Session 1 : Transformation des fruits
La transformation des fruits
tropicaux au Cirad-flhor.
Max Reynes (Cirad-flhor)
La mission du Cirad-flhor dans le domaine de la technologie et de la maîtrise de la qualité des fruits et légumes est de pouvoir appuyer le développement des filières en agissant au niveau de chacun des acteurs de celles-ci. Une contribution à une alimentation locale de meilleure qualité, une amélioration du revenu des producteurs et une meilleure adéquation des productions aux marchés, dans une approche Aliment-Qualité-Sécurité sont recherchées. Les thématiques abordées doivent permettre : de caractériser les facteurs de qualité, de diminuer les pertes post-récolte, et de mettre au point des technologies adaptées aux marchés et aux matières premières. Elles s'articulent autour de trois axes : qualité des produits (export), agro-industries (pays du Nord) et sécurité alimentaire/développement économique (pays du Sud). Les objectifs scientifiques et techniques sont ordonnés en projets de recherche et de développement portant sur les produits des filières du département fruits, légumes, plantes aromatiques et autres produits horticoles. Ils portent sur les thèmes suivants : connaissance du produit frais et caractérisation des produits horticoles, qualité en relation étroite avec la physiologie et la phytotechnie pré-récolte, conservation en relation avec la physiologie et la phytotechnie pré-récolte et technologie des produits frais et transformés en relation étroite avec les composantes d'élaboration du rendement et de la qualité.
Le marché international des jus
d'agrumes et de fruits tropicaux : bilan et perspectives
Jacques
Henry (MNS-CNUCED/OMC)
Bien qu'il soit difficile de trouver des statistiques précises et fiables, nous pouvons cependant affirmer que le marché de pratiquement tous les jus d'agrumes et de tous les jus de fruits tropicaux est en accroissement, lent mais régulier, aussi bien sur le plan mondial que sur le plan de l'Union européenne. L'analyse et l'interprétation des données officielles et surtout les contacts permanents avec les opérateurs économiques du secteur des jus de fruits, nous permettent d'aboutir à cette conclusion. Nous analyserons la situation du marché européen produit par produit (orange, pamplemousse, citron, ananas, mangue, fruit de la passion, banane), mais nous pouvons d'ores et déjà dire que le marché des jus de fruits du début de ce XXIème siècle sera caractérisé par deux nouvelles et très importantes tendances, soit : 1) la concentration des entreprises, et ceci à tous les niveaux de la chaîne de production/distribution ; 2) l'émergence et le très rapide développement de la demande pour les produits NFC (jus simple ou 'Not From Concentrate') et bio.
Transformation des fruits exotiques
en jus : description des process et optimisation des
qualités
Laurent Lapierre (Bureau Couécou)
La demande des pays industrialisés envers les fruits
exotiques transformés en jus est en croissance depuis plusieurs
années, essentiellement à cause du succès des jus
"multi-fruits" ou "cocktails" exotiques, qui se déclinent en purs jus de
fruits directs, jus à base de concentrés, nectars ou boissons aux
jus de fruits. La standardisation des normes internationales (ISO, HACCP,
CODEX), la reconnaissance des normes européennes (AIJN) et la
sensibilisation accrue du public et des Etats par rapport à la
sécurité alimentaire, ont conduit les producteurs à
optimiser leurs procédures de fabrication et leur système
qualité, de manière à offrir, à un prix
compétitif, des produits de plus en plus sains et d'une bonne
qualité gustative. La transformation industrielle des fruits exotiques
en jus fait donc appel à des principes simples qui sont destinés
à produire, avec un rendement optimum, l'expression saine et rapide du
jus du fruits, en préservant les caractéristiques sensorielles et
nutritionnelles de la matière première. On présente ici
des exemples significatifs d'optimisation des process et des qualités,
appliqués à la transformation de fruits exotiques en jus.
Purs
jus d'agrumes de Floride (orange, pamplemousse blanc et rose) :
présentation des procédés de pressage et des technologies
aseptiques automatisées, qui produisent des purs jus d'agrumes de haute
qualité. Certains de ces jus sont stockés dans des cuves
aseptiques de 1 million de gallons (3,87 millions de litres).
Purée
de mangue du Mexique : présentation d'une ligne spécifique de
purées et de concentrés de mangue, conditionnés en
fûts aseptiques.
Purée de banane d'Equateur : détails
des points critiques liés à la fabrication de purée de
banane.
Pur jus d'ananas de Côte d'Ivoire : présentation de
l'optimisation d'une ligne de pressage et de conditionnement de pur jus
d'ananas en caisses aseptiques. Potentialités de production de jus
d'ananas biologique.
Purée de goyave de Thaïlande : exemples de
critères physico-chimiques utilisés dans le contrôle
qualité des matières premières (purées).
Clarification et concentration des jus
de fruits par techniques membranaires (évaporation osmotique,
microfiltration tangentielle)
Fabrice Vaillant, Manuel Dornier, Max
Reynes (Cirad-flhor)
La clarification des jus de fruits tropicaux par microfiltration
tangentielle permet d'élaborer une grande gamme de produits nouveaux.
Néanmoins malgré ce potentiel, les jus de fruits dont la teneur
en pulpe est importante sont très difficiles à clarifier. Pour
faciliter l'opération, le couplage de la filtration avec une
liquéfaction enzymatique représente une alternative
intéressante. Dans ce contexte, l'influence conjointe des conditions de
filtration et de traitement enzymatique a été
étudiée principalement sur le jus de fruit de la passion. Une
stratégie économique permettant la production continue de jus
clarifié a été élaborée. Le
procédé peut être appliqué aux jus de fruits pulpeux
sans générer de déchets ou de sous-produits. Dans le but
de limiter la consommation d'enzymes, l'intérêt d'une
immobilisation sur support en bio-réacteur a également
été évalué.
Afin de limiter les frais de
transport et de stockage, les jus de fruit peuvent aussi être
concentrés. La concentration est fréquemment utilisée pour
les jus de fruits tropicaux en raison de l'éloignement entre les lieux
de production et les lieux de consommation. Actuellement la demande des
consommateurs s'oriente vers des jus de fruits qui conservent les
qualités sensorielle et nutritionnelle des fruits frais. Or, les
techniques classiques de concentration par chauffage génèrent des
pertes d'arôme et de vitamines importantes. Dans ce contexte,
l'étude a pour objectif d'évaluer l'intérêt
industriel d'un nouveau procédé de concentration à froid :
l'évaporation osmotique. L'enjeu est de proposer aux professionnels une
technique qui préserve mieux la qualité de leur
produit.
L'évaporation osmotique est un nouveau procédé
membranaire. Il consiste à intercaler une membrane poreuse hydrophobe
entre le jus de fruit à traiter et une solution saline
concentrée. La différence d'activité de l'eau entre les
deux solutions crée un gradient de pression de vapeur dans les pores de
la membrane qui restent remplis d'air. Ce phénomène
spontané conduit à un transfert d'eau du jus de fruit vers la
saumure sans qu'il soit nécessaire de chauffer le produit. Les essais
réalisés à 30 °C sur du jus de fruit de la passion
dans des conditions industrielles montrent qu'il est possible d'atteindre avec
cette technique un extrait sec soluble (ESS ou Brix) au moins égal
à 60 %. Le débit évaporatoire dépend des conditions
de traitement. Lors de la concentration du jus de 14 à 40 % d'ESS, le
débit mesuré est de 0,65 kg.h-1.m-2. Il diminue à 0,50
kg.h-1.m-2 entre 40 et 60 % d'ESS. Pour améliorer le rendement, il est
souhaitable d'utiliser deux évaporateurs osmotiques en série.
Cette configuration permet d'obtenir un débit d'évaporation moyen
de 0,62 kg.h-1.m-2 pour la production d'un concentré à 60 %
d'ESS. Dans ces conditions, la concentration peut être
réalisée en continu pendant plus de 20 heures avec un
débit évaporatoire constant. Les résultats des analyses
sensorielles montrent, par rapport à la concentration thermique, une
amélioration de la couleur, du goût et de l'arôme du jus de
fruit. De plus la technique de la concentration par évaporation
osmotique a l'avantage de préserver la presque totalité de la
vitamine C contenue dans le produit, du fait de la faible température de
traitement.
Application d'un nouveau
procédé d'extraction (jus, pulpe, huile essentielle) : la
flash-détente
Pierre Brat (Cirad-flhor)
La flash-détente est un nouveau procédé de transformation des fruits et légumes permettant l'obtention de jus et de purées ayant des caractéristiques rhéologiques et physico-chimiques différentes des produits traditionnels. Le procédé peut être scindé en deux étapes spécifiques. Les fruits entiers sont dans un premier temps étuvés de 60 à 90°C en fonction du matériel végétal, puis subitement introduits dans une chambre sous vide (2-5 kPa). L'évaporation instantanée d'une partie de l'eau de constitution des fruits provoque un broyage fin du fruit par la création de micro-canaux intercellulaires. L'étape d'étuvage permet d'inhiber l'activité enzymatique endogène tandis que l'étape de détente sous vide permet d'éviter les phénomènes d'oxydation et le brunissement qui en découle. Le matériel végétal ainsi traité présente une viscosité ainsi qu'une intensité colorante supérieures à celles des produits traditionnels. Ce procédé est déjà industriellement appliqué pour le pré-traitement de la vendange avant fermentation ou pour la production de purées de tomate plus colorées et plus visqueuses. Trois fruits tropicaux (fruit de la passion, goyave et mangue) ont été traités par le procédé de flash-détente puis raffinés. Nous avons étudié les polysaccharides et le comportement rhéologique de ces produits en les comparant à des purées traditionnelles. Enfin, ce procédé a aussi été appliqué à l'extraction des huiles essentielles d'écorces d'agrumes.
Critères de qualité
de nouvelles variétés d'ananas
Jean-Marc Brillouet
(Cirad-flhor)
L'ananas, 8ème production fruitière mondiale avec près de 13 millions de tonnes/an, fait l'objet d'une culture d'exportation quasi monovariétale avec la variété Cayenne lisse. Le Cirad-flhor, dans un souci de diversification variétale, poursuit depuis plus de 20 ans un programme de croisements, en particulier entre la variété Cayenne lisse et les variétés colombiennes Perolera ou Manzana. Des 40 000 hybrides issus de ces croisements et présentant des caractéristiques diverses (performances agronomiques, morphologie du fruit, aptitude à la conservation au froid, qualités organoleptiques), une dizaine seulement est actuellement en phase terminale d'évaluation. Le laboratoire de Chimie-Technologie du Cirad-flhor a procédé à l'analyse de certains éléments de la qualité (couleur de la peau et de la chair, composition aromatique de la chair, teneur en sucres et acidité titrable de la chair) au cours de la maturation de ces génotypes sélectionnés. Le parent Cayenne lisse est pris en référence. Les pigments responsables de la couleur de la peau (hors chlorophylle, c'est-à-dire après déverdissage), les caroténoïdes (couleur jaune à orangé) et les anthocyanes (couleur rose à pourpre), ont été extraits et soit dosés globalement par mesure de la densité optique, soit séparés et identifiés par chromatographie haute performance. Les composés d'arôme de la chair ont été extraits, séparés et identifiés par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse. La couleur de la peau à maturité résulte d'un équilibre en proportions variables entre les teneurs respectives en caroténoïdes et anthocyanes ; ainsi, pour une même teneur en caroténoïdes (3 mg/g de matière fraîche), le géniteur de référence (Cayenne lisse) et un des hybrides sélectionnés présentent à maturité des couleurs de peau très différentes : jaune orangé pour le Cayenne lisse et pourpre écarlate pour l'hybride. Cette différence s'explique par une teneur en anthocyanes de la peau de l'hybride supérieure de 50 % à celle du Cayenne lisse. De même, un des hybrides sélectionnés présente une chair jaune d'or nettement plus intense que celle du Cayenne lisse, de part une teneur en caroténoïdes totaux 2,5 fois supérieure, ce qui positionne cet hybride comme une source intéressante en caroténoïdes. Au stade mûr, les composés d'arôme de la chair des hybrides et du parent Cayenne lisse sont présents en concentrations similaires (30 mg/kg). Quels que soient le génotype et l'état de maturité, les esters (ex. acétoxy-3-hexanoate de méthyle), thioesters (ex. méthylthio-3-propanoate de méthyle) et furanones [ex. diméthyl-2,5 hydroxy-4 furanone-3(2H)], composés typiques de l'arôme ananas, dominent ; cependant, on note des différences en proportions relatives, de même que des évolutions très nettes dans la phase terminale de la maturation [ex. pour un des génotypes, la diméthyl-2,5 hydroxy-4 furanone-3(2H) passe de 2 mg/kg à 0 entre le stade mûr et très mûr]. Ces variations intervenant au stade où le fruit est consommé devront être corrélées avec une analyse sensorielle.
Session 2 : Conservation des fruits
Introduction à la
conservation des fruits tropicaux.
Marie-Noëlle Ducamp-Collin
(Cirad-flhor)
Les fruits tropicaux sont de plus en plus présents sur les marchés européens et de plus en plus connus par les consommateurs. Leurs qualités nutritionnelles sont vantées par de nombreuses publicités qui poussent la ménagère à connaître, choisir et acheter ces produits pour leur taux de vitamine, de magnésium, d'antioxydant ou autre micro-nutriment. La tendance et l'orientation qui tendent à lier la qualité des produits à la santé ont amené les scientifiques à axer leurs recherches sur des techniques qui préserveront ces qualités pour le consommateur et qui permettront de les améliorer au moment de la production et de la récolte en pays producteur.
Les travaux de recherche sont axés :
1 - avant la récolte : sur l'élaboration et l'amélioration de la qualité des fruits (amélioration du point de coupe des fruits, notamment pour la mangue) ;
2 - après la récolte :
-
sur le maintien de cette qualité et l'allongement de la durée de vie des produits tropicaux (le but final serait le transport par bateau de fruits pratiquement mûrs). Ceci permettrait d'améliorer les qualités gustatives des produits et de réduire les coûts d'exportation, en privilégiant le fret bateau par rapport au fret avion ;
-
sur l'utilisation de techniques de conservation qui prennent en compte les demandes et aspirations du consommateur, en favorisant au maximum l'utilisation de substances naturelles ou en limitant l'emploi de techniques de stockage dont les effets sur la santé humaine ne sont pas encore connus.
Dispositions réglementaires
françaises en matière de traitements post-récolte des
fruits et légumes tropicaux
Pierre Ehret (Mission de
Coopération Phytosanitaire)
Fruits et Légumes exotiques :
les besoins de la consommation moderne
Jeanine Sabino (Monoprix)
La nouvelle consommation Les consommateurs de l'Europe sont des
clients repus qui ont une profusion de propositions commerciales dans leur
ville. Et il n'est plus question d'avoir une chasse gardée. Les
exigences minimales sont :
1. la qualité gustative :
maturité, variétés, arômes ;
2. la
présentation avec des calibres précis et suivis ;
3.
l'homogénéité des lots tout au long de la saison ;
4.
des opérations marketing et promotionnelles à prévoir en
direct avec les distributeurs ;
5. l'agriculture raisonnée avec un
contrôle par tierce partie ;
6. la gestion rigoureuse des
délais avec une fraîcheur garantie ;
7. la
traçabilité des lots depuis la parcelle et leur itinéraire
technique ;
8. l'étiquetage : code à barres ou code PLU (un
service indispensable pour le distributeur)…
La qualité n'est
pas forcément celle perçue dans le pays de production. Il faut
prendre en compte les besoins spécifiques des clients. Les Anglais, les
Allemands ou les Français ne perçoivent pas la qualité de
la même manière ; leur histoire culinaire ne se ressemble pas (ex
: pour la mangue, il n'est pas question d'avoir des mangues fibreuses, avec un
fort goût de térébenthine…).
La maturité
est incontournable. Bien sûr, elle est à travailler en
parallèle avec la conservation. Cela coûte très cher de
jeter des produits à l'arrivée. Il faut travailler avec des tests
gustatifs rigoureux. Le client voyage et commence à connaître le
bon goût des fruits cueillis sur l'arbre, qu'il ne retrouve pas dans le
magasin.
L'écologie et l'environnement font recette partout en
Europe. Toute démarche dans le sens de l'agriculture raisonnée
aura un écho : Max Havelaar, EUREP GAP, décret français
à venir… Les pistes de travail pour les années à
venir
1. La qualité gustative fruit par fruit : la qualité
non destructive est dans les startings blocks, etc.
2. Une qualité
gustative contrôlée, maîtrisée : sucres,
acidité, % de jus, fermeté, arômes, texture, etc.
3. Une
communication qui met en valeur les terroirs.
4. Les variétés
d'exception qui ne sont pas encore connues par les consommateurs ou les
distributeurs (en dehors des pays producteurs).
5. Un cahier des charges
avec description de l'itinéraire technique et des efforts pour une bonne
traçabilité, un minimum de résidus de pesticides,
d'hormones ou activateurs de croissance, de conservateurs, etc.
6. Des
emballages " propres " : écologiques, recyclables, recyclés, etc.
Importance de la conservation sous
atmosphère modifiée des fruits tropicaux. Application à la
mangue.
Marie-Noëlle Ducamp-Collin (Cirad-flhor)
Le principe d'application de stockage sous atmosphère modifiée (c'est-à-dire différente de la composition normale de l'air ambiant) est basé sur la connaissance de la physiologie respiratoire du produit végétal à emballer, d'une part, et sur la connaissance de l'emballage lui-même, d'autre part (structure, composition et perméabilité). Cette modification d'atmosphère autour du produit végétal peut être réalisée soit par l'utilisation d'un film plastique sélectif ou micro-perforé, soit par l'utilisation d'un enrobage dont les propriétés doivent être équivalentes à celles que l'on attend d'un film d'emballage (perméabilité plus ou moins importante à l'oxygène, au gaz carbonique et à l'éthylène). Les atmosphères modifiées sont utilisées pour ralentir les différents métabolismes d'évolution des fruits, que ce soit le métabolisme respiratoire ou les différentes réactions biochimiques qui interviennent au cours de la maturation. Ces techniques ne peuvent être envisagées pour l'instant qu'avec une utilisation concomitante du froid et apporter un gros bénéfice par rapport à sa seule action. En effet, bien souvent pour optimiser et sécuriser l'action du froid, on a tendance à soumettre les produits à des températures beaucoup trop basses qui entraînent des maladies du froid (les produits tropicaux y étant particulièrement sensibles) ; l'ajout d'un film ou d'un coating peut diminuer la sensibilité du fruit aux basses températures. Par ailleurs, il permet d'obtenir une diminution des pertes de poids des fruits (limitation de la dessiccation) au cours du transport et du stockage. Les actions de recherche du Cirad-flhor sont axées sur des tests de films et d'enrobages permettant de répondre aux questions posées et ont pour finalité de permettre le transport par bateau de fruits pratiquement mûrs. Les résultats positifs obtenus sont en cours de validation à l'échelle commerciale pour un type d'enrobage présélectionné. Présentation de quelques résultats obtenus sur mangue : avantages ou inconvénients liés au choix du film ou de l'enrobage.
Optimisation de l'emballage des
fruits et légumes frais sous atmosphère modifiée
Patrick Varoquaux (Inra)
L'optimisation du conditionnement des fruits et légumes frais conservés sous atmosphère modifiée impose une démarche rigoureuse. En premier lieu, il faut mesurer les paramètres respiratoires du produit (les intensités respiratoires O2 et CO2, le quotient respiratoire, la constante de Michaelis apparente pour l'oxygène, la constante d'inhibition du gaz carbonique et l'influence de la température de conservation sur tous ces paramètres). Ces mesures permettent de calculer l'intensité respiratoire des végétaux sous toutes conditions de température et d'atmosphère. La deuxième étape est la détermination de la composition gazeuse la plus favorable pour le maintien des qualités commerciales et sanitaires de ces fruits et légumes. Cette détermination impose la conservation sous atmosphère contrôlée et les résultats dépendent de la pondération des différents processus d'altération. Ensuite, on calcule, à l'aide d'un modèle mathématique, les perméances optimales du film à utiliser dans des conditions de conditionnement entrées dans le modèle. A l'aide de différents logiciels, on simule la conservation (évolution des atmosphères) avec les films disponibles sur le marché présentant des perméances voisines de celles calculées précédemment. A cette étape, on peut vérifier le fonctionnement du système en simulant le profil thermique d'un circuit commercial réaliste. En dernier lieu, il faut impérativement vérifier ces résultats théoriques par l'expérimentation car aucun modèle à ce jour ne peut prévoir tous les types d'altération possibles.
Nouvelles formulations d'enrobage pour
la conservation des fruits tropicaux
Elizabeth Baldwin (USDA Winter
Haven Floride)
Le transport et le stockage des fruits tropicaux sont difficiles car ceux-ci ne supportent pas les basses températures souvent utilisées pour les fruits tempérés pour ralentir leur mûrissement et allonger leur durée de vie. C'est pourquoi les fruits tropicaux sont souvent transportés par avion plutôt que par route ou bateau, ce qui est plus coûteux pour le consommateur. Les enrobages comestibles associés à des températures de stockage modérément basses représentent une alternative économique. L'utilisation d'enrobages polysaccharides sur les fruits entraîne une modification de l'atmosphère interne du fruit, avec relativement peu d'oxygène et des teneurs élevées en dioxyde de carbone dues à l'effet combiné de la perméabilité de l'enrobage et de la respiration du fruit. Cette atmosphère modifiée ralentit le processus de maturation. De plus, dans une atmosphère de stockage tous les fruits perdent de l'eau ce qui cause un flétrissement de la peau. Ceci peut être réduit en introduisant une barrière à l'évaporation de l'eau telle que la cire ou un enrobage gras comestible. Enfin, les enrobages peuvent contenir des composants antimicrobiaux ou agir comme barrière physique aux pathogènes, réduisant le pourrissement des fruits. Les formulations des enrobages consistent souvent en films composites faits de combinaisons d'ingrédients. Par exemple, on utilise un film d'ester de sucrose (SemperFresh) sur les loquats, les tangelos, les ananas et les bananes ; on utilise aussi de la cire de carnauba sur les goyaves et les mangues, de l'huile minérale sur les limes et un film à base de cellulose (Nature Seal) sur les goyaves, les mangues et les oranges.
Nouvelles techniques de conservation
du litchi
Marie-Noëlle Ducamp-Collin (Cirad-flhor)
Le litchi est un fruit fragile dont la durée de
conservation est brève. Conservé à température
ambiante, il perd en quelques jours sa coloration rose-rouge et brunit
très vite. Ce brunissement enzymatique classique se révèle
par délocalisation cellulaire. Le froid ne fait qu'améliorer
très modestement le temps de maintien de la couleur rouge et il est
nécessaire d'utiliser des adjuvants au froid pour maintenir la
coloration initiale. La méthode la plus largement utilisée pour
éviter le brunissement est la fumigation des fruits au SO2 quelques
heures après la récolte.
Le traitement du litchi par SO2 est
quelquefois suivi d'un trempage dans un bain acide qui permet de restaurer la
coloration rouge du fruit après la décoloration liée au
soufrage et amène à l'obtention de fruits attractifs
commercialement. Cependant, il ne faut pas perdre de vue que l'utilisation du
SO2 peut représenter un risque nocif ou allergène pour les
consommateurs sensibles au soufre. Actuellement, les traitements SO2 ont
été totalement supprimés aux Etats-Unis, excepté
dans le cas du traitement des raisins de table. En France, la
législation autorise des doses de résidus de 10 ppm dans la pulpe
et 250 ppm dans la coque des litchis. La tendance étant au principe de
précaution, il est fort probable que ces taux soient abaissés,
voire même que l'utilisation du SO2 ne soit plus autorisée dans
l'UE. Dans ce contexte, il est particulièrement important de pouvoir
proposer à la profession des alternatives de substitution à la
fumigation, surtout lorsque l'on sait que la France est le principal pays
réceptionnaire et consommateur de litchi, avec près de 80 % du
total européen.
La substitution au soufrage a été
étudiée par différentes équipes de recherche,
notamment en Israël et en Afrique du Sud. Les traitements proposés
reposent sur des techniques chimiques ou thermiques diverses. Pour l'instant,
aucune de ces investigations n'a abouti à l'élaboration d'une
méthode de traitement qui soit acceptable ou développée de
façon commerciale. Compte tenu de ces observations, le Cirad-flhor
exploite de nouvelles pistes de recherche sur des techniques de conservation
qui supprimeraient totalement l'utilisation de SO2.
 |
Centre de coopération internationale en
recherche agronomique pour le développement |