Brevet FR2595036A1 — publié le 19870904

La présente invention concerne un procédé de conservation de produits agro-alimentaires humides stockés en vrac. Les denrées agricoles et alimentaires sont généralement conservées par stockage après séchage. L'abaissement de la teneur en eau d'un produit assure sa conservation en limitant sa respiration et en évitant le développement de microorganismes dégradants. Cependant, l'évolution des techniques de récolte et l'accroissement de la production peuvent remettre en cause ce mode de conservation, en particulier dans le cas du mais récolté humide, avec une teneur en eau, (masse d'eau contenue dans le produit/masse totale du produit humide) de 30 à 40 fO. Les capacités de séchage des entre pôts s1 adaptent difficilement au rythme des récoltes ; le séchage différé est parfois envisagé et le stockage d'une récolte humide devient alors inévitable. Aucune technique industrielle de conservation de graines humides, dont l'activité de l'eau, (aw = pression d'eau dans le produit à une température de 0 C/pression de vapeur de l'eau pure à la température de CCC) est comprise entre u,6 et 1, stockées avant séchage n'est développée à l'heure actuelle et les pertes enregistrées peuvent atteindre 10 fO de la récolte. On a proposé quelques solutions mais leur efficacité reste limitée. Ainsi, la ventilation à l'air n'autorise qu'un stockage de très courte durée, de l'ordre de 2 à 3 jours maximum. Des traitements chimiques, du type utilisation d'acides organiques, peuvent être préconisés, mais les perspectives de cette technique sont restreintes en raison de la toxicité et de la spécificité du traitement. En outre, le stockage sous confinement provoque le développement de la flore lactique et permet ainsi une conservation pendant près d'un mois par acidification du milieu. Si cette technique dénommée ensilage est satisfaisante en alimentation animale, elle ne peut en aucun cas être envisagée pour un produit destiné après séchage- à l'industrie alimentaire, compte-tenu des dégradations subies par ïe grain lors de l'acidification. La présence de microorganismes constitue la principale cause d'altération lors du stockage. De fortes populations de bactéries, levures et moisissures engendrent des pertes sur le plan technologique, nutritionnel, hygiénique et commercial. On peut citer les pertes en matières sèches, la décomposition des lipides, la diminution du pouvoir germinatif, la dégradation des qualités organoleptiques et la production de toxines. La récolte puis le stockage modifient le système écologique du grain. On rencontre trois types de flore microbienne présente à la surface et à l'intérieur du grain selon son stade d'évolution, à savoir la flore du champ, la flore intermédiaire puis la flore de stockage. Malgré cette diversité, on peut classer les populations microbiennes de grains récoltés en quatre familles principales : la flore mésophile, les bactéries anaérobies, les lactobacilles, puis les levures et moisissures. Il a été constaté que lors du stockage en silos, le développement des microorganismes dépend essentiellement de la teneur en eau du grain, de la température et de la composition de l'atmosphère intergranaire. On a donc recherché une méthode de conservation de denrées agricoles récoltées humides et stockées en vrac, essentiellement des céréales dont l'activité de l'eau aw est comprise entre 0,6 et 1, permettant d'atteindre environ 30 jours de conservation avant séchage, tout en visant à éviter au maximum les dégradations précédemment citées. Selon la méthode proposée, on modifie dès le remplissage et la fermeture du silo les teneurs gazeuses à l'intérieur du stockage étanche en assurant l'équilibre des flores présentes et la stabilisation du grain, avec un effet bactériostatique et fongicide. L'atmosphère interne du silo est contrôlée par des injections gazeuses de purge, puis maintenue par un faible débit de gaz. Le procédé mis en oeuvre en stockage étanche consiste en une série de séquences comprenant chacune une injection d'un gaz à effet bactériostatique - fongicide, suivie d'une injection régulée de gaz inerte. Le rythme des séquences peut se terminer par une injection de gaz bactériostatique - fongicide. L'anhydride carbonique utilisé comme gaz à effet bactériostatique - fongicide est introduit de manière à atteindre dans le silo de stockage de fortes concentrations comprises entre 60 et 100 0, de préférence 70 à 100 %. Cette atmosphère du silo obtenue par injection, dont le débit est fonction du volume, est maintenue au cours de chaque séquence pendant une durée de 24 à 120 heures, de préférence 48 à 120 heures, à la même concentration par injection d'anhydride carbonique dont le débit de maintien est fonction de l'étanchéité du silo. Àu cours de la conservation des produits agro-alimentaires humides, la constitution de l'atmosphère du silo à très forte concentration en anhydride carbonique, de manière répétée, permet de réprimer la flore aérobie mésophile, d'inhiber la sporulation de moisissures tels que Aspergillus et Pénicillium (aflo-tozinogénèse). L'injection d'un mélange azote-ozygène (N2-02) dans le silo de stockage, à des concentrations en oxygène inférieures à 20 , de préférence entre 2 et 5 %, permet de stabiliser voire arrêter le développement des flores anaérobies (fermentations acétono-butyrique et propionique) lactique (fermentation homo et hétérolactique) responsable d'une acidification des grains avec dégradation des sucres et altération des protéines. En outre, cette faible teneur en oxygène n'entraine pas de reprise importante de la respiration des grains, des moisissures et des fermentations aérobies responsables d'échauffement de la masse stockée avec modification des propriétés fonctionnelles des protéines du grain et son altération. Le débit d'injection du gaz inerte est également fonction du volume du silo, et le débit de maintien, faible, dépend beaucoup de l'étanchéité du silo. La durée des phases de conservation en atmosphère raréfiée en oxygène est au minimum de 48 heures, avantageusement comprise entre 48 et 96 heures, de préférence entre 48 et 72 heures. La limitation de la présence d'oxygène dans le silo de stockage réduit la respiration du grain et les fermentations aérobies responsables d'échauffement de la masse stockée avec modification des propriétés fonctionnelles des protéines du grain, et son altération. Cette limitation de l'oxygène neutralise le développement de moisissures responsable de l'hydrolyse des matières lipidiques-du grain et toxinogénè ses. Le procédé proposé évite un confinement total ou anaérobiose du produit agro-alimentaire, qui entrainerait la prédominance d'une flore lactique avec acidification immédiate du grain le rendant impropre à toute utilisation ultérieure en industries alimentaires. La technique selon l'invention est applicable à lasconser- vation de tout produit alimentaire solide et à une teneur en eau favorisant les développements microbiens à température ambiante. On peut citer les céréales : blé, mais, riz, orge... ; les protéagineux fève, pois, fèverolles... ; les produits de l'alimentation animale ; les oléagineux : colza, tournesol... ; les oléaprotéagineux : soja... Il est donné ci-après à titre non limitatif deux exemples de réalisation. Exemple 1 : Procédé pilote de conservation avant séchage de mais récolté. Dans un silo cylindrique à fond cônique, étanche aux gaz, d'un volume total V de 250 litres, on stocke du mais du type Nord de Loire, d'une teneur en eau de 40 %, de densité apparente 800 kilogrammes par m3 , à une température de 20 C. Immédiatement après le remplissage et la fermeture du silo, on procède à une injection d'anhydride carbonique, avec un débit d'injection gazeuse de purge # de 5 m3 à l'heure, jusqu'à une concentration dej 100 % en C02 de l'atmosphère gazeuse du silo. Cette concentration en C02 est maintenue à ce niveau pendant 48 heures par un faible débit de gaz de maintien # = 0,2 m3/heure. Ensuite l'on procède à une injection de mélange gazeux (N2 : 98 % , O2 : 2 %) à un débit de 5 m3/h, on maintien ces teneurs en oxygène et azote pendant 96 heures par un faible- débit de gaz de maintien # = 0,2 m3/h. Le procédé de conservation est mis en oeuvre pendant 22 jours3 l'échelle des temps et la composition de l'atmosphère du silo sont données dans le tableau I ci-après. TABLEAU I Echelle des temps 0 2 6 10 12 16 18 22 (jours) Atmosphère gazeuse du silo CO2 100 - 100 - 100 100 O2 - 2 2 2 N2 98 98 98 On procède à une analyse du maïs après traitement gazeux, afin de contrôler la qualité amidonnière du grain. Les résultats obtenus sont consignés dans le tableau II. TA3LEAU II Echantillons 15 jours 22 jours Valeur industrielle stockés optimale . Turbidité 23 53 55 . Test de sédimentation Amidon 48% 50% 53 % Amidon + protéines K 73 % 80 % 100% Acidité de la matière grasse % lais sec 0s133 0,221 % huile extraite 2,60 4,3i ( 0,3 K : rendement de séparation amidon/protéines. L'ensemble des résultats d'analyse met en évidence, après un traitement de 22 jours, un mais de qualité amidonnière correcte. Les résultats donnés ci-dessus montrent que le traitement gazeux permet un équilibre de la flore aérobie mésophile, les bactéries anaérobies, les lactobacilles, les levures et moisissures, on observe en effet aucune prépondérance d'une famille en particulier. Exemple 2 : procédé industriel de conservation avant séchage de mais récolté. Dans un silo cylindrique en béton, à fond conique, étanche aux gaz, d'un volume d'environ 1000 m3 (Hauteur : 28 mètres, diamètre: 7m), on stocke 800 m de mais (du type Nord de Loire) dont la teneur en eau est de 37 %. Immédiatement après le remplissage et la fermeture du silo, on effectue une première injection d'anhydride carbonique, avec un débit de 200 Nm3/h jusqu'à atteindre une concentration de 100 % en G02 de l'atmosphère gazeuse du silo. On maintientensuite cette concentration pendant 48 heures par un faible débit de gaz de maintien de l'ordre de 10 Nm3/h. On procède ensuite à l'injection d'un mélange gazeux (Azote, Oxygène) pauvre en oxygène, jusqu'à ce que la concentration en oxygène de l'atmosphère gazeuse du silo atteigne 2 % (le débit d'injection est de 200 Nm3/h. On maintien ensuite cette tenez en oxygène pendant 96 heures par un débit de gaz de maintien Q = 6 Nm3/h. Le procédé de conservation est mis en oeuvre pendant 5 semaines et comprend une série d'injections gazeuses comme l'indique le tableau III ci-après. TABLEAU III COMPOSITION DE L'ATMOSPHERE GAZEUSE DU SILO (%) échelle des temps 0 2 6 10 12 16 18 22 24 28 35 (jours) Btmos- -------- -- -- ~. ~~ ~ ~ ~~~ ~ ---- phère ype d1in gazeuse du bT2/q ç% C02 > C02 nu 2 > C02 2 pur 2 COL) 10C - 100 - 100 - 100 - 100 100 02 - 2% - 2 - 2 - 2 - N2 - - 98% - 98 - 98 - 9 & 8 - 100 Avant chaque type d'injection, on procède, sur le grain, à à une série d'analyses dont les résultats sont consignés dans le tableau iv. TABLEAU IV Echantillons Mais Mais Mais EaSs Valeur in à à à à dustrielle Analyses \ I m niia 15jours 28jours 35jours optimale Anal ses chimiques Protides 6 % 6,8% 6,6% Lipides 3,4 % 3,1 ,' 3s5 Sucres Réducteurs 0,5,' 0,5 % 0,3 % (exp en glucose) Anal ses Amidonières Turbidité 43 25 54 71 -S-edimentation Sedimentation Amidon Amidon + protéine(%) 56,8 52,5 55,2 50 53 Netteté Bon Bon Bon Bon K % 100 100 100 100 100 exprimés en % de matière humide. il ressort du tableau IV, que la qualité amidonière des grains après 35 jours de stockage sans gaz reste correcte et que la perte en matière sèche est négligeable. REVEhtDICATIONS 1. Procédé de conservation de produits agro-alimentaires humides stockés en vrac par traitement gazeux, caractérisé en ce que dès le remplissage et la fermeture du silo, on modifie les teneurs gazeuses à l'intérieur du stockage étanche par la mise en oeuvre d'une série de séquences comprenant une injection d'un gaz à effet bactériostatique - fongicide suivie d'une injection de gaz inerte. 2. Procédé de conservation de produits agro-alimentaires humides stockés en vrac selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anhydride carbonique constitue le gaz à effet bactériostatiquefongicide et l'azote représente le gaz inerte. 3. Procédé de conservation de produits agro-alimentaires humides stockés en vrac selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'anhydride carbonique est introduit de manière à atteindre dans le silo de stockage des concentrations comprises entre 60 et 100 , de préférence 70 à 100 %, et l'azote est introduit ae manière telle dans le silo de stockage que la teneur en oxygène soit inférieure à 20 %, de préférence comprise entre 2 et 5 ?,c'. 4. Procédé de conservation de produits agro-alimentaires humides stockés en vrac selon la revendication 3, caractérisé en ce que la concentration en anhydride carbonique est maintenue dans le silo de stockage, au cours de chaque séquence pendant une durée de 24 à 120 heures, de préférence 48 à 120 heures, et la teneur réduite en oxygène étant maintenue au cours de chaque séquence pendant une durée de 48 à 96 heures, de préférence entre 48 et 72 heures. 5. Procédé de conservation de produits agro-alimentaires stockés en vrac selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le débit de l'anhydride carbonique ainsi que celui du gaz inerte sont fonction du volume du silo. 6. Procédé de conservation de produits agro-alimentaires humides stockés en vrac selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la constance des concentrations en anhydride carbonique et en oxygène est obtenue par injection d'un gaz de maintien constitué par de l'anhydride carbonique ou de l'azote dont le débit est fonction de l'étanchéité du stockage.