L'eau dans les aliments - Chapitre 1 - PDF

Chapitre1: L’eau dans les aliments M. Ladjal Ettoumi Y., ESSAIA, Alger. Biochimie alimentaire, 3eme année; Octobre 2018.  Objectifs spécifiques Notamment : - Connaitre l’importance de l’eau dans conservation des aliments - Activité de l’eau et la teneur en eau - Isotherme de...

Chapitre1: L’eau dans les aliments M. Ladjal Ettoumi Y., ESSAIA, Alger. Biochimie alimentaire, 3eme année; Octobre 2018.  Objectifs spécifiques Notamment : - Connaitre l’importance de l’eau dans conservation des aliments - Activité de l’eau et la teneur en eau - Isotherme de sorption  Introduction  Presque 35% de nos besoins en eau viennent de notre nourriture.  La teneur en eau des aliments est très variable, de 0% à environ 95% !  L’eau n’est pas un élément calorifique mais est un constituant alimentaire ;  Selon la teneur en eau, les aliments sont classés en déshydratés, liquide ou à teneur intermédiaire;  L’eau existe sous forme de Trois états: solide, liquide et vapeur  L’état physique et la quantité de l’eau dans les aliments influencent leurs valeurs nutritives (énergétique), durées de vies, propriétés physiques (texture et rhéologie), technologiques et même organoleptiques.  Propriétés physico-chimiques de l’eau La formule chimique de l’eau qui est H2O, lui confère ses propriétés physico-chimiques uniques. Tableau 1 : Quelques Propriétés physico-chimiques de l’eau Propriété Valeur Température de congélation 0°C Température d’ébullition 100°C Masse volumique à l’état liquide 0,998 g/ml Masse volumique à l’état de glace 0,917 g/ml Constant diélectrique 80.4 Masse molaire 18 g/mol  La molécule d’eau est composée de deux atomes d’hydrogène liés à un atome d’oxygène par des liaisons covalentes. Sur le plan conformationnel, l’atome d’oxygène est situé au centre de la molécule, et un angle de 104,5° sépare les trois atomes adjacents d’oxygène. La dissociation de la molécule d’eau génère un hydronium (H3O+) et un hydroxyle (OH-). 2H2O   H3O+ + OH-  Rôle de l’eau dans les aliments Fonction de solubilisation (ou dispersion) : L’eau dans les aliments est le solvant des constituants hydrophiles. Fonction de structuration : L’eau joue un rôle essentiel dans la configuration des macromolécules alimentaires, notamment les protéines et les glucides. L’eau détermine également la structuration de certains constituants en micelle. Fonction de mobilisation : L’eau, par rapport aux autres fluides, est le facteur de mobilité le plus répondu dans les produits alimentaires. Tableau résumant le rôle de l’eau dans les aliments. Rôle de l’eau Exemples Solvant Salage, reconstitution de lait Milieu de réaction Réaction enzymatique : activité enzymatique Mobilité des réactifs Réaction de Maillard, Substrat Hydrolyse des lipides Antioxydant Liaison hydrogène avec les peroxydes bloquant l’oxydation lipidique pour des aw faibles Pro-oxydant Source des radicaux libres dans les aliments ionisés Rôle structural Réseaux de la gélification, texture et rhéologie des aliments (pates).  Teneur des aliments en eau La teneur en eau (TE), ou Aliments Teneur en eau (%) l’humidité, d’un aliment est Viandes de bœuf 50 à 70 la quantité d’eau perdue lorsqu’on le chauffe à 100°C Viande de poulet 74 en équilibre vrai ( pression Poisson 65 à 81 de vapeur= Humidité relative Poires 80 à 85 = 0%). Pommes, pêches, oranges 85 à 90 Tomates, fraises 90 à 95 Avocat, banane 74 à 80 TE d’aliment s’exprime Carotte, pomme de terre 80 à 90 en % de masse de l’ech. Laitue, lentilles 90 à 95 frais. Miel 20 Confiture 28 La teneur en eau des Farine, riz 12 aliments est très variable. Poudre de lait 4  Mobilité de l’eau dans les aliments  Les constituants biochimiques des aliments peuvent partiellement immobiliser l’eau en empêchant son évaporation et en diminuant sa réactivité.  La teneur en eau, son état physique et sa disponibilité dans les aliments sont des paramètres de grande importance.  La disponibilité de l’eau dans les aliments est désignée par l’activité de l’eau (aw).  II. Activité de l’eau (aw) Elle peut être définie comme étant le rapport de la pression partielle de la vapeur d’eau de l’aliment sur la pression partielle de la vapeur d’eau pure à la même température. Egalement l’activité de l’eau égale à l’humidité relative d’équilibre divisée (HRE%) par 100. L’activité de l’eau dans les aliments est comprise entre 0 et 1. En réalité, elle est toujours inferieur à 1 par ce que l’eau est associée à l’aliment. La différence entre l’aw de l’aliment est son environnement induit le transport de l’eau du milieu ayant l’aw la plus élevée vers le milieu d’aw la plus faible jusqu’à atteindre un point d’équilibre….. C’est l’Hygroscopie  Eau dans les aliments On distingue trois type d’eau dans les matrices alimentaires:  L’eau libre : Qui n’est pas liée aux constituants, elle est disponible aux réactions. Il existe quand l’Aw > 0.7  L’eau capillaire ou eau absorbée en surface (faiblement liée), moyennement réactive. Elle existe à des valeurs d’Aw comprise entre 0.3 et 0.7.  L’eau liée ou l’eau de constitution intimement liée aux composantes biochimiques et ayant perdue toutes ses qualités réactives. Elle existe à des valeurs d’Aw inférieures de 0.3  L’importance de l’Aw dans l’industrie alimentaire L’eau influence les caractéristiques physicochimiques des aliments, et par conséquence, leurs qualités.  Qualité organoleptique; hédonique….  Qualité hygiénique; microbiologique…  Qualité nutritionnelle; valeur énergétique.  Qualité d’usage ; emballage  Durée de vie; conservabilité. Réactions d’altération des aliments en fonction de l’aw Réactions d’altération des aliments en fonction de l’aw  Lecture du graphe A une aw 0.9. L’intervalle de 0.1 à 0.3: est considéré comme le domaine de stabilité des aliments, par ce qu’il n’y a que très faible risque d’altération  1. Effet de l’aw sur oxydation des lipides aw comprise entre 0,0 – 0,2 : la vitesse oxydation est élevée puis diminue. Car les agents initiateurs interagissent avec les lipides ce qui déclenche l’oxydation. Vitesse d'oxydation lipidique aw comprise entre 0,2 – 0,4 : l’oxydation est minimale, due à la formation d’une couche d’hydratation mono-moléculaire autour des molécules de solutés. aw comprise entre 0,4 – 0,7. L’oxydation augmente : car l’eau augmente la mobilité des réactants. A aw > 0.7 : l’oxydation diminue, car 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 l’eau dilue les réactants dans le milieu. activité de l'eau L’oxydation enzymatique commence à aw 0,8 Figure. la vitesse de l’oxydation des 18 lipides en fonction de l’aw.  2. Effet de l’Aw sur le BNE  la réaction de Maillard est maximale quand l’aw compris entre 0,5 - 0,8 et elle diminue de part et d’autre de ce maximum. Vitesse RM  Aw > 0.8 : dilution des réactants ce qui provoque la diminution de la vitesse de la RM.  Aw < 0.5 : Ralentissement de la diffusion des molécules les unes 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 aux autres ce qui cause la diminution de la vitesse de la aw RM.  3. Effet de l’Aw sur les microorganismes Aw Aliments concernés Micro-organismes recontrés Viande fraiche, poisson, lait, jaune Pseudomonas, Clostridies, Bacillus, Salm d’œuf, crème, pâtisserie, fruits et 0.99- 0.95 onelles, Coliformes, staphylocoques légumes, lait concentré, fromage (toxinogénèse) frais, charcuterie, Staphylocoques, Cocci, flore lactique Salmonella, Vibrio parahaemoliticus, C. Fromage à pâte cuite, saucisse sèche, 0.95-0.91 botulinum, Serratia, Lâctobacillus, concentré du jus, viande fumée. Pediococcus, certaines moisissures, levures (Rhodotorula) Moisissure xérophile (Aspergillus chevaliers, A. Candidus, Wallemia sebi), Lait concentré sucré. Saccharomyces bisporus 0.91-0.60 confiture, saucisson, fruits secs, farine, Levures osmophile (Saccharomyces céréales, noix, rouxi), certaines moisissures (Apergillus echinulatus, Monascus bisporus) Confiserie, biscuits sec, lait sec, poudre