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Monique Lacroix, Ph.D. Professeur Laboratoires de recherche en Sciences Appliquées à lAlimentation INRS-Institut Armand-Frappier Université du Québec 531.

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1 Monique Lacroix, Ph.D. Professeur Laboratoires de recherche en Sciences Appliquées à lAlimentation INRS-Institut Armand-Frappier Université du Québec 531 Blvd. des Prairies, Laval,Qc, Canada H7V 1B7 Tel: poste 4489 Fax: e.mail: Web: Laboratoires de Recherche en Sciences Appliquées à lAlimentation Utilisation dextraits dépices et denrobages naturels pour préserver la qualité des aliments transformés

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3 LAw : ACTIVITÉ DE LEAU Aw=disponibilité de leau = eau libre : Facteur le plus important pour contrôler la qualité des aliments Pression de vapeur de l eau dans l aliment (P) / pression de vapeur de l eau (Po)

4 Aw et croissance microbienne (G -) surtout (Pseudomonas, Enterobacteriacea) Bactérie sporulantes 0.94 Lactobacillus Majorité des bactéries 0.88Levures 0.86 Staphylococcus aureus (tolère le sel) 0.80Moisissures

5 Aw de quelques groupes d aliments Fruis et végétaux frais, viande, poisson Viande cuite Fromage Saucisses Riz cuit Confitures Bonbons, fruits secs Épices, vermicelles, lait en poudre

6 Les conséquences des maladies alimentaires: Importance de préserver la qualité des aliments Mortalité: Toxines bactériennes (tétrotoxine) Mortalité: Toxines bactériennes (tétrotoxine) Salmonella: endocardite, artériosclérose, osto myélite Salmonella: endocardite, artériosclérose, osto myélite Salmonella, Shigella, Yersinia: arthrite dans les jenoux Salmonella, Shigella, Yersinia: arthrite dans les jenoux Listeria: méningite, avortement, séquelles au cerveau Listeria: méningite, avortement, séquelles au cerveau Campylobacter: syndrome de Guillian-Barré, paralysie Campylobacter: syndrome de Guillian-Barré, paralysie E.coli: urémie, diabètes, coma, arrêt cardiaque E.coli: urémie, diabètes, coma, arrêt cardiaque E.coli 0157:H7: 30 – 50% lésions aux reins. E.coli 0157:H7: 30 – 50% lésions aux reins. 10% conséquences neurologiques. 10% conséquences neurologiques. 20% développent le diabète 20% développent le diabète

7 Traitements technologiques Additifs chimiques Additifs chimiques Séchage Séchage Congélation Congélation Fumage Fumage filtration filtration Entreposage sous atmosphère modifiée Entreposage sous atmosphère modifiée Haute pression Haute pression Pasteurisation à froid Pasteurisation à froid Composés naturels antimicrobiens Composés naturels antimicrobiens Enrobage et emballage actifs Enrobage et emballage actifs

8 Nouveaux agents antimicrobiens naturels Polyphénols de plantes et végétaux Polyphénols de plantes et végétaux Bactéries lactiques et leurs bactériocines Bactéries lactiques et leurs bactériocines Huiles essentielles Huiles essentielles Antimicrobiens provenant de produits animaux: ex: Lactoferrine du lait, lysozyme des œufs Antimicrobiens provenant de produits animaux: ex: Lactoferrine du lait, lysozyme des œufs Acides organiques Acides organiques

9 Les Huiles essentielles Contribue au goût, propriétés antimicrobiennes et antioxydantes. Contribue au goût, propriétés antimicrobiennes et antioxydantes. Applications aux aliments:efficacité variable: Propriétés antimicrobiennes de certains huiles sont parfois inhibées une fois mis dans un aliment Applications aux aliments:efficacité variable: Propriétés antimicrobiennes de certains huiles sont parfois inhibées une fois mis dans un aliment La concentration minimale inhibitrice est différente dune huile à lautre. Une huile peut être efficace contre une bactérie et pas nécessairement contre un autre pathogène. La concentration minimale inhibitrice est différente dune huile à lautre. Une huile peut être efficace contre une bactérie et pas nécessairement contre un autre pathogène.

10 Monoterpènes phénoliques Monoterpènes hydrocarbonés Monoterpènes phénoliques Monoterpènes hydrocarbonés Thymol CarvacrolEugénol Constituants majoritaires: Varie en fonction de: - Origine géographique - Partie de la plante utilisée - Stade de développement de la plante

11 EugénolCannelle CuminaldéhydeCumin EugénolPiment GéraniolPalmarosa Bornéol-Carvacrol Thym satureioide Thymol Carvacrol Serpolet CarvacrolOrigan Principe actif Huile Eugénol Carvacrol Thymol

12 Perméabilisation de la membrane Perméabilisation de la membrane Acidification du cytosol Acidification du cytosol Perturbation du gradient pH Perturbation du gradient pH Arrêt de la synthèse d ATP Arrêt de la synthèse d ATP Échappement des ions Échappement des ions inorganiques inorganiques Réduction du métabolisme cellulaire Réduction du métabolisme cellulaire A: Non traitée / B: Traitée (Burt et al., 2003)

13 Electron micrograph Of L.monocytogenes Untreated Origano Cinnamon Savory J. Food Protection 2005, 68, 12,

14 MIC/MTC E. coliS. typhimuriumS. aureus Plant species MIC/MTCMIC/MTCMIC/MTCMIC/MTC Pepper0.1/ / / /0.006 Cinnamon / / / / Lemongrass0.1/ / / /0.006 Citronella>0.8/ / / /0.2 Thyme / / / / Origano / / / / Savory 0.05 / / / L.monocytogenes

15 Concept bio-enrobage Principes Solution aqueuse de polymères + Agents de texture Agents plastifiants Agents de réticulation Composés actifs Séchage Emballage Enrobage vaporisation Sur laliment

16 Création dun enrobage sans agent actif pour le contrôle du transport de leau Invisible Invisible Assure un contrôle du transport de leau entre les éléments dun met préparé ex: pizza, tarte Assure un contrôle du transport de leau entre les éléments dun met préparé ex: pizza, tarte Capacité de retenir: Capacité de retenir: Les arômes Les arômes Les composés antimicrobiens et antioxydants Les composés antimicrobiens et antioxydants

17 Pourcentage dinhibition du transport de leau de la garniture vers la pâte selon La composition de lenrobage Optimisation dune formulation Création de plusieurs formulations Pour diverses applications

18 Application commerciale potentielle Barrière à leau Avec Longevita TM Sans Longevita TM Avec lenrobage Sans lenrobage

19 Autres développements Huile ChocolatArachide Limitation du transport des huiles

20 Problématique Température Température Température = taux de diffusion Température = taux de diffusion Diffusion à 20°C Diffusion à 20°C Composition en lipides du noyau Composition en lipides du noyau Surface de contact entre noyau/enrobage Surface de contact entre noyau/enrobage Noyau endommagé Noyau endommagé Facteurs principaux de la diffusion de lhuile

21 Problématique Rancissement Rancissement Chocolat ferme Chocolat ferme Fat bloom Fat bloom Rejet par consommateur Retour du produit au manufacturier

22 Résultats Mesure de la diffusion d huile en fonction de la formulation Temps (semaines) Taux de diffusion (%)

23 Solution: Réduction de 80% la diffusion de lhuile grâce à cet enrobage Huile ChocolatArachide Enrobage à base de protéines

24 0 kGy 1 kGy 2 kGy Contrôle Enrobage 1 et 2 Création dun enrobage Création dun enrobage contenant des agents actifs pour augmenter le temps de conservation de mets préparés Avec Longevita TM Sans Longevita TM Avec lenrobage Sans lenrobage Tourtière

25 Cette technologie permet de: - Optimiser lefficacité des composés naturels dans le temps en les stabilisant - Protéger les principes actifs contre la dégradation (oxydation) - Contrôler la diffusion ou la disponibilité du composé actif - Permet lobtention de concentrations élevées au niveau des sites de croissance microbienne

26 Effet dun film bioactif déposé sur de la viande contenant des huiles essentielles sur la croissance de E.coli 0157:H7 Beef without film film with pepper pepper + origano extract Origano extract

27 Traitement Jour 1 Listeria Salmonella Jour 4 Listeria Salmonella Jour 5 Listeria Salmonella Origan Cannelle Sarriette Effet dun film sur la croissance de L.monocytogenes et S.typhimurium pendant lentreposage de la bologne

28 Traitement Jour 2 Jour 3 Jour 4 Origan Cannelle Sarriette Jour Taux de libération des composés actifs

29 Conservation bœuf haché par les Bactéries lactiques: effet de la production des acides organiques Figure 1 : Croissance de Staphylococcus aureus dans du bœuf haché inoculé avec Lactococcus lactis subsp. lactis ATCC et incubé à 7°C. Formulations : ( ) témoin; ( ) BAL libres; ( ) BAL microencapsulées.

30 Conservation bœuf haché par la nisine: un métabolite bactérien appelé bactériocine accepté par Santé Canada Figure 5b : Inhibition de la croissance de Staphylococcus aureus inoculé dans des échantillons de bœuf haché mi-maigre traités avec 1000 UI/g de nisine libre ou encapsulée. ( ) S. aureus seul; ( ) Billes sans nisine; ( ) nisine libre (1000 UI/g); ( ) nisine encapsulée (1000 UI/g).

31 Efficacité de la bactériocine contre la croissance de bactéries une fois immobilisée dans un polymère

32 Études physico-chimiques et évaluation sensorielle

33 Analyses microbiologiques et chimiques

34 Merci


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