Notice

  • Bibliomer n° : 40 - Décembre 2007
  • Thème : 3 - Qualité
  • Sous-thème : 3 - 1 Sécurité des aliments
  • Notice n° : 2007-4177

La lumière pulsée un nouveau procédé de conservation des aliments : revue bibliographique

Elmnasser N., Orange N., Bakhrouf A., Federighi M. *

* SECALIM, ENVN/ENITIAA, Nantes, France ; E-mail : federighi@vet-nantes.fr

Revue de Médecine Vétérinaire, 2007, Vol. 158 (6), p. 274-282

Adresse internet : http://www.revmedvet.com/2007/RMV158_274_282.pdf


Analyse

Le traitement par lumière pulsée est un procédé innovant athermique de décontamination bactérienne de surface. Ce traitement consiste à soumettre les microorganismes à des flashs intenses de lumière blanche de large spectre (selon les équipements, environ 21 % d'ultraviolet, 30 % de lumière visible et 49 % d'infrarouge) pendant des temps très courts, de l'ordre de 300 µs. L'énergie est tout d'abord condensée pendant une période relativement longue (0,2 s) et déchargée sur une ou plusieurs lampes à xénon en un flash dont l'intensité est 20 000 fois supérieure à celle du rayonnement solaire à la surface de la terre. Ce procédé permet de détruire des bactéries, levures, moisissures, spores et virus. Les taux de réduction varient d'une étude à une autre, les conditions de traitement étant différentes et souvent non comparables, du fait du manque d'informations données par les auteurs. Sur des milieux modèles (surface de gélose en boite de Pétri, milieu de culture) la réduction bactérienne peut atteindre 6 à 7 log avec des traitements de l'ordre de 50 à 500 flashs. Des travaux récents auxquels l'article ne fait pas référence montrent que 1 à 2 flashs peuvent souvent suffire pour obtenir cette réduction décimale, les différences entre les résultats étant probablement liées à l'évolution des pilotes de lumière pulsée. Il semble que les levures et les moisissures soient légèrement moins sensibles que les bactéries mais des taux d'inactivation tout à fait intéressants ont néanmoins été obtenus. Les virus, capsulés ou non, sont également très sensibles à la lumière pulsée.L'efficacité de ce traitement dépend de plusieurs paramètres technologiques tels que la dose d'énergie, elle-même dépendante de la durée et du nombre de flashs (pulses), de la distance et l'orientation des lampes par rapport au produit à traiter, etc. Cette technologie est acceptée par la FDA pour des applications alimentaires jusqu'à 12 J/cm2, mais la plupart des résultats publiés ne dépasse pas 7 J/cm2. Pour que le traitement soit efficace, il faut que le micro-organisme soit exposé à la lumière, ce qui explique que ce procédé soit plus particulièrement adapté à une décontamination des surfaces lisses ou des liquides clairs. Pour les aliments solides, opaques, irréguliers, poreux ou épais, l'efficacité est moindre, mais peut permettre d'atteindre certains objectifs de sécurité et de salubrité par une réduction des germes de contamination de surface. Différentes stratégies peuvent êtres mises en place afin de limiter les zones d'ombre, comme l'utilisation de réflecteurs de lumière ou la congélation de surface avant traitement, afin de diffracter la lumière dans les cristaux de glace. La composition de la matrice à traiter joue également sur l'efficacité de la lumière pulsée. Il est probable que les protéines et les acides gras, en absorbant une partie du rayonnement, réduisent le taux de destruction qui est souvent inférieur à celui observé sur milieu modèle (de l'ordre de 0.5 à 7-8 log selon les aliments et les germes étudiés). Certaines études rapportent que la décontamination est moins efficace si les bactéries forment des biofilms ou si la concentration de germes à détruire est importante, mais d'autres auteurs (études plus récentes) ont clairement montré que la destruction n'était pas liée au nombre initial de cellules.La première cible cellulaire de la lumière pulsée est l'ADN qui absorbe dans l'UV aux alentours de 260 nm. Les UV-C provoquent des transformations photochimiques comme la production de dimères de thymine qui nuisent à la synthèse des protéines, conduisant à la mort cellulaire. Dans certaines conditions de traitement aux UV-C, ces lésions sont réversibles, tandis que les systèmes de réparation cellulaire semblent diminués lorsque l'on utilise tout le spectre lumineux. Un effet photo thermique proportionnel au niveau d'énergie appliqué contribue également à la mort cellulaire. La différence d'absorption de l'énergie entre la bactérie et le milieu qui l'entoure provoque l'évaporation de l'eau interne au microorganisme générant un léger flux de vapeur qui entraîne l'éclatement de la membrane. Les spores, malgré leur faible teneur en eau sont aussi touchées. Là encore, le traitement par lumière pulsée est plus efficace que celui par UV seuls. Enfin, un effet physique de la lumière pulsée est constaté, avec un impact sur les protéines et autres composés cellulaires, des ruptures mécaniques des parois et membranes, des modifications du volume des vacuoles et de forme des microorganismes.Le procédé de lumière pulsée peut avantageusement remplacer les traitements chimiques de décontamination (concept de l'usine sèche) et s'intégrer facilement dans une chaîne de production ne nécessitant pas de personnel spécialisé. Par ailleurs, cette technique requiert peu d'énergie et ne génère pas de déchets. Ce procédé présente donc un fort potentiel dans des applications en pharmacie, hygiène du linge, eau, emballage, dispositifs médicaux, matériels divers, etc. Pour la décontamination des aliments, son intérêt vient aussi du fait que cette technique est athermique. Certains auteurs rapportent quelques fois une augmentation de la température lors de traitements longs qui modifierait la qualité de l'aliment frais. Cependant, les nouveaux systèmes mis sur le marché ne semblent pas présenter ce type d'inconvénient. La lumière pulsée est un traitement d'ultra surface avec des durées d'impulsion très courtes qui limitent donc les réactions d'oxydation constatées avec l'utilisation de traitements UV classiques.Si ce procédé ne présente que peu d'intérêt pour une décontamination de flore endogène présente à l'intérieur du produit à traiter, il pourrait permettre en revanche d'assurer la salubrité d'un aliment contaminé par des microorganismes de surface. De plus en plus d'études portent sur la technologie de lumière pulsée et les industriels font également des tests en entreprise. Un dossier " novel food " a déjà été déposé en France et il est fort possible que d'autres dossiers d'autorisation d'emploi de ce procédé soient déposés pour des applications alimentaires.Analyse réalisée par : Leroi F. / IFREMER


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