditions
extrêmes (alpinistes, spationautes ...).
Le sucrage, généralement au saccharose, concerne des produits végétaux (sirops, fruits confits,
confitures ...). Il permet des conservations de longue durée. La conservation par le sucre ne peut se
faire qu’à chaud puisque l’aliment doit perdre une partie de l’eau qu’il contient par évaporation
tandis que le sucre, une fois dissous, se lie aux molécules d’eau restantes et les rend indisponibles
pour la croissance de microorganismes.
Par extension, confire consiste à conserver des denrées alimentaires en rendant l'eau indisponible
par adjonction de sucre, mais aussi de graisse, d'huile ou de sel. Confire une viande consiste à la
cuire dans la graisse puis à la conserver dans la graisse, donc à l'abri de l'air et d'une éventuelle
contamination bactérienne. Aujourd'hui on préfère stériliser les confits, ce qui est une précaution
supplémentaire.
Le salage au chlorure de sodium, consiste à soumettre l'aliment à l'action du sel. Cette méthode est
utilisée pour des produits animaux (charcuteries, poissons, fromages) et permet des conservations
de longue durée. La morue est du cabillaud salé et séché.
Tuer les microorganismes par un antiseptique
Un antiseptique est une substance qui tue ou prévient la croissance des micro-organismes.
La fermentation : utiliser des microorganismes contre les microorganismes. Certains organismes
utilisent un mécanisme alternatif à la respiration pour utiliser l'énergie de leurs nutriments : la
fermentation. Dans certains cas la fermentation libère deux types de composé organiques :
- d'une part des agents anti-microbiens, comme l'acide lactique ou l'acide acétique ;
- d'autre part des composés qui participent à la maturation organoleptique du produit.
Exemples : des produits laitiers comme les yaourts ou les fromages (pâte molle et à croûte lavée) ;
des produits carnés comme le saucisson ; des produits végétaux comme la choucroute ou les
olives.
Priver les microorganismes de dioxygène
Le conditionnement sous atmosphère modifiée : on injecte dans l'emballage du dioxyde de
carbone ou de l'azote. Cette technique améliore nettement la conservation de l'aliment (2 à 5 fois
plus longtemps que sous atmosphère normale) mais doit être associée à une conservation au froid
(ex: salade, charcuterie sous vide).
Tuer les microorganismes par un rayonnement
Les radiations ionisantes sont des rayonnements électromagnétiques puissants. Ce sont soit des
rayons X soit des rayons gamma. Ces rayonnement entraînent une inhibition de le croissance voire
la mort cellulaire. Ce procédé est généralement utilisé pour les épices ou les herbes aromatiques
mais les fruits, légumes et viandes peuvent également être traités.
Effets indésirables :
- destruction d'une grande partie des vitamines et des nutriments ;
- formation d'espèces chimiques mal connues pouvant modifier les propriétés organoleptiques ;
- etc.
3- Biologie des microorganismes et conservation des aliments
A: Les conseils de conservation des aliments
Q4 : Les techniques de conservation des aliments visent à empêcher les microorganismes de se
multiplier de manière à préserver la comestibilité et les propriétés gustatives ou nutritives des
aliments.
Date limite de consommation (DLC) : "À consommer jusqu'au..."
S'applique aux aliments réfrigérés. C'est une date limite impérative jusqu'à laquelle l'aliment est
consommable s'il est conservé dans les conditions recommandées (chaîne du froid). Au-delà de
cette date, le développement bactérien peut être dangereux pour la santé (ex : yaourts, charcuteries
et viandes fraîches).
Date limite d'utilisation optimale (DLUO) : "À consommer de préférence avant ..."
C'est la date à partir de laquelle les qualités organoleptiques, physiques et nutritives peuvent être
altérées. Au delà, bien que de moindre qualité, l'aliment est toujours consommable s'il a été
conservé dans les conditions recommandées (ex : café, pâtisseries sèches).
B- Risques associés à certaines techniques de conservation
Q5 : Quelques additifs alimentaires
Un additif alimentaire est une substance ajoutée à un aliment. Il peut s'agir d'un extrait naturel ou
d'un produit de synthèse qui est "naturel" quand il reproduit une substance naturelle. Il est utilisé
pour colorer, modifier le goût, la consistance ou prolonger la conservation d'un aliment.
Un additif doit pouvoir être consommé quotidiennement par un adulte sans effet négatif sur la
santé. L'interaction entre plusieurs additifs et plusieurs aliments résulte parfois des risques pour la
santé.
L'acide benzoïque et ses dérivés (E210 à E213)
Ce sont des produits utilisés comme conservateurs car il sont actifs contre les bactéries et les
moisissures. On les trouve dans différents produits comme des sodas, des laits aromatisés, des
conserves de poisson... Ils peuvent provoquer des allergies.
Les nitrites (E249 à E252)
Ils sont utilisés comme stabilisateurs de coloration, anti-microbiens et pour leurs effets sur le
développement des arômes. Ils sont responsables de la saveur caractéristique des produits de
salaison et de leur couleur rosée attrayante. Ils peuvent cependant engendrer des réactions
allergiques ou des troubles gastro-intestinaux. Ils présentent aussi un risque cancérigène.
Les sulfites (E220 à E228)
Ce sont des conservateurs et des antioxydants, utilisés par exemple dans le vin. Ils peuvent
déclencher des crises d'asthme, d'urticaire ou des migraines chez certains individus.
Sel et pression artérielle systolique
Près de 80 % de notre apport en sel provient des aliments issus de l'industrie alimentaire que nous
consommons : pain, biscottes, charcuteries et plats cuisinés. Il améliore la conservation, évite la
décoloration des légumes et relève le goût. La consommation excessive de sel entraîne des
troubles physiologiques comme l'augmentation de la pression artérielle, qui est un facteur
aggravant des maladies cardio-vasculaires.
Q6 : Danacol
- Une allégation nutritionnelle fait référence à l'apport énergétique, à la teneur en nutriments.
Exemples : pourcentages de l'apport journalier recommandé (AJR) ou "teneur en sel réduite" (voir
ci-dessus).
- Une allégation de santé fait référence à un lien entre l'aliment et la santé. Exemple "aide à
réduire le taux de cholestérol".
- Un enrichissement alimentaire est un nutriment ajouté dans le produit. Exemple : les stérols
végétaux.
Bilan :
● Les techniques de conservation des aliments peuvent modifier les propriétés organoleptiques et
nutritionnelles des aliments. Si c'est parfois recherché (confitures, choucroute, yaourt, confits...),
c'est souvent une altération de l'aliment (perte de vitamines, altération du goût ...).
● Les additifs alimentaires (colorants, édulcorants, conservateurs, antioxydants, épaississant,
émulsifiants) peuvent présenter des risques pour la santé (allergies, troubles respiratoires ou
digestifs voire de cancers...).
● Les conseils de conservation permettent de préserver les propriétés nutritionnelles d'un aliment.
Le respect de la chaîne du froid est indispensable pour les aliments réfrigérés ou surgelés mais
aussi pour les viandes, les plats cuisinés etc.
● La date de péremption de l'aliment est soit indicative (DLUO : "À consommer de préférence
avant..."), pour les denrées non périssables, soit impérative (DLC : "À consommer avant...") pour
les produits réfrigérés par exemple.
● Les allégations nutritionnelles indiquent l'apport en énergie et en nutriments de l'aliment. Elles
insistent parfois sur un aspect particulier : "riche en calcium", "pauvre en sodium", "riche en
oméga 3" etc. D'autre part, certains aliments ont fait l'objet d'un enrichissement soit en vitamines
(B et D surtout) soit en sels minéraux (calcium, fer, magnésium, phosphore), en acides gras ou en
acides aminés. Or, une alimentation variée et équilibrée suffit à apporter ces substances en quantité
suffisante. L'enrichissement alimentaire obéit davantage à une logique commerciale de l'industrie
qu'à un réel souci d'équilibre.
● Les allégations de santé doivent être considérées avec prudence. Depuis 2010, l'Union
européenne vérifie les allégations de santé des produits alimentaires sur des bases scientifiques.