Prise en compte de l'influence du pH dans l'optimisation des traitements thermiques

par Olivier Couvert

Thèse de doctorat en Microbiologie

Sous la direction de Pierre Mafart.

Soutenue en 2002

à Brest .

mots clés

• Microbiologie prévisionnelle
• Spores bactériennes
• Traitement thermique

Résumé

Les traitements thermiques sont utilisés dans l'industrie de la conserve pour assainir les aliments et assurer leur stabilité microbiologique et biochimique. Cependant, les nombreux effets secondaires comme l'altération des qualités nutritives et organoleptiques, incitent les entreprises à réduire les barèmes à leurs minima, tout en maintenant la sécurité microbiologique. La recherche de ce barème optimum passe par l'étude de la résistance thermique des formes bactériennes sporulées. La première partie de ce manuscrit consiste en l'élaboration d'un modèle établi sur les spores de sept souches bactériennes (B. Stearothermophilus, C. Sporogenes, espèces acidophiles). Ce modèle décrit la thermorésistance en fonction de la température, mais surtout du pH de l'aliment que nous dédoublons en deux facteurs distincts : le pH du milieu de traitement thermique dont l'effet direct sur la thermorésistance est bien connu, et le pH du milieu d'incubation post-traitement qui affecte à la fois le taux de germes survivants susceptibles de se développer et la durée de réduction décimale apparente. La seconde partie est consacrée à l'application du modèle dans les calculs de barèmes de stérilisation. Les méthodes de Bigelow et de Ball sont étendues au multifactoriel par intégration du pH, conduisant ainsi à un nouveau protocole de détermination de barème de stérilisation. Pour appuyer cette démonstration, un produit industriel est choisi en exemple : ses barèmes sont redéterminés par cette nouvelle méthode.

Résumé

In canned food industry, heat treatments are used in order to produce healthier food and to maintain its microbiological and biochemical stability. However, the numerous side effects, such as deterioration of nutritious and organoleptical qualities, urge compagnies to reduce their scales down to a minimum that maintain, nevertheless, the microbiological stability. This Optimization research proceeds from the study of heat resistance of bacterial spores. In the first part of this work, we established a model on spores of seven bacterial strains (B. Stearothermophilus, C. Sporogenes, acidophilic species). In this model, the heat resistance of these spores is related to the temperature, and mainly to the food pH, which is devided into two distinct factors : The heat treatment medium pH whose direct effects on heat resistance are well known, and the post-treatment medium pH which affects both the rate of surviving spores likely to germinate and grow and the apparent decimal reduction time. The second part is assigned to the application of the model in sterilization time calculation methods. The Bigelow's and Ball's methods are enlarged by integration of pH, leading to a new protocol for sterilization time calculations. To check this demonstration, an industrial product is taken as an example and its scales are determined according to this new method.