Brevet FR2878412A1 — publié le 20060602

L'invention concerne un procédé de traitement de produits, notamment alimentaires, tels que par exemple des légumes, particulièrement verts, en vue de leur conservation. Traditionnellement, dans le domaine de la préparation et conservation de produits alimentaires, il est connu d'effectuer, dans un premier temps, un blanchiment puis un refroidissement, suivis d'une surgélation des produits alimentaires. Toutefois, de tels procédés, dits classiques, présentent plusieurs inconvénients. Tout d'abord, ledit refroidissement et ladite surgélation sont généralement lents à mettre en oeuvre et sont donc peu efficaces du point de vue du temps, et de l'énergie. On connaît également des procédés permettant la surgélation des produits individuels, généralement appelés procédés IQF (de l'anglais 15 Individually Quick Frozen). Dans ces procédés, afin d'accélérer le processus de surgélation, il est connu d'utiliser de l'azote liquide dans lequel les produits sont immergés. Toutefois, ce procédé reste très cher, et est surtout utilisé dans le domaine de la chimie et de la biologie. Par ailleurs, il est également connu la surgélation complète ou à coeur des produits par immersion dans de l'eau salée pendant au moins une trentaine de minutes, voire une heure. Ce procédé est notamment utilisé dans la surgélation des poissons et ne peut pas être appliqué aux légumes car il génère un goût trop salé aux produits. En outre, des études menées sur la vitesse de surgélation de produits alimentaires ont montré que lorsque la congélation est lente, il y a la formation de gros cristaux de glace extra-cellulaire qui conduisent à des déchirures des parois cellulaires dans les produits alimentaires. Ces déchirures des parois cellulaires conduisent à une baisse de turgescence et une exsudation lors de la décongélation et, par conséquent, à une perte de qualité organoleptique, telle que la couleur, la texture et l'aspect. Le but de la présente invention est de proposer un procédé de traitement de produits, notamment alimentaires, tels que par exemple des légumes, particulièrement verts, qui pallie les inconvénients précités, notamment au niveau du temps de congélation, de l'énergie dépensée et des qualités organoleptiques, telles que la couleur, le goût, la texture et l'aspect. D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, qui n'est donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. Selon la présente invention, le procédé de traitement de produits, notamment alimentaires, tels que par exemple des légumes, particulièrement verts, en vue de leur conservation, dans lequel on mène une étape de surgélation individuelle de produits à traiter est caractérisé par le fait qu'on effectue au moins une étape de présurgélation des produits par immersion pendant un temps donné, dans une solution à basse température pour former de la glace en périphérie des produits freinant les échanges de matière entre ladite solution et lesdits produits et améliorant le transfert de chaleur à l'intérieur desdits produits. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description 20 suivante accompagnée des dessins en annexe parmi lesquels: - la figure 1 représente un graphe illustrant les variations de fermeté des produits surgelés en fonction des procédés de congélation, - la figure 2 représente sous forme de graphe la perte de masse par exsudation en fonction des procédés de congélation, - la figure 3 représente un graphe montrant le pourcentage de chlorure de sodium absorbé par les produits alimentaires en fonction du temps d'immersion et de la température de la solution. L'invention concerne un procédé de traitement des produits, notamment alimentaires, tels que par exemple des légumes, particulièrement verts, en vue de leur conservation, dans lequel on mène une étape de surgélation individuelle des produits à traiter. Selon l'invention, on effectue au moins une étape préalable de présurgélation desdits produits par immersion, pendant un temps donné, dans une solution à basse température, pour former de la glace en périphérie des produis freinant les échanges de matière entre ladite solution et lesdits produits et améliorant le transfert de chaleur à l'intérieur desdits produits. Il a été constaté qu'un procédé de refroidissement par immersion conduit à une plus faible demande d'énergie et à une congélation périphérique individuelle rapide avant la congélation à coeur proprement dite et l'entreposage frigorifique. Par ailleurs, l'immersion permet une amélioration de la texture des produits alimentaires, comme par exemple des haricots verts, ainsi que moins de pertes d'exsudat, qui résultent de la diminution des dommages mécaniques structurels provoqués par les gros cristaux de glace formés lors de la congélation. Selon la présente invention, avant l'étape de conservation des produits alimentaires, on peut effectuer au moins une première étape de prétraitement. L'étape de prétraitement consiste tout d'abord, par exemple, dans une étape de blanchiment des produits alimentaires dans de l'eau pendant quelques minutes, à une température élevée dans un bain thermostaté. On a obtenu de bons résultats de blanchiment pendant 3 min et à une température de 95 C. Le blanchiment peut également être effectué par de la vapeur d'eau ou avec un mélange eau liquide/vapeur d'eau. L'un des objectifs de l'opération de blanchiment est de détruire, par la chaleur, les systèmes enzymatiques présents dans les légumes ainsi que l'élimination des gaz présents dans les tissus et qui peuvent provoquer des oxydations plus ou moins importantes provoquant principalement des colorations et des goûts anormaux. Une deuxième phase de l'étape de prétraitement peut consister, dès la fin de l'étape de blanchiment, à refroidir les produits alimentaires, par exemple, par immersion dans de l'eau froide pendant 5 min. Par ailleurs, selon l'invention, après ladite étape de présurgélation desdits produits à traiter par immersion dans une solution à basse température, on effectue au moins une étape de congélation ou surgélation classique. Par congélation, ou surgélation classique, on entend tout procédé permettant d'abaisser, plus ou moins rapidement la température des produits à traiter puisqu'ils présentent à coeur une température égale à au moins à -18 C. Par exemple, après les étapes de prétraitement et de présurgélation par immersion, lesdits produits alimentaires sont en général soumis à l'une des quatre congélations classiques à vitesses variables classées ci-après dans l'ordre des vitesses de congélation croissantes: - congélation très lente à -20 C: les produits alimentaires sont enfermés dans une boîte de polystyrène et sont placés dans un congélateur à -20 C, - congélation à 25 C: les produits alimentaires sont disposés sur un couvercle en plastique dans le congélateur à -25 C, - congélation à -40 C avec ventilation: les produits alimentaires sont placés sur un couvercle en plastique dans le congélateur sur l'air froid à -40 C ventilé avec une vitesse de 2 m/sec, - congélation avec de l'azote: les produits sont placés dans un récipient contenant de l'azote liquide. Les produits alimentaires sont en contact direct avec la vapeur d'azote et/ou avec la phase liquide de l'azote. Ce dernier procédé de congélation, et tel que déjà mentionné précédemment, se révèle assez cher et est surtout utilisé dans le domaine médical, chimique et biologique. L'évaluation de la température au coeur des produits, et en particulier pour le cas des haricots verts blanchis préalablement, montre la 30 présence de trois étapes thermiques qui se succèdent, à savoir: -Une étape de précongélation entre l'étape de refroidissement et la température de cristallisation commençante de l'eau. - Une étape de congélation pendant laquelle la température au point considéré est presque constante. En effet, la chaleur extraite est employée à transformer l'eau en glace. - Une étape de refroidissement jusqu'à la température d'entreposage à -18 C. A cette température, la plus grande partie de l'eau congelable est effectivement transformée. Des études menées sur la texture des produits alimentaires, et en particulier des légumes verts, et encore plus particulièrement sur les haricots verts, ont permis de conclure que la fermeté mesurée après décongélation desdits produits surgelés décroît en fonction du ralentissement de la vitesse de congélation. Cet effet est clairement montré à la figure 1, décrite plus en détail ci-dessus. La figure 1 illustre de façon schématique les différents degrés 15 de fermeté mesurés après décongélation des haricots, selon le type de congélation effectué, à savoir: - Lorsque la congélation est réalisée à la vapeur d'azote, repère 1, on a obtenu une fermeté d'environ 2,25 N/mm. - Lorsque la congélation est réalisée à la vapeur d'azote avec 20 une présurgélation par immersion, repère 2, on a obtenu une fermeté d'environ 2,6 N/mm, - Lorsque la congélation est une congélation classique à 40 C, repère 3, on a obtenu une fermeté d'environ 1,3 N/mm, - Lorsque la congélation est une congélation classique à 25 -40 C avec une présurgélation par immersion, repère 4, on a obtenu une fermeté d'environ 2,75 N/mm, - Lorsque la congélation est une congélation classique à C, repère 5, on a obtenu une fermeté d'environ 1,1 N/mm, - Lorsque la congélation est une congélation classique à 30 -25 C avec une présurgélation par immersion, repère 6, on a obtenu une fermeté d'environ 2,4 N/mm. - Lorsque la congélation est une congélation classique à - 20 C isolée, repère 7, on a obtenu une fermeté d'environ 0,9 N/mm. - Lorsque la congélation est une congélation classique à - 20 C isolée avec une présurgélation par immersion, repère 8, on a obtenu une fermeté d'environ 2,5 N/mm. L'analyse approfondie de la figure 1, nous a donc permis de conclure que dans les congélations présentant une présurgélation par immersion, la fermeté des produits, et en particulier des haricots verts, est plus élevée. De plus, il est notable que la présurgélation par immersion permet d'obtenir une fermeté finale du produit indépendante de la méthode de surgélation à coeur employée. La figure 2 représente à titre d'exemple, non limitatif, la perte en masse des haricots verts après congélation et décongélation, selon le type de congélation, à savoir: - Lorsque la congélation est réalisée à la vapeur d'azote, repère 9, on a obtenu une perte de masse d'environ 4 %. - Lorsque la congélation est réalisée à la vapeur d'azote avec une présurgélation par immersion, repère 10, on a obtenu une perte de masse d'environ 4 %. - Lorsque la congélation est une congélation classique à -40 C, repèrel 1, on a obtenu une perte de masse d'environ 8 %. - Lorsque la congélation est une congélation classique à - 40 C avec une présurgélation par irmersion, repère 12, on a obtenu une perte de masse de 6 %. - Lorsque la congélation est une congélation classique à - 25 C, repère 13, on a obtenu une perte de masse d'environ 10 %. - Lorsque la congélation est une congélation classique à - 25 C avec une précongélation par immersion, repère 14, on a obtenu une perte de masse d'environ 6 %. - Lorsque la congélation est une congélation classique à -20 C, repère 15, on a obtenu une perte de masse d'environ 15 %. 25 30 - Lorsque la congélation est une congélation classique à -20 C avec une présurgélation par immersion, repère 16, on a obtenu une perte de masse d'environ 5 %. II est donc clair que, exception faite de la congélation par l'azote liquide, il y a une diminution de la perte de masse après décongélation des haricots verts lorsqu'une étape de la présurgélation par immersion précède la surgélation à coeur. Cette amélioration suggère que l'étape de présurgélation par immersion permet de contrôler la taille des cristaux de glace. Il s'agit en effet d'une constatation classique en congélation que l'on attribue à la taille des cristaux de glace formés pendant la surgélation. Ainsi, lors d'une congélation lente, il y a endommagement mécanique des structures cellulaires par les gros cristaux formés et, par conséquent réduction de la fermeté des haricots. Des études approfondies par microscopie optique nous montrent clairement que la dégradation de tissus est d'autant plus importante que la vitesse de congélation est lente et que les cristaux sont gros. Par ailleurs, l'analyse calorimétrique au refroidissement montre que la température de cristallisation de l'eau diminue lorsque la vitesse de refroidissement augmente, ce qui correspond à une augmentation du degré de surfusion. Cette élévation entraîne la formation de nombreux noyaux de nucléation de faible taille et par conséquent une meilleure préservation de la structure tissulaire. En outre, des études nous ont montré que la perte de masse lors de la décongélation diminue en fonction de la vitesse de congélation ceci est clairement démontré dans le graphe à la figure 2, tel que décrit plus haut. En effet, la perte de masse lors de la décongélation diminue en fonction de la vitesse de congélation. La perte est considérable lorsque la congélation est lente ce qui confirme encore une fois que la formation des gros cristaux de glace extracellulaire conduit à des déchirures des parois cellulaires ce qui contribue à la baisse de turgescence et à l'exsudation lors de la décongélation. La rupture des parois peut également résulter de la congélation de l'eau intracellulaire qui augmente de volume et qui provoque l'éclatement de la cellule. La perte est considérable lorsque la congélation est lente ce qui confirme que la formation des gros cristaux de glace extracellulaires conduit à des déchirures des parois cellulaires, ce qui contribue à la baisse de turgescence et à l'exsudation lors de lai congélation, et par conséquent, à une perte de qualité organoleptique des produits alimentaires. Selon la présente invention, l'étape de présurgélation par immersion dans une solution à basse température est effectuée pendant un temps donné afin d'aboutir à une présurgélation périphérique rapide dudit produit. Selon la présente invention, pendant l'étape de présurgélation rapide, le produit alimentaire est immergé dans ladite solution à basse température pendant un temps donné, notamment entre 15 et 120 secondes, et plus particulièrement, entre 15 et 30 secondes. Les études menées montrent que le temps de congélation dans le cas de la préparation et de la conservation des produits alimentaires sans immersion est beaucoup plus important que pour une congélation précédée par une étape de pré-surgélation par immersion. Par immersion, on entend l'introduction des produits dans la solution, notamment sous agitation, mais aussi leur aspersion par ladite solution, dont le débit est compris entre 0,5 et 5 m3/tonne. Par ailleurs, on vérifie une amélioration de la texture des produits alimentaires surgelés quand celle-ci est précédée par une pré-surgélation par immersion. Cette amélioration suggère que l'étape de pré-surgélation par immersion permet de contrôler la taille des cristaux de glace. De même, la perte en masse et la couleur desdits produits sont mieux contrôlées lorsque la congélation de produits est précédée de ladite surgélation par immersion. 10 Selon un mode particulier de la présente invention, la solution à basse température où ledit produit est immergé est une solution aqueuse d'un sel, et/ou des sucres et/ou des alcools. En outre, et selon la présente invention, le sel peut être le chlorure de sodium et/ou le chlorure de calcium. Comme sucres et alcools, et à titre d'exemple non limitatif, on a obtenu des bons résultats avec le saccharose et/ou le sorbitol et/ou un sirop de maïs, et/ou l'éthanol et/ou le glycérol. Afin d'obtenir une solution saline en-dessous de 0 C, on utilise souvent du chlorure de sodium qui empêche la formation de la glace et maintient, donc la solution à l'état liquide jusqu'à -21 C. Toutefois, afin d'obtenir une solution en-dessous de -21 C, il est souvent nécessaire d'utiliser un autre sel, tel que le chlorure de calcium, qui vient augmenter l'efficacité du sel et permet ainsi d'obtenir une solution liquide jusqu'à -51 C. Une fois que le sel, ou les sels sont dissous, ces ions affaiblissent les liaisons qui existent entre les atomes d'hydrogène des molécules d'eau. Ces liens affaiblis, il faudra retirer à l'eau plus d'énergie que si elle était pure pour qu'elle se solidifie à nouveau, son point de congélation se trouve donc à être abaissé. A titre d'exemple, non limitatif, on a obtenu de bons résultats avec un temps de traitement entre 30 s et 2 min pour des produits de type haricots verts et poids. A titre d'exemple, non limitatif, nous avons plongé 100 g d'haricots verts blanchis, et refroidis dans un bain thermostaté agité et maintenu à -16 C dans une saumure concentrée de chlorure de sodium à 22 % en masse. Le contact intime des haricots verts avec la saumure nous a permis de conclure qu'il y a un très bon échange calorifique entre les produits alimentaires et la solution saline, aussi appelée saumure, assurant une vitesse rapide de refroidissement entre 0 C et -10 C, le temps nécessaire pour atteindre -14 C au centre est inférieur à 80 secondes. Dans le cas des haricots verts, le coefficient global d'échange surfacique entre la saumure et le produit a été mesuré par un capteur de densité de flux. La valeur moyenne obtenue et de 575 W.m"2oC-1. Le temps d'immersion doit se raccourcir autant que possible pour éviter le transfert de sel qui peut se produire pendant le processus, mais doit être assez long pour permettre aux produits alimentaires un bon transfert de chaleur. La figure 3 présente la prise de chlorure de sodium, exprimée en pourcentage de masse, pendant l'étape d'immersion à différentes 10 températures en fonction du temps. A température ambiante, repère 17 à la figure 3, il a été constaté une diffusion rapide jusqu'à 1 % de chlorure de sodium pendant les 30 secondes d'immersion, puis une continuation progressive de la diffusion en chlorure de sodium avec le temps. A la température de -16 C, repères 18, 19, la diffusion atteint environ 0,45 % de chlorure de sodium pendant environ les premières 30 secondes et ensuite la prise en chlorure de sodium est demeurée stable. On a estimé pour l'étape de présurgélation par immersion un temps maximum d'immersion de 100 secondes. Si on respecte le temps maximum d'immersion du produit dans la saumure, la prise de sel du produit est limitée et reste indétectable à la dégustation. Naturellement, d'autres modes de mise en oeuvre, à la portée de l'homme de l'art, auraient pu être envisagés sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement de produits, notamment alimentaires, tels que par exemple des légumes, particulièrement verts, en vue de leur conservation, dans lequel on mène une étape de surgélation individuelle des produits à traiter, caractérisé par le fait qu'on effectue au moins une étape préalable de présurgélation des produits par immersion, pendant un temps donné, dans une solution à basse température, pour former de la glace en périphérie desdits produits freinant les échanges de matière entre ladite solution et lesdits produits et améliorant le transfert de chaleur à l'intérieur desdits produits. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on effectue au moins une première étape de prétraitement avant l'étape de présurgélation du produit alimentaire par immersion. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait 15 qu'on effectue au moins une étape de surgélation classique après l'étape de présurgélation dudit produit alimentaire par immersion. 4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ladite étape de présurgélation par immersion est effectuée pendant un temps donné afin d'aboutir à une présurgélation rapide dudit produit. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la solution à basse température où ledit produit est immergé est une solution aqueuse d'un sel et/ou des sucres et/ou des alcools. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le sel est le chlorure de sodium et/ou le chlorure de calcium. 7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la solution à basse température est maintenue à une température entre -21 C et 0 C. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que pendant l'étape de présurgélation, ledit produit est immergé dans ladite solution à basse température entre 15 sec et 120 secondes.