Brevet FR2418175A1 — publié le 19790921

La présente invention se rapporte à un système pour retarder le processus de maturation de fruits et de légumes. Plus pré cisément, l'invention concerne un emballage à atmosphère contrô lé. pour tomates. La conservation du goal, de la consistance et des qualités gustatives de fruits et de légumes frais, tels que les tomates, entre le moment de la récolte et celui de la vente ou de la consommation effective, est un problème qui se pose depuis longtemps. La méthode la plus courante pour empêcher les tomates d'atteindre un état de surmaturité consistait à cueillir les fruits à l'état relativement vert et à retarder le processus de maturation par des techniques de réfrigération. Mais il est notoire que les tomates sont très sensibles aux basses températures et qu'en fait elles subissent des dommages physiologiques lorsqu'elles sont exposées à des températures inférieures à 120C. Le dommage se manifeste par une perte de goût, une destruction de la structure cellulaire et, à des stades plus avancés, par un pourrissement du fruit. On sait dans la technique qutil est possible de retarder le processus de maturation de fruits et de légumes en contrôlant l'atmosphère qui entoure le fruit, c'est-à-dire en réduisant la proportion d'oxygène et en augmentant la quantité de gaz carbonique dans l'atmosphère (voir par exemple le brevet des Etats-Unis nO 3 102 777, Bedrosian et al.).Par ailleurs, on a suggéré qu' il pourrait être possible de retarder partiellement ou d'inhiber le processus de maturation de fruits tels que tomates ou bananes en emballant ces fruits dans des pellicules de plastique qui présentent des taux de perméabilité prédéterminés à l'égard de l'oxy- gène et du gaz carbonique, (Voir les brevets des Etats-Unis nQ 3 450 542 Badran et nO 7 804 961 Cumin et al.).Ces techniques ne se sont guère répandues, au moins en partie du fait de l'endommage- ment des fruits, en conséquence de l'absorption de gaz carbonique et de l'accumulation d'humidité qui aboutit parfois au développement de moisissures, et aussi parce qu'elles inhibaient complètement le processus de maturation, ou parce qu'elles nécessitaient au départ une mise sous vide ou ur.: traitement de l'atmosphère de l'emballage. L'un des buts de la présente invention est de fournir un emballage à atmosphère contrôlée pour des fruits et des légumes, et en particulier pour les tomates qui évite ces inconvénients. Un autre but de l'invention est de fournir un tel emballage à atmosphère contrblée pour tomates, propre à contrôler la vitesse de maturation des tomates, sans réfrigération, quels que soient la variété, l'origine géographique ou l'état de maturité des tomates au moment du conditionnement. Un autre but encore de l'invention est de fournir, pour des tomates, un tel emballage qui contrôle la vitesse de maturation du fruit sans formation de moisissures sur celui-ci, ni endommagement en conséquence de l'absorption de gaz carbonique et de l'accumulation d'humidité. Ces buts de l'invention sont atteints par un emballage constitué par une enveloppe hermétique, formée au moins en partie d'une pellicule perméable aux gaz qui permet aux tomates contenues dans l'emballage de transformer l'air qui y est présent initialement en une atmosphère qui contient O à 100 en volume de C02 et 2,5 à 10 % en volume de 02, cet emballage contenant en outre des agents chimiques destinés à abaisser les taux d'humidité et de gaz carbonique dans l'atmosphère de l'emballage à des niveaux qui ne favorisent pas le développement de moisissures ou l'endommagement du fruit. Bes emballages fabriqués conformément à l'invention sont capables de limiter la vitesse de maturation des tomates à une augmentation d'un stade du développement du mûrissement en une période de 7 jours à la température ambiante.A titre de comparaison, les tomates abandonnées dans l'air à la température ambiante présentent une augmentation d'un stade du développement du môrissement en une période d'un jour ou deux et les tomates maintenues au minimum de température conseillé d'entreposage, de 170C à l'air présentent une augmentation de deux stades du développement du murisse- ment en une période de 7 jours. La compositicn et l'épaisseur de pellicules qui peuvent etre utilisées pour fabriquer l'emballage à atmosphère contrôlée de l'invention ne sont pas des facteurs décisifs, la seule exigence fondamentale étant que la pellicule présente une perméabilité suffi sante à l'oxygène et au gaz carbonique pour permettre aux fruits emballés de transformer l'air, c'est-à-dire l'atmosphère ambiante, qui est présent initialement dans l'emballage, en un environnement qui contient 2,5 à 10% d'oxygène et O à 10% de gaz carbonique.On préfèrera une pellicule de polyéthylène basse densité, ayant un taux de perméabilité à l'oxygène compris entre 11,6 et 465 cm3/100 cm2/jour, par exemple 434 cm3/100 cm2/ jour, et un taux de perméabilité au C02 compris en rye 77,5 et 2325 cm3/100 cm2/jour, par exemple 294,5 cm3/100 cm2/jour. Il sera évident au spécialiste que l'épaisseur de la couche de pellicule n'est pas un facteur décisif, pour peu qu'elle soit maintenue dans une plage qui donne les caractéristiques voulues de perméabilité et assure une résistance suffisante pour éviter la rupture au cours des opérations normales d'expédition et de manutention de l'emballage.Dans le cas préféré du polyéthylène basse densité, une épaisseur de la pellicule comprise entre 0,0254 et 0,0635 mm s'est révélée appropriée. Be chlorure de polyvinyle et le propylène donnent également des pellicules présentant des taux de perméabilité qui les rendent propres à l'utilisation dans les emballages selon l'invention. I1 n'y a pas de limitation particulière quant à l'embal- lage ou récipient fabriqué à partir de la pellicule perméable aux gaz. Ainsi, on peut donner à la pellicule la forme d'un sac qui peut être soudé ou fermé par n'importe quel système classique servant à isoler 11 atmosphère de l'emballage de l'environnement ambiant. Dans d'autres cas, la pellicule peut être utilisée sous forme de revêtement pour un plateau ou récipient contenant les fruits. Quelle que soit la forme de l'emballage, aucune disposition ne doit être prise pour mettre sous vide ou modifier d'une quelconque autre manière l'atmosphère de cet emballage lors du conditionnement initial des fruits. La modification de l'atmosphare de l'emballage résulte exclusivement de l'équilibre atteint entre la respiration du fruit et la perméabilité de la pellicule d'emballage, de sorte que le pourcentage d'oxygène et de gaz carbonique soit maintenu dans les limites indiquées ci-dessus. I1 a été découvert qu'en raison de la perméabilité des pellicules utilisées pou fabriquer les emballages de l'invention, des quantités indésirables de vapeur d'eau s'accumulent dans l'atmosphère de l'emballage. La présence de cette vapeur d'eau stimule le développement de moisissures, notamment dans la région d'implantation de la queue du fruit. En conséquence, l'une des caractéristiques importantes de l'invention consiste en ce qu'un produit déshydratant est contenu dans l'emballage. Toute substance connue, capable d'absorber l'humidité, peut être utilisée, par exemple le chlorure de lithium, l'éthylène-glyocl, le gel de silice, le chlorure de calcium, l'alumine activée, le sulfate de calcium ou le perchlorate de magnésium. On préfèrera utiliser des cristaux de chlorure de calcium. le chlorure de calcium utilisé comme déshydratant peut être simplement dispersé dans l'emballage afin d'absorber la vapeur d'eau, mais cette façon de procéder n'est pas à conseiller, car il finira par se former, à moins que l'on n'introduise de grandes quantités de l'agent déshydratant, une solution de chlorure de calcium qui revêtira les fruits et les rendra inacceptables.En conséquence, d'après la présente invention, l'agent déshydratant est inséré dans l'emballage dans un paquet étanche fabriqué en une pellicule qui est perméable à la vapeur d'eau mais qui ne laisse pas passer une solution éventuellement formée dans le paquet, ce qui maintient cette solution hors de contact des fruits contenus dans 1' emballage. Conviennent en particulier à cet effet une pellicule de cellophane non revêtue, une pellicule vendue par E.I. duPont de Nemours & Co. sous le nom de marque "Tyvek", c'est-à-dire une pellicule formée par co-extrusion de polyéthylène et de papier, un polypropylène microporeux ou un papier rendu résistant à l'humidité.L'utilisation d'un paquet en pellicule formé d'un seul tenant offre cet avantage supplémentaire que la solution de chlorure de calcium qui se forme après que le chlorure de calcium a absorbé son propre poids d'eau continue à absorber de nouvelles quantités de vapeur d'eau, ce qui réduit la quantité d'agent déshydratant que l'on doit mettre en oeuvre. I1 va de soi que la quantité d'agent déshydratant n'est pas un facteur décisif, pourvu qu'elle soit suffisante pour empêcher le développement de moisissures. Lorsqu'on utilise le chlorure de calcium comme agent déshydratant pour des tomates emballées conformément à l'invention, 2,2 à 22 g de chlorure de calcium par kilogramme de tomates, par exemple il g/kg de tomates, se sont révélés suffisants pour retarder la formation de moisissures pendant 14 à 21 jours. le rapport entre la surface de la pellicule utilisée pour fabriquer l'emballage et le poids de tomates ou autres fruits contenus dans celui-ci n'est pas un paramètre rigoureux et il peut varier dans de larges limites, tout en assurant le maintien de l'atmosphère voulue d'oxygène et de gaz carbonique dans l'emballa- ge. Toutefois, lorsque le rapport fruits/surface de pellicule augmente, il en résulte des taux plus élevés de gaz carbonique et des taux inférieurs d'oxygène dans l'atmosphère de l'emballage. Dans le cas de l'utilisation d'une pellicule de polyéthylène, le rapport se situera typiquement entre 0,70 et 7 g de tomates par cm2 de pel 2 licule, par exemple 2,1 g de tomates par cm de pellicule. De faibles taux d'oxygène, de l'ordre de 2,5 à 5,0%, et des taux élevés de gaz carbonique, compris entre 5 et 10, sont certes souhaitables au point de vue de l'inhibition maximale du processus de maturation du fruit, mais de tels taux de C02 peuvent nuire à l'aspect des tomates, en particulier des variétés de tomates qui ont un degré élevé de sensibilité au gaz carbonique. Une autre caractéristique de l'invention consiste à inclure un agent absorbant le gaz carbonique dans l'atmosphère de l'emballage, dans une quantité suffisante pour maintenir au-dessous de 2,5% le taux de gaz carbonique dans cette atmosphère. Conviennent en particulier, comme agents absorbant le gaz carbonique, le gel de silice, le charbon de bois, le chlorure de lithium et, de préférence, la chaux.L'utilisation de 4,4 à 44 g, par exemple il g de chaux hydratée par kilogramme de tomates maintiendra le taux voulu de gaz carbonique pendant une période pouvant atteindre 14 jours à la température ambiante. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'agent absorbant le gaz carbonique est contenu dans le sachet fermé d'agent déshydratant, de façon à éviter tout contact direct avec les fruits. l'invention pourra être bien comprise à l'aide des exemples suivants donnés à titre d'illustration. EXEMPLE 1. 9 kgs de tomates ont été mis dans des sacs de polyéthylène basse densité et les emballages ont été isolés de l'atmosphère extérieure par fermeture par torsion. Aucune mesure n'a été prise visant à modifier l'atmosphère de l'emballage avant la fermeture des sacs et ces sacs ont été maintenus à la tempéra.ure ambiante. On a mesuré les teneurs des sacs en gaz carbonique et en oxygène à différents intervalles de temps et on a obtenu les résultats présentés dans le tableau I. TABLEAU I Temps à partir du Tendeur en Teneur en conditionnement (h) C02 02 1,0 18,7 18,7 % 2,5 3,6 17,0 4,0 4,0 13,9 5,5 5,3 12,7 7,0 6,0 11,2 9,5 7,1 9,2 11,0 9,6 8,0 15,0 11,1 7,4 18,0 9,8 9,8 21,0 8,6 4,4 29,0 8,4 4,6 78,0 7,7 4,8 48,0 7,6 4,9 72,0 7,7 5,0 96,0 7,5 4,9 Comme on peut le voir d'après les résultats du tableau I, les tomates ont commencé à modifier l'atmosphère de l'emballage au cours de la première heure et les taux maximum de gaz carbonique ont été atteints 15 heures environ après le conditionnement. Puis le taux de gaz carbonique a commencé à décroître, en conséquence de la baisse du taux de respiration des fruits dans les nouvelles conditions ambiantes règnant dans l'emballage.Le taux d'oxygène à l'intérieur de l'emballage a atteint un minimum 21 h environ après le conditionnement, puis il a commencé à croitre progressivement. De même que la baisse du taux de gaz carbonique, l'élévation du taux d'oxygène est manifestement due à une diminution du taux de respiration des tomates. Il ressort des résultats présentés dans le tableau I que l'atmoschère de l'emballage a atteint un équilibre avec-les taux de perméabilité de la pellicule au gaz carbonique et à l'oxygène au bot de 38 h environ à partir du moment de la fermeture de l'emballage. L'établissement de cet équilibre est un facteur-décisif de l'invention, car si cet équilibre n'était pas atteint, le taux d'oxygène se rapprocherait de zéro, ce qui aboutirait à l'endommagement des tomates.La teneur relativement constante de l'atmosphère en gaz carbonique et en oxygène après 38 h à la suite du conditionnement indique clairement que la consommation d'oxygène par les fruits est sensiblement équivalente à la perméabilité de la pellicule à l'oxygène et que le dégagement de gaz carbonique par les fruits en conséquence de la respiration équivaut sensiblement à la perméabilité de la pellicule au gaz carbonique. EXEMPIE 2. On a préparé des emballages en introduisant 900 grammes de tomates dans une série de sacs de polyéthylène qui étaient identiques, à cette exception que les sacs de l'un des lots étaient faits d'une pellicule de polyéthylène de 0,0317 mm d'épaisseur, tandis que les sacs du second lot étaient faits d'une pellicule de polyéthylène de 0,0635 mm d'épaisseur. Les sacs ont été isolés de l'atmosphère ambiante par des fermetures par torsion et abandonnés à la température ambiante dans les mêmes conditions. On a mesuré à différents intervalles de temps la teneur des deux atmosphères des emballages en gaz carbonique et en oxygène et les résultats sont présentés dans le tableau II. TABLEAU II Temps à partir du Teneur en CO2 Teneur en O2 conditionnement 0,0317 mm 0,0635 mm 0,0317 mm 0,063 mm 21 h. 6,2% 8,6% 8,0% 4,2% 45 h. 5,0% 7,8% 8,8% 4,6% 68 h. 4,6% 5,8% 9,0% 5,8% Les résultats de ces expériences montrent qu'avec la pellicule plus épaisse, on obtient un taux d'oxygène plus bas et un taux de gaz carbonique plus élevé qu'avec la pellicule de polyéthylène plus minee, ce qui indique que l'épaisseur de la pellicule intervient dans la perméabilité de celle-ci. EXEMPTE 3. On a déterminé les effets du rapport du poids de fruits à la surface de la pellicule en emballant différents poids de tomates dans deux sacs de polyéthylène identiques, en fermant les sacs par des attaches et en les abandonnant à la température ambiante dans les mêmes conditions. les résultats de l'analyse des atmosphères des sacs à différents intervalles de temps sont présentés dans le tableau III suivant. TABLEAU III Temps à partir Teneur en CO2 Teneur en O2 du conditionnement 0,871 g/cm2 2,186 g/cm2 0,871 g/cm2 2,186 g/cm2 21 h. 6,2 % 8,6 % 8,0% 4,4 % 45 h. 5,0 % 7,6 % 8,8% 4,9 % 68 h. 4,6 % 7,7 % 9,0 5,0 % les résultats de cette expérience montrent que quand on augmente la quantité de fruits par unité de surface de pellicule, on obtient des taux plus élevés de gaz carbonique et des taux plus bas d'oxygène dans-l'atmosphère de l'emballage. EXEMPLE 4. 900grs. de tomates aux stades de maturité vert, rose clair et rouge clair, ont été mis sous emballages de polyéthylène et entreposés à la température ambiante. Des tomates témoins aux mêmes degrés de maturité ont été entreposées à l'air. le développement de la couleur des tomates s1 est déroulé de la manière suivante. Temps (jours) 1 5 1 2 Vert (air) vert altération virage rose clair rouge clair Vert (sous emballage) vert vert vert vert altéra-tion Rose clair rose rouge rouge, mûr, mûr, (air) clair clair ferme mou mou Rose clair rose rose rose rose rose (emballage) clair clair clair Rouge clair rouge rouge, mûr, mûr, mûr, (air) clair ferme mou mou mou Rouge clair rouge rouge rouge rouge, rouge, (emballage) clair clair clair ferme ferme Bes résultats de cette expérience montrent que, quel que soit le degré initial de maturité du fruit, l'emballage dans une atmosphère contrôlée ralentit de façon significative le processus de maturation par rapport à ce qui se serait produit si le fruit avait été laissé à l'air. EXEMPIE 5.- Un échantillon de 900 grs de tomates vertes, rose clair et rouge clair a été mis sous emballages de polyéthylène et abandonné à la température ambiante. L'un des lots de 11 échantillon contenait 10 g de CaCl2 servant de déshydratant, enfermés dans un sachet de Tyvek de 76 x 101 mm, alors que les témoins n'en contenaient pas. Au bout de 10 jours, les résultats ont été les suivants. % de l'échantillon présentant des moisissures Degré initial de grises maturité avec CaCl2 présent Témoins Vert 0,0 35 % Rose clair 0,0 42 % Rouge clair 0,0 40 % les résultats de cette expérience montrent sans ambiguité qu'un agent déshydratant abaisse le taux d'humidité dans l'atmos- phère de l'emballage de polyéthylène, jusqu'à un niveau qui inhibe le développement des moisissures. EXEMPlE 6. Un échantillon de 900 grs. de tomates vertes, rose clair et rouge clair, a été conditionné dans des emballages de polyéthylène et entreposé à la température ambiante. l'un des lots de l'é- chantillon contenait 20 g de chaux et 10 g de CaCl2, dans des sachets de Tyvek de 76 x 101 mm, alors que les témoins ne contenaient que 10 g de CaCl2 dans les sachets de Tyvek. Les résultats ont été les suivants au bout de 10 jours d'entreposage. % de l'échantillon présentant des dommages dus au CC2 Degré initial de maturité Chaux et CaCl2 CaCl2 Vert 0,0 65 0 Rose clair 0,0 53 % Rouge clair 0,0 50 % L'endommagement du au C02 se manifeste par des flétrissures superficielles, des taches brunes, une coloration inégale, un ramollissement accentué et une tendance accrue à la pourriture. le taux de C02 dans les sachets contenant de la chaux et du CaCl2 n'a pas dépassé 1,1 %, tandis que les sachets ne contenant que CaCl2 avaient en moyenne des taux de C02 de 4,3 à 7,5 %. - P;EVENDICATIONS 1.- Emballage pour tomates, constitué par une enveloppe fermée de manière étanche contenant une certaine quantité de tomates, ces tomates étant à un état de maturité quelconque, l'atmosphère initiale dans l'enveloppe fermée ayant été établie en isolant de manière étanche l'enveloppe par rapport à l'atmosphère ambiante extérieure sans modification de l'atmosphère ambiante à l'intérieur de ltenveloyne, caractérisé en ce que l'enveloppe est faite d'une pellicule pe- > méable aux gaz, dont le taux de perméa bilité à l'oxygène se situe entre 11,6 et 465 cm3/100 cm2/jour et le taux de perméabilité au gaz carbonique est compris entre 77,5 et 2325 cl3/100 cm2/jour, en ce qu'un sachet'fermé est inclus dans l'enveloppe, ce paquet contenant une certaine quantité dlune subis tance déshydratante, la quantité de cette substance déshydratante étant suffisante pour retarder la formation de moisissures sur les tomates à l'intérieur de l'enveloppe fermée pendant une période de 12 à 21 jours, ce sachet étant fait d'une pellicule qui est perméable à la vapeur d'eau mais qui ne laisse pas passer une solution éventuellement formée dans ce paquet, et en ce que l'enveloppe contient en outre une certaine quantité d'un agent absorbant le gaz carbonique dans l'enveloppe, suffisante pour maintenir au-dessous de 2,5 % en volume la teneur en gaz carbonique de l'atmosphère contenue dans l'enveloppe, l'atmosphère initiale à l'intérieur de l'enveloppe étant convertie en une atmosphère qui résulte exclusivement de l'équilibre atteint entre la respiration des tomates, la perméabilité aux gaz de la pellicule et l'action de la substance dé shydratante et de l'agent absorbant le gaz carbonique. 2.- Emballage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pellicule perméable aux gaz est en polyéthylène basse densité. 3.- Emballage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la pellicule a une épaisseur comprise entre 0,0254 et 0,0635 mm. 4.- Emballage selon itune quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la substance déshydratante est le chlorure de calcium. 5.- Emballage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le chlorure de calcium est contenu dans l'enveloppe à raison de 2,2 à 22 g par kilogramme de tomates. 6.- Emballage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'agent absorbant le gaz carbonique est la chaux. 7.- Emballage selon la revendication 6, caractérisé en ce que la chaux est contenue dans l'enveloppe à raison de 4,4 à 44 g par kilogramme de tomates. 8.- Emballage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la substance absorbant le gaz carbonique est contenue dans ledit sachet. 9.- Emballage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit sachet est fait de cellophane non revêtue.