Annale corrigée Partie 1 Ancien programme

L'appertisation

France métropolitaine • Septembre 2017

Nourrir l'humanité • 8 points

L'appertisation

Plus de 80 milliards de boîtes de conserve sont produites chaque année dans le monde. En France, nous consommons en moyenne cinquante kilogrammes d'aliments en conserve par an et par habitant.

Depuis son invention en 1795 par le français Nicolas Appert (1749-1841), le principe de la mise en conserve, ou appertisation, permet de conserver les produits alimentaires courants, sans ajout de conservateur, à température ambiante et pendant plusieurs années.

On cherche à comprendre le principe et l'évolution de la conservation par appertisation.

document 1 L'appertisation

a. La technique de Nicolas Appert, exposée dans sa publication

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ph © BNF, Paris

« Avant d'entrer dans les détails d'exécution de mon procédé, je dois dire qu'il consiste principalement :

1. À renfermer dans des bouteilles ou bocaux les substances que l'on veut conserver.

2. À boucher ces différents vases avec la plus grande attention, car c'est principalement de l'opération du bouchage que dépend le succès.

3. À soumettre ces substances, ainsi renfermées, à l'action de l'eau bouillante d'un bain-marie1, pendant plus ou moins de temps2, selon leur nature, et de la manière que je l'indiquerai pour chaque espèce de comestible.

4. À retirer les bouteilles du bain-marie au temps prescrit. »

D'après Nicolas Appert, L'art de conserver pendant plusieurs années toutes les substances animales ou végétales, 1810

1. Technique de chauffage d'un récipient contenant une préparation, en le plongeant dans de l'eau chaude à pression ambiante.

2. Les durées étant de l'ordre de quelques heures.

b. Traitements thermiques pour l'appertisation, d'après le ministère de l'Économie et de l'Industrie en 2015

Un traitement thermique est défini par un couple « temps – température » qui correspond à une valeur stérilisatrice pour les produits appertisés. Elle est exprimée en minutes passées à 121,1 °C.

La valeur stérilisatrice minimale de 3 minutes est recommandée et reconnue pour garantir un assainissement du produit.

La technique a évolué, ces dernières décennies, vers des traitements thermiques « temps court – haute température » qui permettent une meilleure préservation des molécules thermosensibles.

Techniquement, seul un appareil où la pression peut augmenter de plusieurs bars (autoclave ou stérilisateur) peut être utilisé pour la stérilisation des produits.

D'après la Direction générale de l'alimentation, Instruction technique relative aux conditions hygiéniques et sanitaires de production de produits appertisés, octobre 2015

c. Variation de la température d'ébullition de l'eau en fonction de la pression

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document 2 Effets des paramètres de l'environnement sur la vitamine C, les micro-organismes et les enzymes

a. Teneur en vitamine C dans le jus de noix de cajou, en fonction de la durée et du traitement thermique utilisé pour sa conservation

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D'après L. F. Damasceno, « Evaluation and optimization of non enzymatic browning of cajuina during thermal treatment », Brazilian Journal of Chemical Engineering, São Paulo, 2008

b. Effet de la température sur les micro-organismes

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D'après biografiq.biotechnose.fr

c. Effet de la température sur l'activité enzymatique

Les enzymes sont des molécules naturellement présentes dans toutes les cellules où elles accélèrent les réactions biochimiques. À la mort d'un organisme, l'activité de certaines enzymes persiste et a pour effet de dégrader des molécules et donc d'altérer la texture, la couleur ainsi que la saveur et l'odeur des aliments.

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Montrez comment l'appertisation, telle qu'elle a été élaborée par Nicolas Appert, permet la conservation des aliments, puis citez les améliorations techniques apportées aujourd'hui dans ce domaine en précisant leurs intérêts.

Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et sur vos connaissances (qui intègrent, entre autres, les connaissances acquises dans les différents champs disciplinaires).

Les clés du sujet

Interpréter la question

L'appertisation est un procédé de conservation. Vous devez expliquer, en vous appuyant sur les données fournies par les documents, en quoi l'appertisation permet la conservation des aliments. Il vous faudra ensuite énumérer les améliorations apportées à ce procédé par les techniques récentes en indiquant leur intérêt.

Comprendre les documents

Le document 1a apporte des explications sur la technique inventée par Nicolas Appert. Soulignez les détails donnés sur le procédé.

Le document 1b indique l'évolution du procédé d'appertisation ainsi que les améliorations apportées à partir de 2015 à cette technique.

Le document 1c est un graphique montrant la façon dont la température d'ébullition de l'eau peut varier avec la pression à laquelle elle est soumise.

Le document 2a donne la concentration en mg/L de la vitamine C dans un jus en fonction de la température. Le graphique permet d'observer que le temps de chauffage influe beaucoup sur la décomposition de cette vitamine lorsqu'on change la température du chauffage.

Le document 2b est un schéma qui montre l'effet de la température sur les micro-organismes.

Le document 2c explique ce qu'est une enzyme et donne par un ­graphique l'effet de la température sur ce type de molécules.

Organiser la réponse

Commencez par expliquer le procédé mis au point par Nicolas Appert à l'aide du document 1a en vous appuyant sur les principes de base (température et temps de chauffage) de sa technique.

Utilisez ensuite le document 1b pour introduire les nouvelles techniques et les comparer avec celle mise au point par Appert en 1795.

Les différentes parties du document 2 vous aideront à développer les raisons pour lesquelles il faut chauffer les produits alimentaires, et ce pendant un temps bien précis que l'on ne peut pas diminuer inconsidérément.

Vous devez entrer dans les détails pour être précis, mais sans vous y perdre. N'oubliez pas de conclure.

Corrigé

Depuis son invention en 1795 par Nicolas Appert, le procédé de l'appertisation (ou mise en conserve) permet de conserver les produits alimentaires courants en bocal, sans ajout de conservateur, à température ambiante et pendant plusieurs années.

Il s'agit :

d'enfermer les aliments dans des bocaux pour les préserver de l'action oxydante de l'air et de l'action de la lumière (on les place dans des endroits sombres) 

de les boucher avec soin pour éviter au maximum leur contamination par des microbes 

de les stériliser en les soumettant au bain-marie (100 °C maximum à la pression ambiante de 1 bar) durant un temps donné, de quelques heures, différent suivant l'aliment mis en conserve pour le stériliser.

Les techniques de stérilisation ont évolué depuis Nicolas Appert pour devenir plus efficaces et en altérant le moins possible le goût et les qualités nutritionnelles des aliments. En effet, un chauffage aussi long, mais à 100 °C seulement, faisait effectivement disparaître les micro-organismes, mais pas les spores, formes résistantes de certaines bactéries qui se développent dans les milieux et conditions défavorables engendrés par la technique. De plus, ces longs temps de chauffages altèrent parfois la couleur, le goût et surtout la teneur en certaines molécules indispensables, comme par exemple la ­vitamine C des aliments mis en bocaux. Le graphique du document 2a montre qu'une quarantaine de milligrammes par litre de vitamine C peuvent disparaître en 4 heures de chauffage.

Ainsi, en 2015, le traitement thermique reposant sur le couple « temps – température » a été modifié pour plus d'efficacité de la valeur stérilisatrice : le temps de chauffage a été réduit de quelques heures à quelques minutes (3 minimum), chose devenue possible en augmentant la température à 121,1 °C.

Cette température a été obtenue grâce au principe de la cocotte-minute qui permet de chauffer l'eau à des pressions élevées. En effet, le point d'ébullition augmente lorsque l'eau est soumise à des pressions plus fortes que la pression atmosphérique pour passer de 100 °C à 1 bar à 121 °C à 2 bars.

À cette température, les micro-organismes ne peuvent pas résister : les enzymes produites par les micro-organismes morts sont définitivement inactivées (à partir de 60 °C), et les bactéries et spores les plus résistantes (jusqu'à 121 °C) sont détruites, ce que ne permettait pas le procédé initial.

Par ailleurs, les propriétés nutritives des aliments sont mieux conservées : à 121 °C, la vitamine C est rapidement détruite, mais un temps de chauffage de 3 minutes est suffisant pour la préserver presque intégralement. On observe en effet dans le graphique du document 2a que l'on ne perd qu'environ 10 mg/L pendant les dix premières minutes alors que deux heures de bain-marie à 100 °C font perdre 20 mg de vitamine C par litre d'aliment en conserve. Il est en outre à noter que la vitamine C des aliments permet de combattre plus efficacement leur oxydation.

En conclusion, nous pouvons dire que l'invention de l'autoclave et des ­stérilisateurs performants associée aux recherches sur les conditions de vie des micro-organismes et l'effet de la température sur les propriétés nutritionnelles des aliments ont permis, tout en conservant les principes énoncés par Nicolas Appert, d'améliorer considérablement la technique de l'appertisation.

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