A1. Modèles mathématiques pour l'analyse des risques (HACCP) et analyse globale de la conservation des aliments (aliments réfrigérés à durée de conservation prolongée)

Cette étude a examiné la possibilité d'évaluer, à l'aide de modèles mathématiques, l'évolution de la qualité microbienne et visuelle d'endives ayant subi un traitement de conservation minimal, tout au long de leur cycle de vie. Cette expérience a été réalisée sur la base d'une étude de cas. L'étude a abordé les points suivants : (i) mesure de la distribution du temps de passage et des températures tout au long de la chaîne du froid, du producteur au consommateur, (ii) cinétique de l'évolution microbienne, (iii) cinétique de l'évolution de la qualité visuelle, et (iv) analyse, par simulation, des pratiques de distribution existantes.

Le temps et les conditions thermiques dans la chaîne du froid belge des légumes ayant subi un traitement de conservation minimal ont été analysés. Des températures inadaptées ont été observées lors du transport vers les supermarchés et lors du déchargement, dans les entrepôts et dans les comptoirs frigorifiques et enfin, dans les réfrigérateurs domestiques. Le temps de passage et la distribution du temps de passage dans la chaîne du froid de trois catégories de légumes ayant subi un traitement de conservation minimal ont été analysés dans trois supermarchés locaux, à l'aide d'une technique stimulus-réaction.

Cette technique a été proposée pour déterminer le temps de passage moyen et l'écart type. Plus de 50% des emballages ont été vendus lors de la première journée de commercialisation.

La cinétique du développement microbien a tout d'abord été abordée en mesurant et en modélisant l'évolution des organismes indicateurs. L'accent a été mis sur le choix du modèle, l'évaluation des paramètres et la validation du modèle. Le développement du Pseudomonas marginalis et du Lactrobacillus plantarum a été modélisée comme une fonction du temps, de la température et de la composition gazeuse (CO₂). Dans des conditions thermiques dynamiques, il a été possible de prévoir le développement microbien. Dans ce cas, l'analyse s'est appuyée sur les paramètres du modèle obtenus dans des conditions constantes. Contrairement à la courbe sigmoïde des organismes indicateurs dans un milieu liquide synthétique, l'évolution de la microflore intrinsèque des endives coupées (pseudomonas, psychrotrophe, population gram-négative et le nombre de germes mésophiles aérobes) a été décrite à l'aide du modèle modifié utilisé pour le développement ralenti. Ce modèle a été dérivé en fonction du temps pour prévoir le développement en conditions dynamiques. La prévision du développement microbien en conditions thermiques dynamiques s'est cependant révélé plus difficile. Après un deuxième saut de température, la quantité de pseudomonas et de germes mésophiles a été sous-estimée.

D'autres facteurs, en dehors de la température, contrôlant le développement, l'hypothèse d'un lien entre ces phénomènes et la dégradation complète du tissu végétal (ex. libération supplémentaire de nutriments et modification de la matrice) a été avancée.

La dégradation de la qualité visuelle des endives coupées a été mesurée sur la base d'une analyse quantitative descriptive. Une analyse statistique détaillée a démontré qu'une régression linéaire pondérée des carrés inférieurs sur les données normalisées par transformation logarithmique était la meilleure méthode pour procéder à la modélisation des réponses fournies par le panel. Il a été constaté que la température était le principal facteur de contrôle de la vitesse. Contrairement au développement microbien, la vitesse de dégradation de la qualité visuelle est largement influencée par les denrées utilisées (blanchiment). La conservation visuelle des endives coupées a été évaluée par un panel de consommateurs indépendants. Alors que c'est la tolérance maximale en micro-organismes qui détermine incontestablement le contrôle de la prolifération microbiologique, la limite de la conservation visuelle dépend d'une proportion du panel de consommateurs qui déclare l'échantillon proposé impropre à la consommation.

La courbe de rejet a été décrite par une fonction logistique. La conservation visuelle a ainsi pu être rattachée à une certaine diminution de la réaction moyenne du panel quantitatif. La prévision de l'altération qualitative dans des conditions thermiques variables, à l'aide des paramètres du modèle obtenus à température constante, n'a pas donné d'excellents résultats. Les différences entre les réponses moyennes prévues et notées du panel procédant à l'analyse quantitative descriptive ont été imputées à une mauvaise évaluation des paramètres du modèle. Les prévisions en matière de conservation visuelle formulées par le panel de consommateurs dans des conditions thermiques dynamiques ont été légèrement meilleures.

Une simulation de l'effet du temps et des conditions thermiques dans la chaîne du froid sur l'évolution de la qualité microbiologique et visuelle a été réalisée sur la base des modèles et des paramètres décrits précédemment. L'atmosphère modifiée a été approchée par une atmosphère contrôlée et l'effet synergique de la composition gazeuse à basse température n'a pas été pris en compte. Il a été constaté que le contrôle de la prolifération microbiologique et la conservation visuelle des endives coupées conservées sous air n'étaient pas obtenus dans les conditions moyennes de temps et de température dans la chaîne du froid belge. Dans l'hypothèse d'une association de températures de conservation maximales et de temps de passage maximum à chaque échelon de la chaîne du froid, la conservation microbienne et visuelle est dépassée avant la consommation du produit. La réduction de la charge en micro-organismes initiale et un contrôle de la composition gazeuse à 19% CO₂ (avec 2% CO₂) ont permis de prolonger la conservation microbienne.

Ces observations confirment la conclusion générale en vertu de laquelle le contrôle de la température et de la durée de séjour est indispensable pour préserver la qualité de ces légumes ayant subi un traitement de conservation minimal.

Si des températures inadéquates ont été utilisées, une étiquette portant la mention "à consommer avant le ..." sur les aliments réfrigérés est inutile et ne procure qu'un apparent sentiment de sécurité et de qualité. Des Intégrateurs Temps Température sont proposés, afin de suivre l'évolution du produit alimentaire et d'indiquer l'état réel de l'attribut qualitatif ou de sécurité désiré. Les légumes ayant subi un traitement de conservation minimal requièrent d'autres facteurs intrinsèques et extrinsèques pour le contrôle de l'évolution microbiologique, afin de pouvoir reproduire précisément le développement de la putréfaction. Il a été décidé de poursuivre les recherches sur la cinétique du développement microbiologique, afin de pouvoir déterminer et sélectionner l'Intégrateur de l'Historique du Produit approprié. L'évolution de la qualité visuelle pourrait constituer une alternative valable en tant qu'Intégrateur de l'Historique du Produit intrinsèque.