Brevet FR3012295A1 — publié le 20150501

- 1 - PROCEDE DE DECONTAMINATION DE PRODUITS PULVERULENTS SECS DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne le domaine de la décontamination de produits pulvérulents secs, et plus particulièrement la décontamination de produits pulvérulents alimentaires tels que la poudre de chocolat, le lait en poudre, les céréales, les épices, les herbes aromatiques, les soupes déshydratées, la poudre de lait ou similaires, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé de décontamination. ART ANTERIEUR Dans le domaine de l'agro-alimentaire, il est bien connu de stériliser les produits pour supprimer les bactéries susceptibles d'induire une détérioration trop rapide du produit alimentaire et/ou de provoquer une intoxication pour le consommateur. Toutefois, certaines bactéries ont la faculté de former des cellules spécialisées appelées endospores montrant une résistance accrue à des facteurs d'environnement défavorables, notamment à une température élevée, à l'absence d'éléments nutritifs ou à la dessiccation. Lorsque les conditions redeviennent favorables, les endospores initient une étape de germination conduisant au retour à la cellule bactérienne. Les endospores bactériennes sont donc résistantes à de multiples formes de stress tels que la chaleur sèche et/ou humide, la pression, le rayonnement ultraviolet (UV), les produits chimiques et à la dessiccation qui devraient normalement tuer les bactéries végétatives. Par conséquent, elles peuvent survivre dans les aliments secs et peuvent être trouvés en très haute concentration, c'est-à-dire à une concentration supérieure à 102-105 spores/g, dans certains ingrédients secs tels que les épices, la poudre de cacao, la poudre de lait et les céréales par exemple. Leur survie est un problème lorsque les produits secs sont ajoutés à des aliments riches en humidité, ce qui peut les amener à germer conduisant à la détérioration des aliments et/ou à des maladies d'origine alimentaire. C'est le cas notamment des bactéries - 2 - sporulées pathogènes telles que Bacillus cereus, Clostridium botulinum, Clostridium perfringens et Clostridium difficile notamment qui peuvent provoquer des toxi-infections alimentaires et Bacillus stearothermophilus qui peut entraîner une altération des denrées alimentaires. Les facteurs impliqués dans la résistance des spores ont été partiellement expliqués par leur structure et la présence de composants internes spécifiques. En effet, les endospores présentent une structure multicouche très différente de celle des cellules en croissance et les différentes couches jouent un rôle dans la résistance des spores. Les endospores comprennent plusieurs enveloppes à savoir une tunique entourant un cortex qui entoure lui-même une membrane cytoplasmique à l'intérieur de laquelle on trouve le cytoplasme et l'ADN formant le protoplasme de la spore. 15 La tunique des spores les protège contre les produits chimiques et les enzymes lytiques et agit comme une barrière de perméabilité. Le cortex et la tunique sont essentiels au maintien de l'intégrité de la membrane interne des spores. La membrane interne présente une faible perméabilité aux petites molécules, y compris à l'eau, qui est notamment à l'origine de la forte résistance des spores à certains produits chimiques, 20 notamment des produits chimiques endommageant l'ADN. Le dernier compartiment est le protoplasme qui contient l'ADN des spores, de l'ARN et la plupart des enzymes. Dans le protoplasme, le niveau élevé d'acide dipicolinique dit Ca-DPA (25% du poids du protoplasme sec), la saturation de l'ADN, la présence de petites protéines solubles dans un acide (SASP selon l'acronyme anglo-saxon « Small acid-soluble spore proteins ») et la 25 faible teneur en eau dans le protoplasme (25 à 50% du poids sec du protoplasme selon les espèces) contribuent tous à des propriétés de résistance des spores. Les procédés usuellement utilisés pour décontaminer des poudres alimentaires sèches consistent à placer lesdites poudres alimentaires dans une enceinte, à faire le vide 30 dans ladite enceinte, puis à injecter de la vapeur d'eau sous pression et haute température, et finalement à refaire le vide afin d'évaporer l'eau condensée. 10 - 3 - Ces procédés conduisent à une réduction maximale de la population sporale d'environ 102 et présentent l'inconvénient d'augmenter le pourcentage de teneur en eau du produit d'un ou deux points. EXPOSE DE L'INVENTION L'un des buts de l'invention est donc de remédier à ces inconvénients en proposant un procédé de décontamination de produits alimentaires pulvérulents de simple et peu onéreux procurant une décontamination efficace et évitant l'hydratation du produit traité. A cet effet et conformément à l'invention, il est proposé un procédé de décontamination de produits alimentaires pulvérulents secs tels que de la poudre de chocolat, du lait en poudre, des céréales, des épices, ou similaires ; ledit procédé est remarquable en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes d'application d'une chaleur sèche à une température comprise entre 100 et 150°C auxdits produits alimentaires pulvérulents positionnés dans une enceinte pendant une durée déterminée, et d'introduction, simultanément, dans ladite enceinte, d'un gaz à une pression comprise entre 1 et 5 bars, afin d'éviter l'évaporation de l'eau contenue dans les endospores. Le Déposant a constaté que la teneur en eau du protoplasme des endospores est inversement proportionnelle à la résistance thermique des spores. Ainsi, les spores comportant moins d'eau dans le protoplasme sont plus résistantes à la chaleur que les spores ayant une quantité d'eau plus élevée dans leurs protoplasme. Le procédé suivant l'invention permet, par application d'un gaz sous pression comprise entre 1 et 5 bars, d'éviter l'évaporation et donc la sortie de l'eau initialement présente dans les protoplasmes des endospores, à travers leurs membranes, vers l'extérieur des spores. De cette manière, les spores sont plus facilement détruites par la chaleur sèche. Ladite chaleur sèche est, de préférence, appliquée à une température comprise entre 110 et 130°C. - 4 - Par ailleurs, la chaleur sèche et la pression générée par l'introduction du gaz inerte sous pression sont appliquées, de manière indépendante ou non, pendant une durée supérieure ou égale à 15 secondes. Ledit gaz consiste dans un gaz inerte afin d'éviter toute oxydation des produits alimentaires pulvérulents, ledit gaz inerte consistant, de préférence, dans du diazote (N2). De plus, ladite chaleur sèche est appliquée avec une montée en température présentant une pente de montée comprise entre 40 et 80°C.s-1. Un autre objet de l'invention concerne un dispositif pour la décontamination de produits alimentaires pulvérulents secs tels que de la poudre de chocolat, du lait en poudre, des céréales, des épices, ou similaires, comprenant une enceinte dans laquelle lesdits produits pulvérulents sont placés, des moyens de chauffage et une source de gaz sous pression connectée à une conduite débouchant à l'intérieur de ladite enceinte ; ledit dispositif est remarquable en ce qu'il comporte des moyens de pilotage des moyens de chauffage et de la source de gaz sous pression, lesdits moyens de pilotage étant aptes à appliquer une chaleur sèche à une température comprise entre 100 et 150°C auxdits produits alimentaires pulvérulents positionnés dans l'enceinte pendant une durée déterminée, et à introduire, préalablement ou simultanément, dans ladite enceinte, un gaz à une pression comprise entre 1 et 5 bars afin d'éviter l'évaporation de l'eau contenue dans les endospores. De préférence, la chaleur sèche est appliquée à une température comprise entre 110 et 130°C. Par ailleurs, la chaleur sèche et l'introduction du gaz inerte sous pression sont appliqués pendant une durée supérieure ou égale à 15 secondes. Ledit gaz consiste dans un gaz inerte afin d'éviter toute oxydation des produits alimentaires pulvérulents, ledit gaz inerte consistant, de préférence, dans du diazote (N2). - 5 - De plus, la chaleur sèche est appliquée avec une montée en température présentant une pente de montée comprise entre 40 et 80°C.s-1. Accessoirement, les moyens de chauffage consistent dans une résistance électrique chauffante et/ou un générateur de micro-ondes et/ou une lampe à infra-rouge. DESCRIPTION SOMMAIRE DES FIGURES D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre d'une unique variante d'exécution, donnée à titre d'exemple non limitatif, du procédé de décontamination de produits alimentaires pulvérulents et du dispositif mettant en oeuvre ledit procédé conformes à l'invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique du dispositif pour la décontamination de produits alimentaires pulvérulents suivant l'invention, - la figure 2 est une représentation graphique de la variation au cours du temps de la quantité d'endospores présentant une activité de l'eau a, de 0,5 avec et sans pression de gaz inerte préalablement à l'étape de chauffage sec des produits alimentaires pulvérulents. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Dans la suite de la description du suivant l'invention, les mêmes références numériques désignent les mêmes éléments. Le dispositif et le procédé suivant l'invention sont particulièrement destinés à la décontamination de produits alimentaires pulvérulents tels que de la poudre de chocolat, du lait en poudre, des céréales ou des épices ; toutefois, il est bien évident qu'ils pourront être appliqués à la décontamination de tout autre produit pulvérulent sans pour autant sortir du cadre de l'invention. En référence à la figure 1, le dispositif pour la décontamination de produits alimentaires pulvérulents suivant l'invention comprend une enceinte (1) dans laquelle lesdits produits pulvérulents (2) sont placés, des moyens de chauffage (3) et une source de gaz sous pression (4) incluant une conduite (5) débouchant à l'intérieur de ladite enceinte (1). Ledit dispositif comporte également des moyens de pilotage (6) connectés aux - 6 - moyens de chauffage (3) et à une électrovanne (7) positionnés sur ladite conduite (5) de la source de gaz sous pression (4). Ces moyens de pilotage (6) sont aptes à appliquer une chaleur sèche à une température comprise entre 100 et 150°C auxdits produits alimentaires pulvérulents positionnés dans l'enceinte (1) pendant une durée déterminée, et à introduire, préalablement ou simultanément, dans ladite enceinte (1), un gaz à une pression comprise entre 1 et 5 bars afin d'éviter l'évaporation de l'eau contenue dans les endospores. De préférence, le gaz sec est introduit dans l'enceinte à une pression comprise entre 1 et 5 bars, puis la chaleur sèche est appliquée à une température comprise entre 110 et 130°C. On observera que, lors de l'application de la chaleur sèche, la pression dans l'enceinte (1) augmente conformément à la loi sur les gaz parfaits PV=nRT. Par ailleurs, la chaleur sèche et la pression générée par l'introduction du gaz inerte sous pression, de manière indépendante ou non, sont appliquées pendant une durée supérieure ou égale à 15 secondes. Ledit gaz consiste dans un gaz inerte afin d'éviter toute oxydation des produits alimentaires pulvérulents, ledit gaz inerte consistant, de préférence, dans du diazote (N2). De plus, la chaleur sèche est appliquée avec une montée en température présentant une pente de montée comprise entre 40 et 80°C.s-1. Dans cet exemple de réalisation, les moyens de chauffage (3) du gaz sec sous pression consistent dans un dispositif de chauffage à bain d'huile ; toutefois, il est bien évident que ledit dispositif de chauffage à bain d'huile pourra être substitué par tout autre moyen procurant une chaleur sèche bien connu de l'homme du métier tel qu'une résistance électrique chauffante, un générateur de micro-ondes, une lampe à infra-rouge, un dispositif à effet Joule, un dispositif à double enveloppe, etc..., sans pour autant sortir du cadre de l'invention. - 7 - On notera également que l'enceinte (1) pourra consister dans toute enceinte hermétique bien connue de l'homme du métier telle qu'une cuve commercialisée par la société Stefan® par exemple. Ainsi, le procédé de décontamination de produits alimentaires pulvérulents secs tels que de la poudre de chocolat, du lait en poudre, des céréales, des épices, ou similaires suivant l'invention consiste à appliquer une chaleur sèche à une température comprise entre 100 et 150°C auxdits produits alimentaires pulvérulents positionnés dans l'enceinte (1) pendant une durée déterminée, et à introduire, préalablement ou simultanément, dans ladite enceinte (1), un gaz sec à une pression comprise entre 1 et 5 bars, afin d'éviter l'évaporation de l'eau contenue dans les endospores. Ladite chaleur sèche est, de préférence, appliquée à une température comprise entre 110 et 130°C et ladite chaleur sèche et l'introduction du gaz inerte sous pression sont appliqués pendant une durée supérieure ou égale à 15 secondes. Ledit gaz consiste dans un gaz inerte afin d'éviter toute oxydation des produits alimentaires pulvérulents, ledit gaz inerte consistant, de préférence, dans du diazote (N2). De plus, ladite chaleur sèche est appliquée avec une montée en température présentant une pente de montée comprise entre 40 et 80°C.s-1. Le Déposant a constaté que la teneur en eau dans le protoplasme des endospores est inversement proportionnelle à la résistance thermique des spores. Ainsi, les spores comportant moins d'eau dans le protoplasme sont plus résistantes à la chaleur que les spores ayant une quantité d'eau plus élevée dans leurs protoplasmes. Le procédé suivant l'invention permet, par application d'un gaz sec sous pression comprise entre 1 et 5 bars, d'éviter l'évaporation et donc la sortie de l'eau initialement présente dans les protoplasmes des endospores, à travers leurs membranes, vers l'extérieur des spores. De cette manière, les spores sont plus facilement détruites par la chaleur sèche. En se référant à la figure 2, une poudre alimentaire comportant deux souches de spores, à savoir la souche B. subtilis ATCC 31324 (DSMz 704) obtenue auprès de « Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen (Braunschweig) » et la c souche B. subtilis 168 obtenue auprès de BGSC (Bacillus Genetic Stock center, Department of Biochemistry, Ohio State University, USA), présentant une activité de l'eau a, de 0,5, a été soumise dans un premier temps au procédé suivant l'invention avec - 8 - une température de 150°C et une pression de gaz inerte (N2) de 5 bars pendant une durée de 250 secondes et dans un second temps à un traitement thermique de chaleur sèche de 150°C sans application d'une pression de gaz inerte. On observera que l'on entend par « activité de l'eau a, » la pression de vapeur d'eau d'un produit humide divisée par la pression de vapeur saturante à la même température. Ainsi, plus l'activité de l'eau est élevée, plus la quantité d'eau libre est grande et plus les micro-organismes se développeront. Il apparaît que, en l'absence d'application d'un gaz inerte sous une pression de 5 bars préalablement à l'application d'une chaleur sèche, la quantité de spores reste sensiblement constante au cours du temps alors que, en appliquant un gaz inerte sous une pression de 5 bars préalablement au traitement thermique de 150°C, la quantité de spores diminue d'environ 105. Enfin, il est bien évident que les exemples que l'on vient de donner ne sont que des illustrations particulières et en aucun cas limitatif quant au domaine d'application de l'invention. REVENDICATIONS1 - Procédé de décontamination de produits alimentaires pulvérulents secs tels que de la poudre de chocolat, du lait en poudre, des céréales, des épices, ou similaires, caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes de : i) d'application d'une chaleur sèche à une température comprise entre 100 et 150°C auxdits produits alimentaires pulvérulents positionnés dans une enceinte pendant une durée déterminée, et ii) d'introduction, préalablement ou simultanément, dans ladite enceinte, d'un gaz sec à une pression comprise entre 1 et 5 bars, afin d'éviter l'évaporation et donc la sortie de l'eau contenue dans les endospores. 2 - Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la chaleur sèche est appliquée à une température comprise entre 110 et 130°C. 3 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la chaleur sèche et la pression générée par l'introduction du gaz inerte sous pression sont appliquées, de manière indépendante ou non, pendant une durée supérieure ou égale à 15 secondes. 4 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le gaz consiste dans un gaz inerte afin d'éviter toute oxydation des produits alimentaires pulvérulents. 5 - Procédé suivant la revendication 4 caractérisé en ce que ledit gaz inerte consiste dans du diazote (N2). 6 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que la chaleur sèche est appliquée avec une montée en température présentant une pente de montée comprise entre 40 et 80°C.s-1. 7 - Dispositif pour la décontamination de produits alimentaires pulvérulents secs (2) tels que de la poudre de chocolat, du lait en poudre, des céréales, des épices, ou- 10 similaires, comprenant une enceinte (1) dans laquelle lesdits produits pulvérulents (2) sont placés, des moyens de chauffage (3) et une source de gaz sous pression (4) incluant une conduite (5) débouchant à l'intérieur de ladite enceinte (1), caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de pilotage (6) des moyens de chauffage (3) et de la source de gaz sous pression (4), lesdits moyens de pilotage (6) étant aptes à appliquer une chaleur sèche à une température comprise entre 100 et 150°C auxdits produits alimentaires pulvérulents positionnés dans l'enceinte (1) pendant une durée déterminée, et à introduire, préalablement ou simultanément, dans ladite enceinte (1), un gaz sec à une pression comprise entre 1 et 5 bars afin d'éviter l'évaporation et donc la sortie de l'eau contenue dans les endospores. 8 - Dispositif suivant la revendication 7 caractérisé en ce que la chaleur sèche est appliquée à une température comprise entre 110 et 130°C. 9 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 7 ou 8 caractérisé en ce que la chaleur sèche et la pression générée par l'introduction du gaz inerte sous pression sont appliquées, de manière indépendante ou non, pendant une durée supérieure ou égale à 15 secondes. 10 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 7 à 9 caractérisé en ce que le gaz consiste dans un gaz inerte afin d'éviter toute oxydation des produits alimentaires pulvérulents. 11 - Dispositif suivant la revendication 10 caractérisé en ce que ledit gaz inerte consiste dans du diazote (N2). 12 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 7 à 11 caractérisé en ce que la chaleur sèche est appliquée avec une montée en température présentant une pente de montée comprise entre 40 et 80°C.s-1. 13 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 7 à 12 caractérisé en ce que les moyens de chauffage (3) consistent dans une résistance électrique chauffante et/ou un générateur de micro-ondes et/ou une lampe à infra-rouge.