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La Réfrigération

dimanche 15 août 2010, par Amrouche

La réfrigération des produits agricoles et alimentaires

La réfrigération consiste à refroidir puis entreposer les aliments à une température basse, proche du point de congélation, mais toujours positive par rapport à celui-ci. Généralement, la température de réfrigération se situe aux alentours de 0°C. A ces températures, la vitesse de développement des microorganismes contenus dans les aliments est ralentie.

La réfrigération est utilisée pour la conservation des aliments périssables à court et moyen terme. La durée de conservation va de quelques jours à plusieurs semaines suivant le produit, la température, l’humidité relative et le type de conditionnement.

Exemple de la durée de conservation de certains aliments par la réfrigération :

  • Pommes : -1 à 5 °C ; 3 à 8 mois ;
  • Abricot : 0°C ; 1 à 2 semaines ;
  • Haricot vert : 5 à 7°C ; 7 à 10 jours ;
  • Melons : 0 à 10°C ; 5 jours à 6 semaines ;

Des règles fondamentales (trépied frigorifique) doivent être respectées dans l’application du froid pour conserver de façon optimale les qualités du produit réfrigéré : la réfrigération doit être faite le plus tôt possible après collecte, elle doit s’appliquer à des aliments initialement sains et être continue tout au long de la filière de distribution (notion de chaine du froid).

Le froid doit son pouvoir de conservation à un effet thermique d’abaissement des vitesse de réactions biologiques de développement (métabolisme des microorganismes) et des réactions biochimiques et enzymatiques qui peuvent aussi nuire à la conservation des aliments .

  1- Action du froid sur les microorganismes

Les températures positives vont agir sur la vitesse de développement des microorganismes.

  • La réfrigération diminue la vitesse de croissance des microorganismes (augmente le temps de doublement)
  • La réfrigération diminue la vitesse de démarrage (augmente la phase de latence)
  • La réfrigération sélectionne les bactéries psychrophiles

Le froid ne tue pas les micro-organismes : il ne fait que ralentir leur développement, c’est à dire les inhiber. Et, il faut se rappeler qu’il y a des microbes résistants au froid : ce sont les psychrotrophes, psychrophiles. Les levures et les moisissures en particulier se complaisent dans des ambiances froides et humides.

Températures minimales, optimales et maximales de croissance
T°C MinimaleT°C OptimaleT°C MaximaleExemples
Psychrophile -5/5°C 12/15°C 15/20°C Yersinia enterocolitica, Listeria, Erwinia
Psychrotrophe -1/5°C 25/30°C 35/40°C Pseudomonas levures, moisissures
Mésophile 5/15°C 30/45°C 35/50°C Escherichia coli
Thermophile 35/45°C 55/75°C 60/90°C Bacillus stearothermophilus

Différence entre psychrophile et psychrotrophe

  • Psychrophile : ne pousse qu’à température basse et ne tolère pas des températures supérieures à 15/20°C
  • Psychrotrophe : aime froid, mais supporte les températures tièdes.

Y-a-t’il des bactéries PATHOGENES qui sont psychrophiles ?
Oui, hélas !
Important à retenir, elles sont quatre :
  • Clostridium botulinum E, pousse jusqu’à 3,3°C
  • Listeria monocytogenes, 3°C dans l’aliment, et 0°C en milieu de culture, mais très lente
  • Yersinia enterocolitica
  • Escherichia coli (seulement certaines souches sont « psychrophiles »)

Il faut retenir toutefois une température clé :
• + 3 °C : fin des risques dus aux bactéries pathogènes et toxinogènes.

  2- Les paramètres de la réfrigération

 21-La température

Les matières premières agricoles vont supporter plus ou moins bien des températures basses de réfrigération ;on classe les produits en 3 catégories en fonction de leur résistance au froid :

  • produit peu ou pas sensible,
  • produit moyennement sensible et
  • produit très sensible au froid.

À chaque produit, il y a une température de conservation réglementaire (art. du 18-06-1980, modifié). Pour l’illustrer, voici quelques données :

filière fruits et légumes : les températures de stockage sont les plus variées. (voir tableau ci dessus)
produits laitiers  : il faut distinguer les produits ultra-frais, pour lesquels la consigne est de 4 °C et les fromages où les consignes sont très variables suivant le type de fromage et surtout, suivant l’affinage (les produits à pâte dure tolérant des températures plus élevées),
produits carnés et poissons  : 0 °C à 4 °C. (glace fondante pour les poissons) ;
voir ci dessous les durées pratiques se conservation des viandes et produits d’origine animale en réfrigération en fonction du mode de conditionnement » selon l’Institut Technique du froid (1979)

 22-L’humidité de l’air

En général, 85 à 90 % d’hygrométrie est souhaitable, sauf pour les produits secs non emballés où l’humidité relative (HR) doit être inférieure à 70 %. Si l’HR est trop élevée, il y a développement des bactéries et des moisissures ; si l’humidité relative est trop faible, il y a perte en eau et déshydratation des produits.

 23-Circulation et composition de l’air ambiant

II faut un air sain et propre, surtout pour des produits non emballés.
Cet air sera de composition adaptée au produits stockés.
Exemple : atmosphère modifiée sur O2 pour les fruits et légumes ou en N2 sur les fromages.

La circulation de l’air se mesure par les paramètres de vitesse de brassage (le brassage doit assurer l’homogénéité du froid), par le renouvellement de l’air pour éviter l’accumulation d’odeurs, par le sens de circulation de l’air : la position, le nombre de ventilateurs déterminent le flux de l’air dans la chambre.
Dans les chambres froides, on conseille de surveiller la composition globale de l’air en entrée et en sortie afin de noter les évolutions.

  3- Froid & Qualité

Définis par Alexandre MONVOISIN (1928), les principes fondamentaux de l’application du froid à la conservation des denrées périssables sont énoncés sous le vocable de «  trépied frigorifique de MONVOISIN » :

  • 1. Application du froid sur des produits sains : La réfrigération ayant comme conséquence le ralentissement des phénomènes d’altération et de multiplication microbienne, il est essentiel que les aliments soient initialement d’excellente qualité et peu contaminés.
  • 2. Précocité  : Le froid est à appliquer aussitôt que possible après l’abattage ou la récolte, avant que les diverses altérations n’aient commencées.
  • 3. Continuité  : Chaque type de produits réfrigérés est à maintenir à une température appropriée (par exemple, une température de 4°C maximum pour les viandes, les volailles,…) Toute élévation sensible de la température du produit au-dessus de cette valeur provoque une accélération de la multiplication microbienne et des phénomènes de dégradation. La température de conservation des denrées doit rester aussi constante que possible en dessous de cette limite, depuis l’abattage ou la récolte jusqu’à la consommation. On parle ainsi de « chaîne du froid », l ‘efficacité de celle-ci dépendant de celle du maillon le plus faible.

Voici une illustration des différentes Toxi-Infections Alimentaires Collectives (TIAC) provoquées par une rupture de la chaine du froid :

  4- Réfrigération des plats cuisinés

Le barème de refroidissement est défini réglementairement :

  • L’arrêté du 21 décembre 2009 reprend également ce barème (de +63°C à +10°C en moins de 2 heures) dans son annexe IV applicable à la restauration collective.

Dans le cas très particulier des produits ayant subi une cuisson à forte valeur pasteurisatrice (quiches, tartes…) un refroidissement plus lent peut être toléré à condition que la préparation soit protégée des contaminations éventuelles.

4.1- L’intérêt du refroidissement rapide

Le refroidissement rapide des préparations après cuisson consiste à abaisser rapidement la température à cœur afin de limiter la croissance bactérienne. En effet, dans la plage de température située entre 10°C et 63°C la multiplication des micro-organismes est rapide (la population double toutes les 20 à 30 minutes à 25°C).

4.2- Les mauvaises pratiques !
Plusieurs pratiques trop fréquemment rencontrées en restauration sont à risque. La liste ci-dessous n’est pas exhaustive :

  • Refroidissement en enceinte réfrigérée

Le refroidissement d’un plat en enceinte réfrigérée est à proscrire pour deux raisons. La première est que l’équipement n’est pas adapté à cette opération, le groupe réfrigérant créant un froid positif ventilé, et non un froid négatif hyperventilé. Ainsi, les autres denrées présentes dans l’enceinte réfrigérée vont voir leur température de stockage être augmentée en raison de la présence du plat chaud, ce qui va affecter la qualité de leur conservation.

  • Refroidissement à température ambiante

A température ambiante, une préparation culinaire va mettre beaucoup plus de temps pour refroidir, et ne pourra pas atteindre une température inférieure à celle de l’air ambiant qui l’entoure (aux alentours de 20°C, voire plus dans certaines cuisines) ce qui va entrainer une multiplication rapide des micro-organismes présents dans la denrée. Après 2 heures dans la plage de température située entre 50°C et 15°C, la plupart des denrées alimentaires ne respectent déjà plus les critères réglementaires microbiologiques.

  • Refroidissement et ébullition répétés

Quand le refroidissement a été lent, par exemple pour les plats cuisinés ou les fonds de sauce, certains pourraient se dire qu’une nouvelle ébullition permet de détruire la flore microbiologique de la denrée, et donc la conserver plus longtemps.
C’est sans compter sur les toxines que libèrent certains micro-organismes lors de leur multiplication. Celles-ci sont résistantes à la chaleur. Ainsi, les Staphylocoques dorés ou les germes de Bacillus cereus pourront être éliminés, mais les toxines qu’ils auront produites précédemment seront toujours présentes et pourront provoquer des vomissements aux conséquences parfois très graves pour le consommateur.

  5- Les techniques de réfrigération

  • Hydrocooling :Traitement par de l’eau glacée ; ex= fruits, carcasse de volailles.
    Les produits sont refroidis soit par immersion dans l’eau froide ou bien par aspersion d’eau froide.


    voici un exemple de matériel utilisé par les maraichers ;
  • Aircooling  : ventilation forcée d’air froid ; ex : fruits et légumes, carcasses (T°C d’air= -1 à –10 °C ; HR=90%) ; il s’agit des tunnels (statiques ou dynamiques) et cellule de refroidissement rapide.

La cellule de refroidissement est composée d’un ou plusieurs échangeurs thermiques permettant d’envoyer un froid hyper ventilé sur les plats, souvent à des valeurs négatives (entre -5°C et -25°C selon la puissance de l’appareil). Une sonde de contrôle de la température, destinée à être piquée dans les préparations, permet de réguler le fonctionnement de l’appareil. Une fois que la température à cœur souhaitée est atteinte dans la denrée, un automatisme (lié à la sonde citée précédemment) permet à la cellule de basculer en mode « réfrigération simple », afin d’éviter toute congélation accidentelle.

La vitesse de refroidissement dépend de plusieurs facteurs  : le volume de préparation, la consistance et la densité. Réduire les volumes ou les diviser en plusieurs portions permet donc de faciliter cette étape. De la même manière, une bonne répartition des plats dans la cellule va faciliter la circulation de l’air froid. Plus la surface de contact entre l’air et la denrée est grande, plus l’échange thermique est rapide. Il est donc préférable d’utiliser des bacs en forme de plaque.

  • Vacuum cooling  : Refroidissement sous vide : en diminuant la pression, la température d’évaporation diminue et cette évaporation superficielle provoque le rafraichissement de la surface des produits types légumes feuilles (laitues…) ; la vapeur d’eau est piégée sur des plaques à –6°C.
    voici un exemple de fabricant de vacuum coolers
  • Brumisation : pulvérisation de fines gouttelettes d’eau (30 à 100µm) à la surface des carcasses de gros bovins par exemple (qui doivent être refroidies de 40°C à +7°C) . Cette techniques couplée avec la ventilation forcée d’air froid permet d’améliorer la vitesse de réfrigération (multiplication par 2,5 du coefficient de transfert de chaleur) et diminue les pertes en masse de la carcasse de 50% (la perte peut représenter jusqu’à 2.5% du poids sans la brumisation !)
brumisation de fruits et légumes sur les étals des GMS (Grandes & Moyennes surfaces)


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P.-S.

F.AMROUCHE , professeur certifié de Génie Alimentaire

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