Pasteurisation
La pasteurisation, ou débactérisation thermocontrôlée[1], est un procédé de conservation des aliments par chauffage à une température comprise entre 70 et 100 °C, pendant une durée définie, suivi d'un refroidissement rapide. La pasteurisation tire son nom des travaux de Louis Pasteur sur la stabilisation des vins au XIXe siècle. Cette technique a pour but d'éliminer les micro-organismes afin de conserver un aliment pendant une longue période.
![](http://up.wiki.x.io/wikipedia/commons/thumb/9/9e/60s_Pama_pasteurizer.jpg/220px-60s_Pama_pasteurizer.jpg)
Histoire
modifierNicolas Appert met au point et publie en 1810 dans son ouvrage L'Art de conserver pendant plusieurs années, toutes substances animales et végétales un procédé de conservation des aliments par chauffage, notamment des légumes, des fruits, du lait et du vin. Il n’a pas su expliquer scientifiquement l'efficacité de ce procédé qu'on appela l'appertisation[2].
En 1846, Alfred de Vergnette de Lamotte montre que le chauffage peut conserver un vin qui, non chauffé, se corrompt[3]. Il publie en 1850 un mémoire traitant notamment du chauffage du vin.
Louis Pasteur, ensuite, s’intéressa à cette technique et déposa le un brevet pour un procédé de conservation du vin par chauffage[4],[5] qui fut immédiatement appliqué au traitement de la bière. C’est de son nom que vient le terme pasteurisation. La pasteurisation du vin fut abandonnée à l'époque de la crise du phylloxéra, vers la fin du XIXe siècle[6].
La pasteurisation du lait, application la plus connue, est prônée par Franz von Soxhlet, un chimiste allemand, en 1886[7].
Technique alimentaire
modifierLes températures de pasteurisation sont comprises entre 62 et 88 °C[8]. Si cette température est dépassée, l’intégrité chimique de certains éléments du produit est attaquée, le rendant inapte à porter le qualificatif administratif de « frais »[a]. À des températures supérieures (plus de 100 °C), on applique plutôt des techniques de stérilisation (aucun germe ne subsiste dans le produit). Dans le cas des conserves, on parle d'appertisation, typiquement réalisée à 121,1 °C[9].
La pasteurisation réduit de manière significative (habituellement d'un facteur de 100 000 pour le lait) le nombre de micro-organismes bénéfiques et néfastes dans le produit pasteurisé, mais certaines formes résistent comme les spores. Lors de la pasteurisation, le seuil de thermorésistance des bactéries pathogènes et de celles qui causent la détérioration des aliments est dépassé. Cette thermorésistance dépend du milieu dans lequel la pasteurisation est pratiquée. Plus le milieu est acide, moins la résistance à la chaleur est élevée. Pour un micro-organisme donné, on connaît le couple temps-température qui assure une division par 10 de la population initiale. Par exemple, ce temps de réduction décimale (le « D ») de Clostridium botulinum est de 0,21 minute à 121,1 °C. Pour chaque aliment, on peut estimer le facteur de réduction de l'ensemble de la contamination microbienne[10] ou se concentrer sur le micro-organisme pathogène le plus résistant, souvent Clostridium botulinum en conserverie, Mycobacterium spp. en laiterie, Enteroccocus et Streptococcus pour les fruits et légumes. On peut aussi considérer les micro-organismes les plus pathogènes, dans ce cas on étudie Salmonella, Listeria monocytogenes et Escherichia coli[11].
Après la pasteurisation, pour le lait en particulier, il est important de réfrigérer les aliments pasteurisés autour de 3 à 4 °C afin de prévenir la multiplication des bactéries qui n'auraient pas été détruites. Cependant, même à cette température, certains germes psychrophiles peuvent se développer.
Les températures atteintes pendant la pasteurisation sont relativement peu élevées et modifient peu les qualités gustatives et organoleptiques des produits[12], en sachant que tout processus a des conséquences sur cette qualité. Selon l'aliment traité, on a le choix technique d'une pasteurisation haute (vers 75 °C) ou basse (vers 65 °C). Actuellement le lait pasteurisé est typiquement traité à 72 °C (précisément 71,7 °C) pendant 15 secondes (procédé dénommé « HTST » ou « pasteurisation éclair »), refroidi puis conditionné.
Le principal effet nutritionnel de la pasteurisation est la dénaturation d'une partie des protéines, en particulier de celles qui sont solubles. Les vitamines sont aussi affectées en fonction de leur nature. Une surchauffe du lait entraîne des réactions de Maillard (par interaction du lactose avec la lacto-globuline surtout), un goût de cuit et une couleur brune. Ces inconvénients sont limités par un refroidissement rapide après traitement. La plupart des enzymes sont détruites, l'inactivation de la phosphatase alcaline étant d'ailleurs la seule exigence fixée dans la réglementation européenne[13].
Le lait pasteurisé peut se conserver au réfrigérateur jusqu'à la DLC (Date Limite de Consommation), soit environ 14 jours après le conditionnement (7 jours au minimum) et même au-delà, avec des équipements de réfrigération de 1 à 2 °C par exemple[b]. La durée de conservation est plus courte si le conditionnement a été ouvert. La dégradation du lait pasteurisé est liée à l'augmentation inéluctable de la population microbienne dans le produit, conduisant à une acidification par conversion du lactose en acide lactique. Le caillé peut se produire spontanément ou lors du chauffage.
Pasteurisation du lait
modifierPour être pasteurisé, le lait doit être porté à une température de 72 °C pendant au moins 15 secondes[14]. Cependant les industriels du secteur agro-alimentaire montent souvent le lait à des températures plus élevées. Ainsi le lait UHT (stérilisation à ultra haute température) est chauffé entre 140 à 150 °C durant 2 à 5 secondes[15].
Selon une méta-analyse et une revue systématique de littérature publiée en 2011, le processus de pasteurisation du lait augmente la concentration de vitamines A dans le lait mais diminue la concentration en vitamine B1, vitamine B2, vitamine B9, vitamine B12, vitamine C et vitamine E[16]. La concentration en vitamine B6 reste inchangée[16]. Aussi les vertus protectrices du lait cru face aux allergies disparaissent-elles avec de la pasteurisation[16].
Selon une revue de littérature de plus de 100 articles de recherche publiée en 2019, la pasteurisation du lait engendre une dénaturation et une glycation des protéines du lait. La dénaturation n'a pas d'effet sur la qualité et la digestibilité des protéines du lait. En revanche, la glycation détériore la qualité et la digestibilité des protéines du lait en réduisant la disponibilité des acides aminés. D'autres effets de la pasteurisation du lait tels que l'oxydation et la racémisation ont été également associés à une détérioration de la qualité et la digestibilité des protéines du lait[17].
Plusieurs sondages ont relevé que les buveurs de lait trouvaient le lait pasteurisé moins digeste que le lait cru[18],[19].
Le lait pasteurisé a suscité une polémique au Royaume-Uni au début des années 2000 car il était soupçonné de causer la maladie de Crohn[20]. Des études publiées les années suivantes ont démenti un quelconque lien entre le lait (pasteurisé ou non) et la maladie de Crohn[21].
Pasteurisation et stérilisation
modifierLa stérilisation alimentaire est un traitement pouvant atteindre la température de 150 °C (upérisation) dont le but est de détruire tous les micro-organismes, y compris les spores. La pasteurisation fait aussi partie des traitements thermiques et assure la conservation des aliments, mais ses buts diffèrent ; ils sont de :
- réduire la quantité microbienne de l'aliment ;
- reculer la date limite de consommation de l'aliment.
La stérilisation change les qualités gustatives car elle entraîne une plus grande dénaturation des protéines et une modification des globules de matière grasse et des micelles protéiques à cause de l’homogénéisation[22],[23].
Pasteurisation de la bière
modifierLa pasteurisation de la bière s'effectue avant ou après le soutirage, mais avant le conditionnement ; elle consiste en général à chauffer la bière durant 20 min à 60 °C. Il existe trois techniques mises en œuvre depuis 1863, selon les apports de Pasteur, Malvezin, Gasquet et Gangloff :
- pasteurisation et stérilisation de la bière et des bouteilles séparément ;
- les bouteilles de bière circulent durant 50 min à l'intérieur d'un pasteurisateur où elles passent sous des jets d'eau chaude puis sont arrosées d'eau froide ;
- la bière est chauffée rapidement jusqu'à ébullition par une « pasteurisation éclair » avant le soutirage dans des conditions stériles et à l'abri de l'air ambiant. Plus rapide et plus économique, cette façon de procéder permet ensuite un soutirage soit vers des bouteilles, soit vers des fûts.
Controverse sur la pasteurisation du lait destiné à la transformation en fromage
modifierEn France, quand ils sont destinés au commerce, les fromages dont l'appellation d'origine est préservée administrativement (comme le mont d'Or, le camembert de Normandie ou le gruyère) doivent être transformés à partir de lait cru intact pour respecter un usage enregistré dans un cahier des charges attaché à un label AOC. Cependant, la grande majorité des appellations ne sont pas protégées, et l'essentiel du volume de fromage fabriqué est le fait de transformateurs de l'industrie agroalimentaire. Ceux-ci modifient les laits crus réfrigérés qu'ils achètent aux agriculteurs en éliminant un microbiote natif très diversifié. Ils emploient pour cela la pasteurisation ou l'ultrafiltration, la microfiltration, la thermisation, avant de réensemencer avec des microbiotes de culture sélectionnés mais extrêmement limités. Cela convient mieux à leurs grandes unités de transformation par un processus contrôlé et stabilisé adapté à la grande distribution.
Au niveau mondial, les opinions divergent quant aux supposés dangers du fromage au lait cru. En France, la grande majorité des industriels revendiquent la non-préservation du lait cru pour leurs transformations fromagères. Ils soutiennent le passage au lait pasteurisé en invoquant la sécurité sanitaire et la réduction des coûts de transformation[24]. Selon Sylvie Lortal, directrice du laboratoire scientifique et technologique du lait et de l'œuf à Rennes, les risques sanitaires des fromages au lait cru sont « statistiquement infimes »[24].
Le problème concerne surtout la présence de Listeria dans les fromages à pâte molle (de type camembert), à la fois en cours de maturation et parfois au stade de commercialisation. La bactérie est psychrophile mais est sensible aux températures de pasteurisation ; le lait tout juste pasteurisé n'en contient pas, contrairement à certains lots de lait cru. Les fromages à pâte molle présentent un taux d'humidité relativement élevé, contiennent assez peu de sel et sont peu acides, ce qui n'entrave pas, a priori, le développement du pathogène[11].
Selon certains travaux, paradoxalement et contrairement à ce qui était colporté sur ce type d'aliment, les fromages élaborés à base de lait cru assurent leur propre défense contre la prolifération de Listeria monocytogenes par compétition des autres micro-organismes[25]. Selon l'INRA, la chute de la biodiversité microbienne des fromages à base de lait microfiltré, thermisé ou pasteurisé favoriserait la croissance de Listeria monocytogenes qui prolifère en cours d’affinage.
À la sortie d'usine ou de la ferme, selon les exigences de l'Union européenne, tous les fromages doivent être exempts de Listeria monocytogenes dans 25 grammes, sauf si le transformateur ou le producteur fermier peut prouver que la limite de 100 ufc/g ne sera pas dépassée pendant la durée de conservation[26],[27]. Une étude assez ancienne estime que l'exposition de la population française à Listeria monocytogenes à travers les fromages au lait cru à pâte molle n'est pas négligeable, même si le dénombrement reste faible dans la plupart des cas[28]. Les statistiques françaises sur l'origine des TIAC ne placent cependant Listeria qu'en quatrième cause de TIAC, et l'analyse des épidémies passées de listériose invoque les fromages à pâte molle dans environ un tiers des cas[29]. Cependant, le cas le plus retentissant a été un lot suisse de fromages de lait thermisé vecteur d'une épidémie de listériose ayant entraîné 123 infections et 34 décès en 1987[30].
En Belgique, en , l'AFSCA critique l'utilisation de lait non pasteurisé dans la recette vérviétoise de la tarte au riz et surtout la conservation à température ambiante[31]. Cette critique émeut l'opinion publique et une partie du monde politique, qui en parle notamment à la Chambre[32] ou sur les réseaux sociaux.
Une étude de 2004 a trouvé que l'augmentation de la température lors du processus de pasteurisation du lait diminuait la concentration de protéines et de calcium dans le lait et le fromage de cheddar fabriqué à partir de ce lait[33].
Autres applications
modifierAujourd'hui, la pasteurisation est utilisée pour plusieurs types d'aliments :
- jus de fruits ;
- miel ;
- cidre ;
- confiture ;
- compote ;
- fruits au sirop ;
- concentré de tomates ;
- viande ;
- crème.
Autres techniques
modifier- Thermisation : traitement thermique moins poussé que la pasteurisation, habituellement pratiqué vers 60 à 62 °C.
- Pasteurisation éclair : traitement par des températures élevées pendant une période courte.
- Ultrafiltration : technique de séparation des microorganismes du lait, à froid.
- Microfiltration : technique de séparation des microorganismes du lait, à froid.
- Irradiation des aliments appelée aussi pasteurisation à froid.
- Stérilisation.
- Tyndallisation : procédé de stérilisation modérée qui permet d'éliminer les formes végétatives (bactéries) et les formes résistantes (spores).
- Traitement par haute pression.
- Traitement par champs électrique pulsé.
Notes et références
modifierNotes
modifier- La notion de produit frais est régie par un avis du Conseil national de la consommation de 1990, qui autorise la pasteurisation sans précision de température.
- La réglementation française sur le lait pasteurisé — décrets no 55–771 modifié et no 65–862 modifié — est un peu dépassée technologiquement[réf. nécessaire].
Références
modifier- Quelle est l'influence de Louis Pasteur ?, sur louispasteur.fr d'avril 2017, consulté le .
- Nicolas Appert, L'Art de conserver pendant plusieurs années…, 1810, p. 46 pour les végétaux, p. 43 pour le lait, p. 70 pour le vin.
- « Alfred de Vergnette, un Beaunois au service du vin », Le Bien public, 7 août 2013 (lire en ligne).
- Jacques Nicolle, Pasteur. Sa vie, sa méthode, ses découvertes, Éditions Gérard & Company, , p. 148.
- Biographie de Louis Pasteur sur le site de l'Institut Pasteur.
- Patrice Debré, Louis Pasteur, 1994, p. 259-260.
- « Lait : Pasteur et la pasteurisation », Les travaux de Pasteur, sur Futura (consulté le ).
- Pascal Chillet, Opérations unitaires en génie biologique, chap. 2 : « La pasteurisation » [PDF] (extraits), coll. « Biologie technique » (consulté le 20 avril 2022).
- « Stériliser pour conserver: pourquoi ? », sur sante-voyage.e-monsite.com (consulté le ).
- Cours sur la pasteurisation, Université Laval, Québec, classeur.pistes.org.
- (en) Étude néo-zélandaise sur les risques pathogènes et la pasteurisation du lait.
- Étude de la FAO sur l'impact des traitements thermiques sur le lait Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture.
- Règlement 853/2004 Annexe III Section IX [PDF], sur EUR-Lex.
- https://www.economie.gouv.fr/files/directions_services/daj/marches_publics/oeap/gem/produits_laitiers/produits_laitiers.pdf
- « Lait pasteurisé, lait UHT, lait microfiltré : quelle différence ? », sur Futura (consulté le ).
- Lauren E. acdonald, James Brett, David Kelton et Shannon E. Majowicz, « A Systematic Review and Meta-Analysis of the Effects of Pasteurization on Milk Vitamins, and Evidence for Raw Milk Consumption and Other Health-Related Outcomes », Journal of Food Protection, vol. 74, no 11, , p. 1814–1832 (ISSN 0362-028X, DOI 10.4315/0362-028X.JFP-10-269, lire en ligne, consulté le ) :
.« Qualitatively, vitamins B12 and E decreased following pasteurization, and vitamin A increased. Random effects meta-analysis revealed no significant effect of pasteurization on vitamin B6 concentrations (standardized mean difference [SMD], –2.66; 95% confidence interval [CI], –5.40, 0.8; P = 0.06) but a decrease in concentrations of vitamins B1 (SMD, –1.77; 95% CI, –2.57, –0.96; P < 0.001), B2 (SMD, –0.41; 95% CI, –0.81, –0.01; P < 0.05), C (SMD, –2.13; 95% CI, –3.52, –0.74; P < 0.01), and folate (SMD, –11.99; 95% CI, –20.95, –3.03; P < 0.01) »
- (en) Glenn A. A. van Lieshout, Tim T. Lambers, Marjolijn C. E. Bragt et Kasper A. Hettinga, « How processing may affect milk protein digestion and overall physiological outcomes: A systematic review », Critical Reviews in Food Science and Nutrition, vol. 60, no 14, , p. 2422–2445 (ISSN 1040-8398 et 1549-7852, DOI 10.1080/10408398.2019.1646703, lire en ligne, consulté le ) :
« This systematic review demonstrates that dairy processing significantly affects protein quality and can be used as a tool to steer gastrointestinal protein digestion. Glycation as a result of heat processing decreases protein digestibility and amino acid availability, leading to a decrease in protein quality. Oxidation, racemization, dephosphorylation, and cross-linking are less well studied chemical modifications that may impact protein quality as well as digestibility. In contrast, protein denaturation does not affect overall digestibility, despite that gastric hydrolysis of whey proteins (predominantly β-lactoglobulin) is increased when heated. »
- (en) Gerard E. Mullin, Stephen M. Belkoff et Rachel Box, « Survey to Determine Why People Drink Raw Milk », Global Advances in Health and Medicine, vol. 3, no 6, , p. 19–24 (ISSN 2164-9561 et 2164-9561, PMID 25568829, PMCID PMC4268642, DOI 10.7453/gahmj.2014.041, lire en ligne, consulté le ) :
« Raw milk appears to be more easily digested than pasteurized milk in our survey sample. »
- (en) Motivation for unpasteurized milk consumption in Michigan, 2011.
- (en-GB) Julia Hartley-Brewer, « Crohn's disease 'disaster' blamed on pasteurised milk », The Guardian, (ISSN 0261-3077, lire en ligne, consulté le )
- (en) P. H. Jones, T. B. Farver, B. Beaman et B. Çetinkaya, « Crohn's disease in people exposed to clinical cases of bovine paratuberculosis », Epidemiology & Infection, vol. 134, no 1, , p. 49–56 (ISSN 1469-4409 et 0950-2688, PMID 16409650, PMCID PMC2870362, DOI 10.1017/S0950268805004681, lire en ligne, consulté le ) :
« There was also no evidence that milk consumption or the consumption of unpasteurized milk were associated with Crohn's disease. »
- [PDF]Impact de l’homogénéisation partielle de la matière grasse du lait ... sur ses aptitudes à la transformation fromagère, sur ulaval.ca, consulté le 6 janvier 2019.
- G. Humbert, A. DRIOU, J. Guerin et C. ALAIS, « Effets de l'homogénéisation à haute pression sur les propriétés du lait et son aptitude à la coagulation enzymatique », Le Lait, vol. 60, no 599_600, , p. 574–594 (lire en ligne, consulté le ).
- « L'avenir du camembert au lait cru », Le Monde, .
- « Sécurité sanitaire et qualités sensorielles : la biodiversité microbienne au service des fromages au lait cru », sur Institut national de la recherche agronomique (consulté le ).
- Avis et recommandation de l'AFSSA [PDF], sur Listeria monocytogenes (2006).
- Règlement 2073/2005 modifié sur les critères microbiologiques applicables aux denrées alimentaires Annexe I Chapitre 1, sur EUR-Lex.
- (en) Bemrah N, Sanaa M, Cassin MH, Griffiths MW et Cerf O., ) Quantitative risk assessment of human listeriosis from consumption of soft cheese made from raw milk. Preventative Veterinary Medicine; 37: 129-145, 1998, sur nlm.nih.gov.
- Étude de l'AFSSA sur Listeria monocytogenes de juillet 2000
- Fromages au lait cru : les gentilles bactéries sont nos amies pour la vie, Radio télévision suisse, le 15 février 2011 (consulté le 9 mai 2018).
- L’Afsca menace l’authentique tarte au riz, Le Soir.
- La Tarte au riz à la Chambre, Le Soir.
- Nuala M. Rynne, Thomas P. Beresford, Alan. L. Kelly et Timothy P. Guinee, « Effect of milk pasteurization temperature and in situ whey protein denaturation on the composition, texture and heat-induced functionality of half-fat Cheddar cheese », International Dairy Journal, vol. 14, no 11, , p. 989–1001 (ISSN 0958-6946, DOI 10.1016/j.idairyj.2004.03.010, lire en ligne, consulté le ) :
« Increasing pasteurization temperature significantly increased the levels of moisture and non-expressible serum and decreased the levels of protein, fat, calcium and free oil. »
Voir aussi
modifierArticles connexes
modifier- Lait cru, UHT
- Conservation des aliments, de la viande
- appertisation, upérisation
- Alice Catherine Evans
- Pasteurisation éclair
Liens externes
modifier
- Ressource relative à la santé :
- Notices dans des dictionnaires ou encyclopédies généralistes :