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Mise au point de technologies combinées pour la préservation de la viande et du brocoli

Ben Fadhel, Yosra (2016). Mise au point de technologies combinées pour la préservation de la viande et du brocoli Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Maîtrise en microbiologie appliquée, 117 p.

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Résumé

Dans les pays industrialisés, les aliments prêts à manger sont en plein essor. Ceci est dû principalement au changement des habitudes des consommateurs demandant encore plus d’aliments faciles à utiliser. Cependant, ces aliments posent un problème sanitaire vu leur instabilité microbienne et physico-chimique durant l’entreposage. Le procédé industriel faisant intervenir le lavage et la coupe favorise l’accélération de la sénescence des végétaux et la contamination croisée. Les bactéries souvent rencontrées sont Listeria monocytogenes, Escherichia coli, Salmonella Typhimurium et Clostridium sporogenes. Le contrôle de cette contamination passe généralement par l’ajout d’additifs, le chauffage et l’emballage sous atmosphère contrôlée. Cependant, avec la demande croissante d’aliments sans additifs, il devient difficile de contrôler la qualité microbiologique des aliments prêts à manger.

L’utilisation d’antimicrobiens naturels est très étudiée, mais très peu sont présentement sur le marché car ils sont instables et leur concentration minimale inhibitrice contre les pathogènes affecte souvent les propriétés sensorielles. Ce projet vise à développer des combinaisons de traitements (d’antimicrobiens naturels, enrobage, prétraitement au calcium, emballage conditionné et irradiation) afin d’assurer la qualité, l’innocuité et la protection des valeurs nutritives, sensorielles et physico-chimiques des légumes et de la viande prêts à manger.

Dans ce projet de maitrise, nous avons développé une formulation antimicrobienne à base d’huile essentielle, d’acide organique et d’un antifongique par la détermination de la concentration minimale inhibitrice et l’étude des interactions possibles. Cette formulation a été par la suite immobilisée dans une matrice polymérique permettant d’avoir une meilleure stabilité et disponibilité des antimicrobiens naturels. L’efficacité antimicrobienne de l’enrobage antimicrobien lorsqu’il est appliqué seul ou combiné à l’irradiation a été évaluée sur le brocoli. Nous avons également évalué l'effet de la combinaison du prétraitement au calcium et l’enrobage à base d'alginate sur la qualité physico-chimique et microbienne du brocoli prêt à manger. D’autre part, une marinade à base d’épices et d’extraits de végétaux a été utilisée pour évaluer son efficacité antimicrobienne in situ sur la viande seule ou combinée à l’irradiation gamma.

Nous avons pu sélectionner, in vitro, 6 agents antimicrobiens parmi 27. Ces antimicrobiens ont démontré une efficacité à éliminer les pathogènes alimentaires. L’étude de l’interaction entre ces 6 antimicrobiens a permis de mettre au point une formulation antimicrobienne (huile essentielle lemongrass + diacétate de sodium + natamycine) ayant démontrée un effet additif contre Escherichia coli, Salmonella Typhimurium et Aspergillus niger et un effet synergétique contre Listeria monocytogenes. D’autre part, l’analyse in situ a permis de mettre en évidence un effet synergique entre l’irradiation gamma à faible dose et l’enrobage antimicrobien pour réduire Escherichia coli, Listeria monocytogenes, Salmonella Typhimurium et Aspergillus niger dans le brocoli. Un effet synergique a été observé aussi entre l’irradiation gamma et l’ajout de la marinade pour réduire Escherichia coli, Salmonella Typhimurium et Clostridium sporogenes dans la viande emballée sous vide. Combiner l’ajout de la marinade, l’irradiation gamma et l’emballage sous atmosphère contrôlée semblent être une alternative intéressante pour protéger contre l’oxydation des lipides, la perte des vitamines et la décoloration de la viande durant une conservation à 4 °C. Nous avons pu démontrer aussi que l'application de l’enrobage d'alginate seul ou en combinaison avec un prétraitement de calcium a permis de maintenir la fermeté et la couleur verte du brocoli au cours du stockage. Les traitements utilisés en combinaison ont permis également la réduction du taux de respiration et la perte de masse et l'augmentation de la durée de conservation du brocoli prêt à manger.

Les résultats obtenus lors de cette étude sont d’un grand intérêt pour l’industrie alimentaire permettant ainsi, le développement de nouveaux produits répondant à une demande croissante des consommateurs. Ce travail présente une nouvelle alternative surtout pour les patients immunodéprimés, qui sont condamnés à manger des aliments avec de faibles valeurs nutritionnelles causées par les procédés de décontamination durs en les protégeant des maladies d'origine alimentaire et en augmentant la qualité nutritionnelle des aliments.

Abstract

In developed countries, the ready-to-cook product category is in continuous growth due the consumer’s increasing demand for convenient foods. However, these commodities pose a health problem due to their microbiological and physico-chemical instability during storage. The industrial process involving washing and cutting promotes vegetable senescence and cross-contamination. The often encountered bacteria are Listeria monocytogenes, Escherichia coli, Salmonella Typhimurium and Clostridium sporogenes. The control of this contamination typically requires the addition of additives, heating and packaging under controlled atmosphere. However, with the growing demand for preservative-free food, it becomes difficult to control the microbiological quality. The use of natural antimicrobial agents for the preservation of food is widely studied in the literature; however, very few are currently used in food industry because of their instability and their ability to affects the sensory properties of food at their determined minimum inhibitory concentration against pathogens. This project aims to develop treatment combinations (natural antimicrobials, edible coating, controlled atmosphere, calcium pretreatment and irradiation) to ensure the quality, safety and the protection of the nutritional value, sensory and physicochemical of ready-to-cook meat and vegetables.

In this project, we have developed an antimicrobial formulation based on essential oil, organic acid and an antifungal by determining their minimum inhibitory concentration and the evaluation of prior synergistic effect between selected antimicrobials by the checker board method. This formulation was subsequently immobilized in a polymer matrix to have better stability and availability of natural antimicrobial. Its antimicrobial efficacy alone or combined with irradiation was evaluated on broccoli floret. Also, we evaluated the effect of combining calcium pretreatment and alginate coating on the physicochemical and microbial quality of broccoli florets. On the other hand, a commercial marinade was used to evaluate its antimicrobial efficacy in situ when it was applied alone or in combination with gamma irradiation on the meat. The effect of combining the addition of marinade to irradiation on sensory, nutritional and physicochemical quality of meat was also evaluated.

In this study, we selected in vitro 6 antimicrobials among 27. These antimicrobials have demonstrated a high effectiveness in eliminating food pathogens. The study of the interaction between these six antimicrobial agents allowed the development of an antimicrobial formulation (Lemongrass essential oil + sodium diacetate + natamycin) which have demonstrated an additive effect against E. coli, Salmonella Typhimurium and Aspergillus niger and a synergistic effect against Listeria monocytogenes. On the other hand, the analysis in situ has demonstrated a synergistic effect between a low dose gamma irradiation and antimicrobial coating to reduce E. coli, L. monocytogenes, S. Typhimurium and A. niger on broccoli. A synergistic effect was also observed between gamma irradiation and the addition of the marinade to reduce E. coli, Salmonella Typhimurium and Clostridium sporogenes on meat packed under vacuum. Based on the experimental findings, the combination of the marinade, gamma irradiation and packaging under modified atmosphere treatments was found to be a promising approach to extend the shelf-life of ready-to-cook pork loin as well as to protect against lipid oxidation, the loss of vitamins and meat discoloration.

Applying alginate coating alone or in combination with calcium pretreatment allowed maintaining the firmness and the green color of broccoli floret during storage. Treatments allowed also the reduction of the respiration rate and the loss of weight and the increase of the shelf-life of treated broccoli which is very beneficial for food industry.

The obtained results in this study are of great interest for the food industry allowing the development of new products to meet growing consumer demand. This work presents a new alternative especially for immunocompromised patients who are condemned to eat foods with low nutritional values caused by the harsh decontamination processes, and this by protecting them from foodborne illness and increasing the nutritional quality of food.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Lacroix, Monique
Mots-clés libres: huile essentielle; acide organique; antifongique; matrice polymérique; antimicrobien naturel
Centre: Centre INRS-Institut Armand Frappier
Date de dépôt: 13 oct. 2016 18:28
Dernière modification: 13 oct. 2016 18:28
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/4792

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