Brevet FR2713446A1 — publié le 19950616

L'invention se rapporte à un procédé de conservation d'un aliment tel de la chair de viande ou d'animal aquatique. Elle se rapporte également aux moyens de mise en oeuvre du procédé de conservation. Pour la conservation notamment de la chair de poisson ou de viande, il est connu d'utiliser des procédés de saumurage et/ou de séchage qui permettent de réduire l'activité en eau de la chair traitée afin de prolonger la durée de conservation. L'aw donne une estimation quantifiable de la concentration efficace relative de l'eau dans le produit alimentaire par rapport à l'eau pure. Cette valeur sera extrêmement intéressante à connaltre parce qu'elle permettra d'évaluer l'efficacité potentielle de l'eau dans les réactions d'altération chimique au cours des traitements technologiques et de la conservation (oxydations, dénaturations, réactions enzymatiques, réactions de Maillard) ou biologiques (prolifération bactérienne). Des tables de corrélation entre la durée critique de conservation et l'activité en eau ont déjà été établies. Par solution, on comprendra un mélange d'eau avec un soluté tel le sel et/ou le sucre auquel peut s'y ajouter d'autres ingrédients. Dans un procédé de conservation de chair mettant en oeuvre au moins une étape de saumurage, on place une quantité prédéterminée de chair dans un volume de solution de masse volumique connue et selon une disposition prédéterminée. On maintient cette chair dans la solution un temps déterminé puis - on extrait la chair de la solution, - on égoutte celle-ci pendant un temps prédéterminé et éventuellement, - on prévoit une étape de séchage. Dans une étape de saumurage, c'est le sel contenu dans la solution où sont plongés les morceaux de viande ou de poisson qui, par un phénomène d'osmose, réduit le potentiel chimique de l'eau contenue dans la chair et donc l'activité en eau ; cet échange se fait plus ou moins rapidement notamment selon la composition de la solution, la nature de la chair et la température. Dans l'étape de séchage, c'est le phénomène d'évaporation de l'eau contenue dans la chair qui réduit la concentration efficace relative de l'eau, c'est à dire l'activité en eau de la chair. La maîtrise du séchage est relativement facile à réaliser car elle consiste à mesurer initialement le poids de la matière à sécher et de suivre l'évolution de ce poids qui résulte de la perte en eau par évaporation. Par contre pour le saumurage, c'est par expérience que l'on tente de maîtriser cette activité en eau. Ainsi l'industriel sait que, s'il place une quantité prédéterminé de chair répartie d'une certaine manière dans un bac de saumurage contenant une solution de masse volumique déterminée et s'il maintient cette quantité de chair pendant une période prédéterminée, il doit obtenir de la chair dont la durée de conservation devrait être au minimum d'une valeur qu'il connaît par expérience. Pour garantir une durée de conservation, il met en oeuvre son savoir faire acquis par l'expérience ou il vérifie par une mesure destructive la teneur en sel de la chair. S'il souhaite modifier les paramètres de saumurage et, par exemple, changer la composition de la solution, sa masse volumique ou encore la taille, le taux de gras de la chair introduite, il lui est nécessaire de passer par une phase expérimentale pendant laquelle il ne peut vendre son produit, car il n'en connaît pas les caractéristiques. Bien entendu, il peut expérimenter sa technique de saumurage à l'échelle réduite, mais chacun sait que compte tenu de la diversité des lots de chair à traiter, il ne retrouvera pas dans la pratique les mêmes conditions que celles étudiées expérimentalement, il est donc préférable de pouvoir suivre chaque lot pendant le traitement qui sera mis en oeuvre. En 1967, VALLE (del) F.R. & NICKERSON J.T.R. "Studies on salting and drying fish." "I. Equilibrium considerations in salting." "II. Dynamic aspects of the salting of fish." "III. Diffusion of water" in J. of Food Science, 32(1), 1967 PP. 173-179 ; 32(2), 1967, pp. 218-224 ; 33(5), 1968, pp. 499-503. ont montré que le volume d'un poisson saturé en sel tel le Xiphias Gladius est lié à la quantité d'eau qu'il contient quelque soit la température et ont donc établi une équation qui est la suivante V = A * Pw + B * Pms avec - V étant le volume du poisson exprimé en cc, - Pw étant le poids d'eau exprimée en grammes force contenue dans le poisson, - Pms étant le poids de matière sèche non salée du poisson exprimée en grammes force que l'on considère en première approximation comme invariant, - A et B étant des constantes liées au poisson considéré. On sait que ZUGARRAMURDI A. & LUPIN, "A model to explain observed behavior on fish salting." in J. of Food Science, 45(5), 1980, pp. 1305-1311. ont montré que l'évolution du poids de la chair de poisson (Egleginops maclovinus, Clupea fueguensis) P, du poids en sel Ps de la chair et du poids en eau Pw de cette même chair varie lors du saumurage comme des lois cinétiques du premier ordre. On sait aussi que le taux de gras de la chair de viande ou de poisson est en corrélation avec le taux d'eau contenue dans la chair. Ces études sont restées du domaine de la théorie et n'ont été utilisées que pour donner une explication physique au saumurage de quelques types particuliers de poissons. Un des résultats que l'invention vise à obtenir est une maîtrise notamment du temps d'immersion qui permet notamment de limiter, voire de supprimer les phases expérimentales de mise au point qui sont très longues et coûteuses et de s'adapter à la diversité des lots d'aliments à traiter. Egalement, un autre résultat est de prévoir la durée limite de conservation d'un aliment notamment saumuré et/ou séché avec une plus grande précision que celle connue à ce jour. A cet effet, l'invention a pour objet un tel procédé notamment caractérisé en ce que - on détermine au moins indirectement le poids de la quantité d'aliments avant introduction dans la solution, - on introduit l'aliment dans le volume de solution et on détermine au moins indirectement le poids R de l'aliment immergé appelé résultante R, la différence de poids entre le poids avant immersion et après immersion traduisant la poussée d'Archimède, - on suit l'évolution au cours du temps de cette résultante R de l'aliment immergé et, - à partir de la valeur instantanément atteinte par cette résultante, on détermine la quantité de soluté dans l'aliment à partir d'une relation du type Ps = (R - RO) + PsO - (Pw - PwO) * (1 - RO * A) dans laquelle Ps est le poids en soluté dans l'aliment à l'instant t de la mesure, Pw est le poids de l'eau dans l'aliment à l'instant t, RO est le poids volumique de la solution c'est à dire la masse volume multipliée par l'accélération de la pesanteur, A A est une constante établie en fonction de la nature de l'aliment et . o est l'indice relatif au temps initial t = 0 - on compare au poids de soluté déterminé comme ci-dessus le poids de soluté souhaité et, en fonction du sens de l'écart constaté, on choisit l'une des solutions que sont la poursuite et l'arrêt d'immersion. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin ci-annexé qui représente schématiquement - figure 1 : une vue en coupe d'une installation de conservation de chair, - figure 2 : une vue en coupe d'une variante d'une installation de conservation de chair, - figure 3 : un exemple de table de corélation. En se reportant au dessin, on voit partiellement une installation 1 de conservation d'un aliment 2, tel de la viande ou du poisson, dans lequel on met en oeuvre un procédé de conservation comprenant au moins une étape d'immersion dans laquelle - on place une quantité prédéterminée d'aliment dans un volume 3 de solution de poids volumique connu et selon une disposition prédéterminée, - on maintient cet aliment dans la solution 3 un temps déterminé puis, - on extrait l'aliment 2 de la solution, - on égoutte celui-ci pendant un temps prédéterminé et éventuellement, - on prévoit une étape de séchage. Selon l'invention, on détermine au moins indirectement le poids de la quantité d'aliment avant introduction dans la solution, - on introduit l'aliment dans le volume de solution et on détermine au moins indirectement le poids R de l'aliment immergé appelé résultante R ; la différence de poids entre le poids avant immersion et après immersion traduisant la poussée d'Archimède, - on suit l'évolution au cours du temps de cette résultante R de l'aliment immergé et, - à partir de la valeur instantanément atteinte par cette résultante, on détermine la quantité de soluté dans l'aliment à partir d'une relation du type Ps = (R - RO) + PsO - (Pw - PwC) * (1 - RO * A) dans laquelle Ps est le poids du soluté dans l'aliment à l'instant t de la mesure, pw est le poids de l'eau dans l'aliment à l'instant t, RO est le poids volumique de la solution, A A est une constante établie en fonction de la nature de l'aliment et . o est l'indice relatif au temps initial t = 0 - on compare au poids de soluté déterminé comme ci-dessus le poids de soluté souhaité et, en fonction du sens de l'écart constaté, on choisit l'une des solutions que sont la poursuite et l'arrêt de l'immersion. On a donc un moyen de suivre en temps réel la quantité de soluté que prend l'aliment et notamment le poids de sel que peut prendre de la chair de poisson ou de viande lors du saumurage. Dans le cas de chair de poisson ou de viande, on posera que le soluté est du sel et ainsi dans l'équation précédente, on posera en première approximation que le poids PsO de sel à l'instant initial dans la chair est négligeable. La résultante poids-poussée d'Archimède peut encore s'écrire sous la forme R = P - RO * V V étant le volume de la chair, et comme V = A Pw + B Pms P = Pms + Pw + Ps si on introduit ces dernières équations dans l'équation précédente on obtient R = P (1 - RO * B) + Pw * RO * (B - A) + RO * B * Ps On voit donc que la résultante R est une combinaison linéaire des variables P, Pw, Ps. On sait qu'expérimentalement, l'évolution de ces variables P, Pw, Ps est approximativement, pour chacune de ces variables, une loi cinétique du premier ordre avec des coefficients K, Ks, Kw, qui sont fonction notamment de la nature de la chair et de la température. Les variables K, Ks, kw sont liées entre elles par des fonctions qui en première approximation peuvent être considérées comme des fonctions linéaires. Aussi, on prendra pour première hypothèse que les coefficients K, Ks, Kw, sont des constantes et sont égales et on en déduit que l'équation Ps = (R - RO) + PsO - (Pw - PwO) * (1 - RO * A) peut par approximation s'écrire comme une équation du premier ordre du type Ps = (R - RO) * ( 1 + D) avec D une constante établie en fonction notamment de la nature de la chair et de la concentration de la solution. I1 est alors très facile de suivre la quantité de sel pénétrant dans la chair placée dans la solution. A l'instant zéro on sait que la quantité de sel dans la chair peut être négligée, en conséquence l'équation R = P (1 - RO * B) + Pw * RO * (B - A) + RO * B * Ps peut s'écrire RO = PO (1 - RO * B) + PwO * RO * (B - A) Si l'on divise cette équation par le poids de la chair initiale PO on obtient RO/ PO = (1 - RO * B) + (PwC / PO) * RO * (B - A) On sait expérimentalement qu'a l'instant t = 0, le rapport FO entre le poids de gras PgO sur le poids total de la chair PO peut se représenter sous la forme de l'équation suivante FO = G - H * (PwO / PO) avec G et H des constantes liées à la nature de la chair. En combinant les deux équations précitées la première équation peut s'écrire sous la forme suivante R / Po = (1-RO*B) + ((RO*(B-A)) * (G/H)) - FO*(RO*(B-A)) / H qui plus simplement peut s'écrire F = J - Y * (RO / P ) avec J et Y des constantes. Selon l'invention on mesure le poids initial PO de la chair avant introduction dans la solution, - on détermine au moins indirectement le poids initial R de la chair immergée encore appelée résultante initiale et, - on détermine la quantité de gras contenue dans la chair à partir de l'équation suivante F = J - Y * (RO / P ) avec J et Y des constantes qui dépendent notamment de la nature de la chair et de la masse volumique de la solution, F égal au rapport entre le poids de gras initial PgO sur le poids initial PO de la chair et R le poids initial de la chair immergée. La différence entre le poids PO de la masse avant immersion et le poids R de la masse mesurée dans la solution résulte de l'effet de la poussée d'Archimède qui s'exprime comme étant le volume de la masse initiale de la chair multiplié par le poids volumique RO de la solution. On sait également que la prise en soluté de l'aliment et la perte d'eau sont liées par une fonction qui dépend essentiellement de la concentration de la solution, de la nature de la chair, de la température et du temps d'immersion. I1 s'ensuit que, pour un produit donné et une solution donnée, le poids d'eau peut s'écrire sous la forme Pw = ZP (Ps - PsO) + PwO qui peut encore s'écrire comme : Pw = ZPs + PwO en négligeant le poids initial en soluté. Une autre façon d'atteindre cette mesure est de comparer la différence entre le poids avant immersion et le poids après égouttage avec une relation du type P(t) - PO = Ps + Pw - PwO ou Pw = (P(t) - PO) - Ps + PwO po = PsO + Pw + Pms P(t) = Ps + Pw + Pms Selon l'invention - on mesure le poids initial PO de l'aliment avant immersion, - on détermine au moins indirectement le poids de l'aliment RO lorsqu'il est immergé dans la solution, - on détermine au moins indirectement la quantité initiale d'eau PwO dans le produit, - au cours de l'immersion, on détermine au moins indirectement la quantité de soluté Ps pénétré dans le produit et on en déduit par calcul instantanément la quantité d'eau restant dans le produit par une relation du type Pw = ZPs + PwO avec Z une fonction préalablement établie. La détermination de PwC peut se faire à l'aide de la mesure du gras dans le cas de chair de viande ou de poisson mais également peut être obtenue à l'aide d'autres méthodes de mesure. Comme précisé plus avant, si on admet en première approximation que les coefficents k, kw, ks sont des constantes et sont égales, alors la fonction Z devient une constante qui dépend de la concentration de la solution, de la nature de l'aliment et de la température. Cette constante Z est alors la pente de la droite 15 traduisant l'évolution de la perte en eau en fonction du gain en soluté. On sait que l'activité en eau dépend de la concentration en soluté de l'eau de l'aliment qui s'exprime par le rapport Ps/Pw. Cette activité en eau peut sous la forme d'abaques être représentée en fonction du taux de soluté et d'eau du produit à une température de stockage donnée, ces abaques, qui sont appelées courbes d'isoactivité 4 peuvent, dans la zone de traitement, être approximées à des droites passant par l'origine et dont la pente peut être déterminée au moins expérimentalement. Ces courbes d'isoactivité du produit traité sont des limites au delà desquelles le produit aura une durée de conservation prédéterminée. Selon l'invention - on établit une table de corrélation entre le taux de soluté, le taux d'humidité dans l'aliment et les courbes d'isoactivité de l'aliment correspondant à des activités en eau prédéterminée qui correspondent elles mêmes à des durées prédéterminées de conservation, - on détermine la concentration de la solution, - on détermine le poids initial PO de l'aliment, - on détermine au moins indirectement le poids d'eau Pwo de l'aliment à conserver, - on détermine au moins périodiquement le poids de soluté de l'aliment et, - on se reporte sur la table de corrélation et, en fonction du poids en soluté mesuré, de l'activité en eau souhaitée et du résultat visualisé sur la table précitée, on commande la poursuite du traitement si le résultat souhaité n'est pas atteint. Selon l'invention, pendant l'immersion de l'aliment, on surveille la masse volumique de la solution et on ajuste celle ci en fonction de critères préalablement déterminés. Dans une autre forme on mesure la masse volumique de la solution et on corrige la mesure du poids en soluté en fonction de la masse volumique de la solution mesurée. Selon l'invention, on surveille la température de la solution et on ajuste celle-ci en fonction de critères prédéterminés. Dans une autre forme de réalisation, on surveille la température de la solution et en fonction de sa mesure, on corrige les paramètres de calcul. De préférence, notamment lors de bain de volume important, pendant l'immersion, on homogénéise la solution. Ce procédé permet de suivre de façon relativement précise notamment le saumurage et donc de maîtriser les temps de saumurage ce qui permet d'obtenir des produits au plus proche de ceux souhaités en jouant par exemple sur le temps de saumurage et le temps de séchage. Les moyens pour la mise en oeuvre du procédé qui, outre un bassin d'immersion, comprennent principalement des moyens 5 pour peser la quantité d'aliment avant introduction dans la solution, des moyens 6 pour peser au moins périodiquement l'aliment lorsque celui-ci est immergé dans la solution et des moyens 7 pour corréler les mesures effectuées et déterminer au moins indirectement la quantitié de soluté, de gras et d'eau et l'activité en eau de la chair. Dans une forme de réalisation, les moyens 5,6 de pesée comprennent au moins un support 8 sur lequel on dépose l'aliment à conserver, lequel support 8 est relié à au moins un point d'appui 9 au travers d'un élément 10 de mesure indiquant au moins la variation de poids. Par exemple le support 8 peut être suspendu à un point haut 11 d'une structure placé au dessus d'un bassin 12 contenant la solution, ceci au travers d'un peson 10. Dans une autre forme de réalisation, le support repose par l'intermédiaire d'éléments de mesure 10 sur le bord du bassin. REVENDICATION8 1. Procédé de conservation d'un aliment comprenant au moins une étape d'immersion dans une solution dans laquelle - on place une quantité prédéterminée d'aliment dans un volume (3) de solution de masse volumique connue et selon une disposition prédéterminée, - on maintient cet aliment dans la solution un temps déterminé puis, - on extrait l'aliment de la solution, - on égoutte celle ci pendant un temps prédéterminé et éventuellement, - on prévoit une étape de séchage, ce procédé étant CARACTERI8E en ce que - on détermine au moins indirectement le poids de la quantité d'aliment avant introduction dans la solution, - on introduit l'aliment dans le volume de solution et on détermine au moins indirectement le poids R de l'aliment immergé appelé résultante R ; la différence de poids entre le poids avant immersion et après immersion traduisant la poussée d'Archimède, - on suit l'évolution au cours du temps de cette résultante R de l'aliment immergé et, - à partir de la valeur instantanément atteinte par cette résultante, on détermine la quantité de soluté dans l'aliment à partir d'une relation du type Ps = (R - RO) + PsO - (Pw - Pw") * (1 - RO * A) dans laquelle Ps est le poids de soluté dans l'aliment à l'instant t de la mesure, . Pw est le poids de l'eau dans l'aliment à l'instant t, . RO est le poids volumique de la solution, . A est une constante établie en fonction de la nature de l'aliment et . est l'indice relatif au temps initial t = 0 - on compare au poids de soluté déterminé comme ci-dessus le poids de soluté souhaité et, en fonction du sens de l'écart constaté, on choisit l'une des solutions que sont la poursuite et l'arrêt de l'immersion. 2. Procédé de conservation d'un aliment tel de la chair dans une solution contenant du sel selon la revendication 1 áractEris en ce que - on mesure le poids initial PO de la chair avant introduction dans la solution - on détermine au moins indirectement le poids initial RO de la chair immergée encore appelée résultante initiale et, - on détermine la quantité de gras contenue dans la chair à partir de l'équation suivante FO = J - Y * (RO / PO) avec J et Y des constantes qui dépendent notamment de la nature de la chair et de la masse volumique de la solution, FO égal au rapport entre le poids de gras initial PgO sur le poids initial PO de la chair et RO le poids initial de la chair immergée. 3. Procédé de conservation d'un aliment selon la revendication 1 ou 2 caractEris en ce que - on mesure le poids initial PO de l'aliment avant immersion, - on détermine au moins indirectement le poids de l'aliment RO lorsqu'il est immergé dans la solution, - on détermine au moins indirectement la quantité initiale d'eau PwO dans le produit, - au cours de l'immersion, on détermine au moins indirectement la quantité de soluté Ps pénétré dans le produit et on en déduit par calcul instantanément la quantité d'eau restant dans le produit par une relation du type Pw = ZPs + PwO avec Z une fonction préalablement établie. 4. Procédé de conservation d'un aliment selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractEris en ce que - on établit une table de corrélation entre le taux de soluté, le taux d'humidité dans l'aliment et les courbes d'isoactivité de l'aliment correspondant à des activités en eau prédéterminée qui correspondent elles mêmes à des durées prédéterminées de conservation, - on détermine la concentration de la solution, - on détermine le poids initial PO de l'aliment, - on détermine au moins indirectement le poids d'eau PwO de l'aliment à conserver, - on détermine au moins périodiquement le poids en soluté de l'aliment et, - on se reporte sur la table de corrélation et, en fonction du poids en soluté mesuré, de l'activité en eau souhaitée et du résultat visualisé sur la table, on commande la poursuite du traitement si le résultat souhaité n'est pas atteint. 5. Procédé de conservation d'un aliment selon la revendication 1 caractEris en ce qu'on surveille la masse volumique de la solution et on ajuste celle ci en fonction de critères préalablement déterminés. 6. Procédé de conservation d'un aliment selon la revendication 1 caractEris en ce qu'on surveille la masse volumique de la solution et on corrige la mesure du poids en soluté en fonction de la masse volumique de la solution mesurée. 7. Procédé de conservation d'un aliment selon la revendication 1 caractEris en ce qu'on homogénéise la solution. 8. Moyens pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, lesquels moyens comprenant en outre un bassin contenant une solution, ces moyens étant caractErisEs en ce qu'ils comprennent notamment - des moyens (5) pour peser la quantité d'aliment avant introduction dans la solution, - des moyens (6) pour peser au moins périodiquement l'aliment lorsque celui-ci est immergé dans la solution et, - des moyens (7) pour corréler les mesures effectuées et déterminer au moins indirectement la quantité de soluté, d'eau et l'activité en eau de l'aliment. 9. Moyens selon la revendication 8 caractEris*s en ce que les moyens (5,6) de pesée comprennent au moins un support (8) sur lequel on dépose l'aliment à conserver, lequel support (8) est relié à au moins un point d'appui (9) au travers d'un élément (10) de mesure indiquant au moins la variation de poids. 10. Moyens selon la revendication 9 caractErisEs en ce que le support repose par l'intermédiaire d'élément de mesure (10) sur le bord du bassin contenant la solution.