SECHAGE MICROONDES-AIR CHAUD DE LA POMME

Importance du gaspillage alimentaire en France et par région

Chaque année, la France produit 6,5 millions de tonnes de déchets alimentaires, soit 20 kg par an et par Français. Un chiffre qui grimpe entre 90 et 140 kg si nous prenons en compte l’ensemble du processus de vie du produit, de la fabrication à la consommation (Ministère de l’Agriculture, de l’Agroalimentaire et de la Forêt, 2013). Ce gaspillage varie selon les régions (cf. Annexe 2). L’Ile-de-France est en tête de liste avec 127 kg d’aliments jetés par an et par habitant en moyenne. L’ancienne région de Picardie gaspille en moyenne 91 kg. La valeur théorique des pertes et gaspillages est évaluée à 16 milliards d’euros, soit 36% du budget dédié au paiement des intérêts de la dette française (ADEME, 2016). Par ailleurs, environ 50% sont des fruits et des légumes (Ministère de l’Agriculture, de l’Agroalimentaire et de la Forêt, 2014). Il s’avère alors nécessaire de trouver des moyens de valoriser ces produits en rallongeant leur durée de vie et en les rendant plus attrayants. C’est l’un des objectifs que l’entreprise Les reToqués souhaite atteindre.

Le marché de l’alimentation saine

La nutrition est une préoccupation aujourd’hui majeure chez les Français. On estime en effet que jusqu’à 27% des hommes et 38% des femmes sont obèses en Europe. Les messages du Programme National Nutrition Santé, sont fortement relayés et marquent de plus en plus les esprits des consommateurs. Or les PSA sont associés à des produits gras et salés, et donc mauvais pour la santé. Ainsi, pour se positionner sur ce marché, les nouveaux acteurs doivent miser sur une stratégie d’innovation en fournissant des produits sains, naturels, éthiques et responsables. Dans cette optique, Les reToqués souhaitent proposer à leurs futurs clients des produits, sains et de grandes qualités organoleptiques et nutritionnelles, obtenus à l’aide d’un procédé de fabrication respectueux de l’environnement. Dans les Hauts-de-France et en Ile de France, les reToqués possèdent un marché de 80 tonnes par an sur le marché du snacking (taux de pénétration de 3 pour 1000) et de 48 tonnes par an sur le marché de l‘alimentation saine (taux de pénétration de 1%) (Les, reToqués, 2016).

Oxydation des polyphénols dans la pomme

L’oxydation des polyphénols est un phénomène qui affecte leur capacité antioxydante et conditionne leur stabilité dans les aliments. Cette oxydation peut être catalysée par l’enzyme polyphénoloxydase (PPO), ou résulter de l’action de l’O2 atmosphérique (autoxydation). L’oxydation enzymatique des polyphénols des fruits par la PPO a lieu lors de la perte d’intégrité cellulaire (par exemple à la découpe) et en présence d’oxygène. Les PPO ont deux substrats : l’oxygène moléculaire et les polyphénols. La PPO de la pomme comporte les activités crésolase et catécholase. L’activité crésolase catalyse l’hydroxylation de monophénols en o-diphénols. Cette activité n’est cependant pas toujours présente et reste minoritaire par rapport à l’activité catécholase, activité principale des PPO. Elle catalyse l’oxydation des o-diphénols en o-quinones. Ces dernières sont très réactives et entrent dans une série complexe d’autoxydations et de polymérisations conduisant à l’apparition de composés de couleur brune : c’est le brunissement enzymatique (figure 4).

Les technologies de séchage combinées par MO

Diverses technologies d’élimination d’eau dans les produits humides peuvent être combinées à l’utilisation des MO, dont l’objectif est d’avoir une combinaison rapide, qui ne dégrade pas le produit et consomme moins d’énergie. Parmi, ces procédés : Le séchage MO sous-vide : ce procédé de déshydratation utilise le rayonnement MO à 2450 MHz, associé à un vide poussé situé au-dessus du point triple de l’eau et en dessous de la pression atmosphérique. Le vide utilisé permet de réduire le point d’ébullition de l’eau du produit et permet un séchage à basse température (Schubert et Regier, 2005) Le séchage MO combiné à la lyophilisation : la lyophilisation est une technique de déshydratation douce mais énergivore. Donc, l’ajout d’un traitement aux MO accélère la vitesse de déshydratation d’un produit (Tao et al., 2005) Le séchage en lit fluidisé combiné aux MO : cette technique permet d’homogénéiser la surface du produit séché et d’éviter l’apparition des points noirs (Zhang et al., 2006). Le séchage par MO combiné à l’air chaud (AC) : la combinaison du séchage classique par AC aux MO réduit la consommation énergétique par raccourcissement du temps de chauffage et évite le problème de croutage à la surface des produits. C’est également une méthode d’approche pour limiter les dégâts que peuvent engendrer l’utilisation des MO seuls (Chandrasekaran et al., 2013). Cependant, augmenter la température de l’air vise à augmenter la vitesse de séchage, et favoriser la formation d’une croûte sèche en surface du produit, ce qui peut être souhaité pour certains critères de qualité (croustillance, coloration de la surface du pain, des biscuits, rétention d’arômes, etc.). Mais la proportion des deux types d’apport thermique – radiatif et convectif – va varier dans le temps au cours du séchage, en fonction de la température de surface du produit, qui est elle-même variable (Vasseur, 2011). Pour le cas des pommes, la durée de séchage est réduite à 60% du séchage à l’AC en ayant recours au séchage MO/AC. La durée passe de 7h à 4h (Funebo et Ohlsson, 1998).

Analyse des résultats du plan d’expériences avec les sphères CORICO

Les valeurs des réponses mesurées durant l’expérimentation sont rapportées et traitées avec le logiciel CORICO. Ce logiciel calcule les corrélations partielles et totales entre les facteurs et les réponses, et ne retient que celles qui sont significatives (par rapport au seuil retenu) et non redondantes. Ainsi, seules les variables réellement liées sont considérées lors de la construction des modèles. Ces corrélations peuvent être représentées graphiquement dans une sphère. Les corrélations positives sont représentées par des traits pleins et les corrélations négatives par des traits discontinus (cf. figure 24). Pour les corrélations positives, plus les variables sont proches, plus la corrélation est forte. C’est l’inverse pour les corrélations négatives.

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Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
PARTIE I : CONTEXTE GENERAL DE L’ETUDE
I.1. Le gaspillage alimentaire
I.2. Présentation de l’entreprise : Les reToqués
I.3. Généralités sur la matière première utilisée : la pomme
I.4. Les technologies de séchage
I.5. Plan d’expériences : outil d’optimisation d’un procédé
I.6. Production des croustilles de pommes chez Les reToqués
I.7. Formulation de la problématique et des objectifs
Conclusion partielle 1
PARTIE II : MATERIELS ET METHODES
II.1. Les dispositifs expérimentaux
II.2. La matière première
II.3. Etude de l’impact du séchage
II.4. Etude de vieillissement des croustilles
II.5. Conduite du séchage des pommes aux MO
Conclusion partielle 2
PARTIE III : RESULTATS, DISCUSSIONS ET RECOMMANDATIONS
III.1. Le séchage des pommes par MO/AC
III.2. Optimisation du procédé de séchage des pommes aux MO par la méthode CORICO
III.3. Tests de vieillissement
III.4. Application des conditions optimales de séchage sur des mix pomme-betterave et pomme flocon d’avoine
III.5. Recommandations
Conclusion partielle 3
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
PARTIE EXPERIMENTALE
ANNEXES