CH624771A5

CH624771A5 -

Info

Publication number: CH624771A5
Application number: CH924678A
Authority: CH
Inventors: Juerg Loeliger
Original assignee: Nestle Sa
Priority date: 1978-09-01
Filing date: 1978-09-01
Publication date: 1981-08-14
Also published as: GB2029015B; FR2435037A1; FR2435037B1; GB2029015A

Description

La présente invention a pour objet un procédé d'appréciation rapide et quantitative de l'oxydabilité de produits alimentaires contenant de la matière grasse ainsi qu'un dispositif pour sa mise en œuvre.

Dans le domaine de l'industrie alimentaire, la question de la conservabilité des produits est primordiale. Actuellement, les tests de conservation s'étendent sur une période au moins aussi longue que celle durant laquelle les produits devraient conserver l'essentiel de leurs qualités. Celle-ci peut être de plusieurs semaines, ou plusieurs mois, voire d'une année ou plus dans les cas où le facteur limitant la conservabilité est la dégradation de la matière grasse présente dans le produit. Or, lorsqu'il s'agit d'optimiser un procédé de fabrication ou de sélectionner les matières premières par exemple, il est extraor-dinairement gênant de devoir attendre des mois ou davantage pour connaître le résultat de tests comparatifs. Il existe donc dans l'industrie alimentaire un besoin impératif d'un procédé et d'un appareil qui permettent de réaliser des tests de conservation fiables en un temps beaucoup plus court que le temps durant lequel le produit doit se conserver.

La présente invention est destinée à satisfaire ce besoin.

Le procédé selon la présente invention est caractérisé par le fait que l'on provoque l'oxydation du produit par irradiation avec un rayonnement ultra-violet en présence d'oxygène et l'on détermine la quantité d'oxygène absorbée lors de l'oxydation ou la quantité d'au moins un composé libéré par suite de l'oxydation du produit.

On a constaté en effet qu'il existe une corrélation étroite entre l'autoxydation normale d'un produit alimentaire dans les conditions normales de conservation et l'autoxydation accélérée par irradiation à la lumière ultra-violette (UV) et que les qualités relatives de divers échantillons se révèlent aussi bien et sûrement par des tests accélérés aux rayons UV que par des tests normaux de longue durée.

Le mécanisme de l'autoxydation des matières grasses est assez connu. De même, on sait qu'une exposition à la lumière accélère le déclenchement de la réaction. Cependant, si l'on n'a pas songé jusqu'ici à une méthode d'examen de produits alimentaires inspirée de ce principe, c'est que, comme dans le cas où l'on chercherait à accélérer l'autoxydation en élevant la température, le déroulement de la réaction et les produits qui en résultent peuvent différer notablement selon que le vieillissement est naturel ou artificiel.

Le processus de la réaction comprend trois phases, l'une d'initiation, la deuxième de propagation et la troisième de production de produits inactifs de réaction. Parmi ces derniers on trouve des aldéhydes et des cétones responsables de l'odeur rance, ainsi que des hydrocarbures caractéristiques des acides gras dégradés. Au nombre de ces hydrocarbures on compte l'éthane, le butane, le pentane et l'octane par exemple.

On a constaté que si le spectre des hydrocarbures libérés par suite de l'oxydation d'un produit alimentaire contenant de la matière grasse varie selon les conditions dans lesquelles l'oxydation s'est faite, il est possible de se fier malgré tout à la quantité d'au moins un hydrocarbure libéré, notamment le pentane, pour apprécier valablement l'oxydabilité du produit. C'est-à-dire qu'à conditions d'irradiation UV égales, les quantités respectives d'un hydrocarbure libéré par différents spécimens ou échantillons de matières premières ou produits similaires sont des critères d'appréciation valables de leur conservabilité.

Au cas où les produits à examiner sont des liquides aqueux, il est plus aisé de déterminer la quantité d'oxygène absorbée lors de l'oxydation. Dans ce cas, on peut se fier aux variations de la concentration d'oxygène dans le liquide. Si l'oxygène présent sous forme dissoute dans le liquide ne s'y trouve pas en quantités suffisantes pour provoquer l'oxydation accélérée lors de l'irradiation UV, on peut augmenter sa concentration initiale par barbotage.

Au cas où les produits à examiner sont soit des produits secs sous forme divisée, notamment sous forme de poudres, de paillettes, de grains ou de flocons, soit des huiles, c'est de préférence l'oxygène présent dans l'espace environnement le produit qui sert à alimenter la réaction et l'on peut mesurer la quantité d'un ou plusieurs hydrocarbures libérés dans cet espace par suite de la réaction.

La présente invention a également pour objet un dispositif pour la mise en œuvre du procédé. Ce dispositif est caractérisé

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par le fait qu'il comprend au moins une enceinte destinée à recevoir au moins un échantillon du produit, au moins une source de rayonnement ultra-violet (source UV) pour l'irradiation de l'échantillon isolée thermiquement de l'enceinte et des moyens de détection de la concentration d'oxygène dissout dans un échantillon liquide aqueux ou des moyens de détection de composés volatiles libérés d'échantillons secs ou d'huiles.

Afin d'obtenir des résultats fiables et reproductibles, il est nécessaire que le produit soit protégé de la chaleur dégagée par la source UV. Comme d'autre part il ne s'agit pas de refroidir cette dernière qui doit être chaude pour donner toute sa puissance et émettre le rayonnement UV désiré, il est recommandé de séparer la source UV de l'enceinte d'irradiation par un filtre qui évacue la chaleur et laisse passer les rayons UV. Ce filtre peut être réalisé sous forme d'une double paroi de quartz dans laquelle peut circuler un fluide de refroidissement, notamment de l'eau. Il peut être également utile de thermo-stabiliser l'enceinte pour maintenir le produit à une température aussi constante que possible. Ceci peut se réaliser par exemple en délimitant l'enceinte au moins partiellement par un double manteau dans lequel on peut faire circuler un liquide de température donnée.

En ce qui concerne la source UV elle-même, on utilise de préférence une source émettrice de rayons ultra-violets de grande longueur d'onde, comprise entre environ 300 et 400 nm. Quant aux moyens de détection de l'oxygène absorbé ou des composés volatiles libérés, on peut choisir pour les premiers une électrode à oxygène, et pour les seconds un chromatographe en phase gazeuse, par exemple.

C'est ainsi que dans une première forme d'exécution du dispositif selon la présente invention destinée à l'appréciation de l'oxydabilité de produits alimentaires liquides aqueux, notamment de laits animais ou végétais par exemple, la source UV est disposée à l'intérieur d'une double enveloppe de quartz plongeant dans l'enceinte d'irradiation et les moyens de détection sont réalisés sous forme d'une électrode polarographique plongeant également dans l'enceinte.

Dans une variante préférée de cette forme d'exécution, l'enceinte d'irradiation est délimitée par un ballon de verre présentant trois ouvertures sur les dessus dont l'une centrale, un tube de quartz à double paroi renfermant la source UV plonge verticalement dans le ballon par l'ouverture centrale et l'électrode polarographique plonge verticalement dans le ballon par l'une des autres ouvertures.

Par contre, dans une deuxième forme d'exécution du dispositif destinée à l'appréciation de l'oxydabilité de produits alimentaires secs sous forme divisée, notamment de poudre de lait, de farines diverses ou de viande lyophilisée, par exemple, ainsi que d'huiles, la source UV est disposée en dehors de l'enceinte d'irradiation dont elle est séparée par une double paroi de quartz, et les moyens de détection sont réalisés sous forme d'un circuit tubulaire reliant l'enceinte à un chromatographe en phase gazeuse.

Dans une variante préférée de cette deuxième forme d'exécution l'enceinte d'irradiation est délimitée par un cylindre métallique vertical à double manteau, la double paroi de quartz est réalisée sous forme de deux disques horizontaux parallèles coiffant l'enceinte et la source UV est disposée au-dessus des deux disques.

D'autres variantes comportant plusieurs enceintes d'irradiation pour l'examen de plusieurs échantillons sont également prévues.

Le dessin annexé représente à titre d'exemple deux formes d'exécution du dispositif selon la présente invention, ainsi que les résultats d'essais sous forme graphique.

Sur ce dessin:

La fig. 1 est une vue schématique de face d'une première variante du dispositif;

la fig. 2 est une coupe verticale schématique à travers une deuxième variante du dispositif;

la fig. 3 est un schéma du circuit de détection de la deuxième variante;

la fig. 4 est une représentation graphique des résultats des essais décrits à l'exemple 1 ci-après;

la fig. 5 est une représentation graphique des résultats des essais comparatifs décrits à l'exemple 2 ci-après et la fig. 6 est une représentation graphique des résultats des essais décrits à l'exemple 3 ci-après.

Le dispositif représenté à la fig. 1 est destiné à l'appréciation de l'oxydabilité de produits alimentaires liquides aqueux. Il se compose d'un ballon de verre 1 présentant trois ouvertures ou cols 2, 3, et 4 sur le dessus. Par l'ouverture centrale 3 un tube de quartz 5 à double paroi 6 et 7 plonge à l'intérieur du ballon qui constitue l'enceinte d'irradiation 8. De l'eau de refroidissement 9 peut circuler entre la paroi intérieure 7 et la paroi extérieure 6 du tube. La source UV 10, une ampoule à vapeur de mercure à haute pression, est disposée à l'extrémité du tube 5, à l'intérieur de la paroi intérieure 7. Une électrode polarographique 11 pour la mesure de la concentration de l'oxygène dissout dans le liquide aqueux à examiner plonge à l'intérieur du ballon par l'ouverture 2. Le liquide à examiner est introduit dans le ballon par l'ouverture 4 qui est ensuite fermée par le bouchon 12. Le liquide doit remplir tout le volume 8.

Le dispositif représenté à la fig. 2 est destiné à l'appréciation de l'oxydabilité de produits alimentaires secs sous forme divisée, poudres, granulats ou flocons par exemple, et d'huiles. Il se compose d'un boîtier cyclindrique 20 dont la partie inférieure 21 à double manteau 22 renferme l'enceinte d'irradiation 8. De l'eau 9 peut circuler dans le double manteau 22 et le maintenir à une température choisie entre 0 et 100°C. L'étage suivant du cyclindre constitue le filtre de chaleur 23. Il est formé de deux disques de quartz 24 et 25 entre lesquels de l'eau 9 peut circuler et évacuer la chaleur dispensée par la source UV 10. Celle-ci est disposée dans la tête 26 du cylindre 20, au-dessus du filtre de chaleur 23. Il s'agit également d'une lampe à vapeur de mercure à haute pression. Le produit à examiner 27 est disposé au fond de l'enceinte d'irradiation 8 et il peut y être brassé à l'aide du bâton magnétique 28. La composition des gaz libérés et présents dans l'espace de tête 29 situé au-dessus du produit 27 dans l'enceinte d'irradiation 8 est analysée à l'aide d'un chromatographe en phase gazeuse (voir fig. 3) relié à l'espace de tête 29 par un circuit tubulaire 30.

On voit à la fig. 3 comment le chromatographe en phase gazeuse 31 suivi de l'intégrateur 32 est relié à l'espace de tête 29 de la chambre d'irradiation par l'intermédiaire du circuit tubulaire 30. Dans ce circuit, une pompe 33 pour la circulation du gaz à analyser est enclenchée un peu avant chaque analyse de manière que la composition du gaz soit la même dans le circuit que dans l'espace de tête. Un échantillon du gaz est prélevé en actionnant la vanne 35 qui isole le serpentin 34 branché jusque là en série dans le circuit 30 et qui le relie d'un côté à une source d'azote (N2), et de l'autre au circuit 36 du chromatographe. Le contenu de serpentin est alors introduit dans le circuit du chromatographe par balayage à l'azote. Les signaux résultant de l'analyse des gaz sont intégrés quantitativement par l'intégrateur 32.

Les exemples ci-après sont donnés à titre d'illustration du procédé selon la présente invention et de sa mise en œuvre.

Exemple 1

A l'aide du dispositif représenté à la fig. 1, on examine un lait de vache entier (A), un lait de vache maigre (B) et un lait de soja (C). La source UV est une lampe à vapeur de mercure s

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de 70 W, à haute pression, modèle HANAU TQ 150, qui délivre un rayonnement de 320 nm. Le ballon à 3 cols est rempli complètement du lait à examiner. La concentration de l'oxygène dissout dans le lait est mesurée en cours d'irradiation à l'aide de l'électrode polarographique. Parallèlement, des échantillons sont prélevés et soumis à une dégustation par des dégustateurs entraînés. On obtient les résultats représentés graphiquement à la fig. 4. Dans cette figure, on voit que les laits de vache, courbes A et B, s'oxydent très vite, alors que le lait de soja, courbe C, semble nettement moins sujet à l'oxydation. Les flèches sont placées à la verticale du temps d'irradiation après lequel les dégustateurs ont décelé une altération du lait. Elles permettent de lire sur les courbes quel degré d'oxydation est décelable organoleptiquement. On note une corrélation très nette entre l'oxydabilité, grande ou faible, des laits, et le temps, respectivement court ou long, après lequel une altération a été décelée. Cette altération a été perçue comme un goût ou une odeur de «brûlé», de «cuit» ou de «rance».

Exemple 2 (Comparatif)

On fabrique différents flocons de céréales selon une même méthode standard, mais avec des grains de différentes variétés de blé. La méthode standard consiste en:

Moudre les grains dans un moulin à marteau et les passer à travers un tamis dont les mailles ont 2 mm de côté.

Mélanger avec de l'eau de sorte que le mélange présente 35 % en poids de matière sèche.

Sécher sur rouleaux à 170-175°C.

Moudre et passer à travers un tamis dont les mailles ont 2 mm de côté.

Conditionner à l'air dans des boîtes en aluminium de 107 mm de hauteur et 75 mm de diamètre, à raison de 50 g de flocons par boîte.

On prépare des flocons à partir des grains de 3 blés différents, à savoir un blé de mauvaise qualité (a), une variété codée «PROBUS 22.26» (b) et une variété codée «PROBUS 9.5» (c). On les met en boîtes que l'on ferme hermétiquement et que l'on stocke à 30°C. A partir du 25ème jour de conservation, on analyse l'espace de tête de différentes boîtes, à intervalles de quelques jours, pour suivre l'oxydation des flocons. On tétermine en fait pour chaque boîte, à l'aide d'un chroma-s tographe en phase gazeuse, la quantité de pentane accumulée dans l'espace de tête. Les résultats obtenus sont représentés graphiquement à la fig. 5. La quantité de pentane mesurée est indiquée en unités d'intégration (UI). Des écarts inférieurs à 105 UI ne sont pas significatifs. Chaque courbe illustre la varia-io tion dans le temps de l'oxydation des flocons conservés en boîte provenant de l'une des variétés de blé a), b) et c) ci-dessus. On voit que la variété c) donne des flocons qui s'oxydent nettement moins vite que ceux fabriqués avec la variété b), alors que les flocons obtenus à partir du blé de mauvaise quais lité a) se détériorent le plus vite. On note également que cette étude systématique porte sur une durée d'au moins 1 à 2 mois qui est celle durant laquelle on attend que les flocons se conservent bien.

m Exemple 3

On fabrique différents flocons de céréales de la manière et à partir des variétés de blé mentionnées à l'exemple 2, à l'exception du fait qu'on ne les met pas en boîtes, mais qu'on les examine directement à l'aide du dispositif illustré aux fig. 2 et 25 3. La source UV est une lampe à vapeur de mercure de 70 W, à haute pression, modèle HANAU Q 81, qui délivre un rayonnement de 320 nm. La température de l'enceinte d'irradiation est maintenue à 30°C. On obtient les résultats représentés graphiquement à la fig. 6. La quantité de pentane mesurée est indiquée en unités d'intégration et la durée de I'irridiation en heures. On voit que les qualités relatives des différents flocons sont mises clairement en évidence en moins de cinq heures et qu'il n'est même pas souhaitable de poursuivre le test plus longtemps, les courbes pouvant présenter des discontinuités par la suite. On note que les courbes de la fig. 6 ont sensiblement la même position relative que les courbes de la fig. 5 (Exemple 2) et que l'on pourrait donc même déduire quantitativement l'oxydabilité des flocons en boîtes sur plusieurs mois à partir des résultats quantitatifs obtenus en quelques heures à l'aide du procédé et d'un dispositif selon la présente invention.

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2 feuilles dessins

Claims

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1. Procédé d'appréciation rapide et quantitative de l'oxyda-bilité de produits alimentaires contenant de la matière grasse, caractérisé par le fait que l'on provoque l'oxydation du produit par irradiation avec un rayonnement ultra-violet en présence d'oxygène et l'on détermine la quantité d'oxygène absorbée lors de l'oxydation ou la quantité d'au moins un composé libéré par suite de l'oxydation du produit.

2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le produit alimentaire est un liquide aqueux, caractérisé par le fait que l'oxygène est présent sous forme dissoute dans le liquide et l'on mesure la variation de la concentration de l'oxygène dissout.

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REVENDICATIONS

3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le produit alimentaire est, soit un produit sec sous forme divisée soit une huile, caractérisé par le fait que l'oxygène est présent dans l'espace environnant le produit et l'on mesure la quantité d'au moins un hydrocarbure libéré dans cet espace par suite de l'oxydation du produit.

4. Dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une enceinte destinée à recevoir au moins un échantillon du produit, au moins une source de rayonnement ultra-violet pour l'irradiation de l'échantillon isolée thermiquement de l'enceinte et des moyens de détection de la concentration d'oxygène dissout dans un échantillon liquide aqueux ou des moyens de détection de composés volatiles libérés d'échantillons secs ou d'huiles.

5. Dispositif selon la revendication 4, destiné à l'appréciation de l'oxydabilité de produits alimentaires liquides aqueux, caractérisé par le fait que la source UV est disposée à l'intérieur d'une double enveloppe de quartz plongeant dans l'enceinte, un fluide de refroidissement pouvant circuler dans la double enveloppe, et les moyens de détection sont réalisés sous forme d'une électrode polarographique plongeant également dans l'enceinte.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'enceinte est délimitée par un ballon de verre présentant trois ouvertures sur le dessus, dont l'une centrale, un tube de quartz à double paroi renfermant la source UV plonge verticalement dans le ballon par l'ouverture centrale et l'électrode polarographique plonge verticalement dans le ballon par l'une des autres ouvertures.

7. Dispositif selon la revendication 4, destiné à l'appréciation de l'oxydabilité de produits alimentaires secs sous forme divisée ou d'huiles, caractérisé par le fait que la source UV est disposée en dehors de l'enceinte dont elle est séparée par une double paroi de quartz, un fluide de refroidissement pouvant circuler dans la double paroi, et les moyens de détection sont réalisés sous forme d'un circuit tubulaire reliant l'enceinte à un chromatographe en phase gazeuse.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'enceinte est délimitée par un cylindre métallique vertical à double manteau, la double paroi de quartz est réalisée sous forme de deux disques horizontaux parallèles coiffant l'enceinte et la source UV est disposée au-dessus des deux disques.