Parfois, le traitement qui rend les aliments sûrs peut compromettre la saveur et les nutriments, mais la spécialiste de l’alimentation Jennifer Acuff cherche un moyen de rendre les aliments sûrs et de minimiser la perte de qualité.
Les transformateurs alimentaires utilisent souvent la chaleur pour la pasteurisation ou la stérilisation afin de rendre les produits alimentaires sûrs en tuant les agents pathogènes comme la salmonelle et la listeria, mais les températures élevées peuvent dégrader la qualité des aliments. Pour garantir la sécurité alimentaire, l’industrie s’appuie parfois sur des normes trop strictes qui réduisent inutilement la qualité des aliments, a déclaré Jennifer Acuff, professeur adjoint de microbiologie et de sécurité alimentaire à l’Arkansas Agricultural Experiment Station, la branche de recherche de la division système d’agriculture de l’Université de l’Arkansas.
En se concentrant sur les produits alimentaires à faible teneur en humidité comme le lait en poudre, Acuff et son équipe ont mené une étude recherchant une méthode garantissant la sécurité alimentaire tout en conservant le plus de vitamines, de minéraux et de saveurs en fonction de l’aliment.
« Cette approche collaborative englobait la microbiologie, l’ingénierie et les statistiques pour fournir à l’industrie alimentaire ce que nous pensons être un outil pour améliorer la sécurité sans compromettre la qualité de leurs produits alimentaires séchés », a déclaré Acuff.
Le processus ne se limite pas aux aliments à faible teneur en humidité et peut s’étendre à d’autres aliments et processus, a ajouté Acuff.
En utilisant les données d’une étude sur un micro-organisme « de substitution » inoffensif et une technique statistique appelée « bootstrapping », les chercheurs ont développé un cadre pour fournir des options aux transformateurs alimentaires dans le cadre des directives de la Food and Drug Administration des États-Unis.
« Nous avons proposé une méthodologie pour choisir une valeur entre les approches de transformation alimentaire les plus libérales et les plus conservatrices, basée sur la tolérance au risque », a déclaré Jeyam Subbiah, chef du département des sciences alimentaires. « L’industrie peut utiliser cette méthodologie pour choisir une valeur et demander l’approbation de la FDA. »
Bien qu’il n’y ait pas de règle spécifique de la FDA, le gouvernement demande actuellement à l’industrie agroalimentaire de déposer une requête pour un examen au cas par cas.
L’étude intitulée « Bootstrapping pour l’estimation du taux de destruction conservateur du substitut au pathogène à utiliser dans la validation des processus thermiques à l’échelle industrielle » a été publié en ligne par le Journal de la production alimentaire en mars.
« Les substituts sont comme des mannequins utilisés dans les tests de collision pour valider la sécurité des voitures », a déclaré Subbiah. « Ce sont des micro-organismes non pathogènes, qui devraient avoir une résistance à la chaleur similaire ou supérieure à celle du pathogène réel. Souvent, ils sont beaucoup plus résistants. »
Les scientifiques utilisent une « réduction du cycle logarithmique », ou LCR, pour calculer l’efficacité avec laquelle un processus tue les micro-organismes nuisibles. « Log » fait référence à l’échelle logarithmique, et 1-log représente une réduction de 10 fois équivalente à une réduction de 90 % des bactéries. Une réduction de 2 log équivaudrait à une réduction de 99 %, de 3 log à 99,9 %, et ainsi de suite. Une réduction de 6 log correspond à une réduction de 99,9999 %.
Lorsque des micro-organismes de substitution sont utilisés pour des études de provocation en matière de sécurité alimentaire pour la stérilisation d’aliments en conserve, le Institut des spécialistes du traitement thermique des aliments recommande un « taux de destruction moyen simple » ou moyen pour valider la sécurité alimentaire à l’échelle industrielle. Par exemple, Subbiah a déclaré que si la stérilisation nécessitait une réduction de « 12 log » de l’agent pathogène et que le substitut était deux fois plus résistant, un processeur pourrait montrer une destruction de « 6 log » du substitut, et la FDA l’accepterait comme équivalent. .
Cependant, l’inconvénient de cette méthode est qu’elle ne prend pas en compte la variabilité des micro-organismes, à la fois pathogènes et substituts, a noté Subbiah.
Bien que moins sujets aux agents pathogènes d’origine alimentaire que les viandes fraîches et les produits laitiers, les aliments à faible teneur en eau ne sont pas à l’abri. Divers types de salmonelles ont été impliqués dans 15 décès, des milliers de maladies et des centaines d’hospitalisations au cours des 20 dernières années en raison d’aliments infectés à faible teneur en humidité comme les fruits et légumes secs, les noix, les herbes, la farine et les épices.
Après ces épidémies de sécurité alimentaire, l’industrie alimentaire « est passée au mode conservateur » dans les études sur les défis en matière de sécurité alimentaire, a déclaré Subbiah, en exigeant le même niveau de réduction logarithmique du substitut.
Par exemple, si la stérilisation des épices nécessite une réduction de 12 log des salmonelles, l’industrie afficherait une réduction de 12 log des substituts, même s’ils peuvent être deux fois plus résistants que l’agent pathogène. Bien que cela garantisse un niveau élevé de sécurité alimentaire, les nutriments peuvent être dégradés en raison d’un traitement thermique sévère, a expliqué Subbiah.
Calculer le risque
En tant qu’étudiant diplômé en sciences alimentaires au Dale Bumpers College of Agricultural, Food and Life Sciences, Arshpreet Khattra a utilisé des données précédemment publiées par le laboratoire de Subbiah impliquant le substitut Enterococcus faecium pour développer une solution permettant de préserver la qualité du traitement thermique. Elle a appliqué la technique du bootstrapping pour estimer la distribution du taux de mortalité dans les poudres de lait plutôt que de calculer la « moyenne simple » ou le taux de mortalité moyen.
Grâce au bootstrapping, les scientifiques peuvent gérer l’incertitude des données expérimentales en générant de nombreux échantillons au lieu de supposer une distribution spécifique. La technique nécessite des points de données choisis au hasard à partir des données originales pour donner aux chercheurs une bonne idée de la mesure dans laquelle les résultats peuvent varier en raison du hasard. Il a été utilisé dans diverses études pour améliorer les méthodes de transformation des aliments et évaluer les risques pour la sécurité alimentaire de différents microbes présents dans divers aliments.
À partir de l’estimation de la distribution du taux de mortalité, le taux de mortalité final peut être calculé sur une échelle mobile de risque, a noté Subbiah. Dans un exemple hypothétique, pour avoir un niveau de risque de 1 %, un processeur peut souhaiter une réduction de 9 log du substitut, ce qui représente une réduction de 99,9999999 %. Un niveau de risque de 5 % nécessiterait une réduction de 8 log, et un risque de 10 % nécessiterait une diminution de 6,5 log du substitut pour équivaloir à une réduction de 12 log de l’agent pathogène. Une réduction de 12 log est généralement appelée stérilisation et une réduction de 4 à 5 log est qualifiée de pasteurisation.
Cette méthode établit un équilibre entre la destruction des bactéries nocives et la préservation de la qualité, a déclaré Subbiah.
Plus d’information:
Arshpreet Kaur Khattra et al, Bootstrapping pour l’estimation du taux de destruction conservateur du substitut par rapport à l’agent pathogène à utiliser dans la validation des processus thermiques à l’échelle industrielle, Journal de la protection des aliments (2024). DOI : 10.1016/j.jfp.2024.100264
Fourni par la Division de l’agriculture du système de l’Université de l’Arkansas