Effet du procédé sur la composition aromatique du jus d’orange

L’arôme du jus d’orange frais est affecté par les différentes étapes du procédé industriel. L’étape d’extraction du jus est responsable d’une augmentation qualitative et quantitative des composés volatils du jus d’orange, principalement ceux contenus dans les huiles essentielles du flavedo (Tableau 9). Une huile essentielle d’orange Valencia analysée par Mitiku et al. (2000) contenait 98,61 % d’hydrocarbures monoterpéniques ; 0,76 % d’aldéhydes aliphatiques et terpéniques et 0,47 % d’alcools. Les aldéhydes majoritaires étaient l’octanal et le décanal, ce qui est cohérent avec les comparaisons d’un jus frais et industriel observées dans le Tableau 9. En effet, ces 2 composés sont beaucoup plus concentrés dans le pur jus industriel ce qui confirme l’ajout d’huiles essentielles. La même observation peut être faite pour l’a-pinène, le β-myrcène, le limonène, le nonanal, le néral, le géranial et le linalol qui sont des composés solubles dans l’huile. Néanmoins, dans cette étude (Moshonas et Shaw, 1994), le jus industriel n’a pas été obtenu avec les mêmes oranges que le jus frais pressé à la main, ce qui peut induire une certaine variation des concentrations en composés d’arôme.

Ceci pourrait expliquer la teneur plus élevée en butanoate d’éthyle dans le jus industriel alors que ce composé hydrosoluble est majoritairement présent dans les vésicules à jus. Pour les autres composés hydrosolubles comme l’acétate d’éthyle, l’hexanoate d’éthyle ou le 2- méthyl-3-buten-2-ol, les concentrations n’évoluent pas significativement entre le jus frais pressé à la main et le jus industriel. Suivant la nature de l’extraction (FMC ou Brown) et suivant le rendement en jus de l’extraction, la teneur en composés volatils peut varier. Un équilibre de ces composés semble nécessaire pour obtenir une bonne qualité organoleptique (Shaw et Nagy, 1993).

Tableau 9. Composés volatils importants pour la flaveur du jus d’orange, dans un jus d’oranges « Valencia » pressé à la main et industriel (extracteur FMC), concentration en

µg.g-1, d’après Moshonas et Shaw (1994)

Composé Jus frais

pressé à la main Jus industriel

terpènes limonène 18 134 β-myrcène 0,34 3,3 α-pinène 0,1 0,94 aldéhydes octanal 0,01 0,59 nonanal 0 0,08 décanal 0,02 0,45 néral tr 0,03 géranial tr 0,04 esters acétate d’éthyle 0,28 0,25 butanoate d’éthyle 0,84 1,53 hexanoate d’éthyle 0,16 0,13 alcools 2-methyl-3-buten-2-ol 0,4 0,34 cis-3-hexen-1-ol 0,17 0,27 linalol 0,13 0,92 terpinen-4-ol 0 0,20 tr = traces

De nombreux travaux concernent l’effet de la pasteurisation sur la composition organoleptique du jus. Une augmentation du barème temps température a un effet négatif sur la fraction aromatique du jus (Moshonas et Shaw, 2000). Bazemore et al. (1999) ont étudié les composés formés dans des jus d’orange excessivement chauffés à 96°C pendant 240s, par SPME et CPG/Olfactométrie. Ils ont montré une perte d’intensité pour le butanoate d’éthyle, l’octanal, le nonanal et l’augmentation d’intensité pour le décanal, le terpinen-4-ol et le 4- vinylgaïacol. Néanmoins, les différentes concentrations des composés d’arôme n’étaient pas précisées. Moshonas et Shaw (1997) révèlent par analyse sensorielle une différence de flaveur entre un jus frais et un jus pasteurisé à 98°C pendant 37 s. Farnworth et al. (2001) ont montré qu’un jus frais contenait des teneurs plus élevées en α-terpinéol, géranial/carvone, hexanol, cis-3-hexen-1-ol, α-pinène, sabinène, β-myrcène et limonène que le même jus pasteurisé. Cependant les conditions de pasteurisation utilisées dans cette étude n’étaient pas précisées. L’étape de désaération appliquée avant la pasteurisation est connue pour préserver la qualité du jus en limitant les pertes en vitamine C par la voie aérobie et l’apparition du brunissement. Elle est aujourd’hui couramment utilisée dans l’industrie d’élaboration des jus. Peu de travaux concernent son influence sur le profil aromatique. Néanmoins, deux études récentes de Jordan et al. (2003 et 2005) ont montré que la désaération (40°C ; 0,6 bar) provoquait des pertes significatives dans toutes les familles de composés d’arôme (alcools, aldéhydes, esters et terpènes).

La connaissance des compositions aromatiques des jus avant et après les étapes du procédé permet de rectifier la formulation des jus industriels par ajout de fractions aromatiques (Jordan et al, 2003). Cette démarche permet d’obtenir des produits industriels caractérisés par un profil aromatique se rapprochant du jus frais (Nisperos-Carriedo et Shaw, 1990). La réglementation européenne permet en effet la restitution des arômes provenant du jus et séparés pendant la transformation, aussi bien dans le pur jus que dans le jus à base de concentré (annexe 1).

Le procédé le plus utilisé aujourd’hui pour la préservation des aliments est le traitement thermique (pasteurisation). Mais cette étape entraîne des modifications de la flaveur et de la couleur qui nuisent à la qualité du produit. Ainsi, des nouvelles technologies de traitement des aliments sont proposées pour obtenir un produit industriel sans risque microbiologique et qui conserve ses propriétés nutritionnelles et organoleptiques proches de celles du produit frais.

Innovations technologiques

Les technologies non thermiques principales proposées pour remplacer la pasteurisation traditionnelle sont :

- les hautes pressions,

Il s’agit d’un traitement non thermique qui consiste à appliquer une pression d’environ 500 MPa pendant plusieurs minutes. Ce traitement a été largement proposé pour les jus de fruits comme le jus d’orange. Il est efficace pour inactiver les microorganismes et dénaturer plusieurs enzymes sans affecter les vitamines, les pigments (Parish, 1998). De plus, Polydera et al. (2003) ont montré qu’un jus d’orange traité à 500 MPa pendant 5 minutes avait une durée de vie plus longue qu’un jus traité par un procédé conventionnel de pasteurisation à 80°C pendant 30s. Cette technique présente l’avantage de pouvoir décontaminer le jus et son emballage en une seule étape.

- les champs électriques pulsés,

Les champs électriques pulsés (CEP) constituent la méthode la plus avancée parmi les technologies émergentes et font l’objet de nombreux travaux scientifiques. Son principe est l’application d’un champ électrique pendant un temps très court qui provoque une fragilisation de la membrane des cellules. Ce phénomène est appelé électropolation. Une étude de Min et al. (2003) a déterminé les effets des CEP (40 kV pendant 97 ms) dans un jus d’orange sur la stabilité microbienne, la vitamine C, les composés d’arôme et les propriétés sensorielles en comparaison avec une pasteurisation traditionnelle (90°C pendant 90s). Le jus traité par les CEP présentait une meilleure teneur en vitamine C ainsi qu’une meilleure flaveur et couleur. Ayhan et al. (2002) ont montré que les CEP permettaient de maintenir des teneurs plus élevées en limonène, α-pinène, myrcène et valencène.

Des méthodes thermiques alternatives de la pasteurisation traditionnelle peuvent également être mentionnées : micro-ondes, radio fréquence ou chauffage ohmique. Cette dernière consiste à chauffer uniformément le produit par un champ électrique avec un barème temps température très court. Une étude récente de Leizerson et Shimoni (2005) a montré qu’un jus d’orange traité par chauffage ohmique (courant maximum de 8kV) présentait des teneurs plus élevées en décanal, octanal, limonène, pinène et myrcène comparé au jus traité par pasteurisation conventionnelle. D’un point de vue sensoriel, la durée de vie du jus traité par chauffage ohmique était 2 fois plus longue. Par contre, les pertes en vitamine C restaient semblables.

Enfin, nous pouvons mentionner le traitement par la lumière électrique pulsée qui consiste à tuer les micro-organismes en utilisant des impulsions de durées courtes et de haute fréquence d'un large spectre intense. Peu d’études ont été conduites sur l’influence de ce traitement sur les enzymes contrairement à l’influence sur les microorganismes (Palmieri et Cacace, 2005). Cette méthode peut être appliquée à la décontamination des aliments mais aussi des matériaux d’emballage.

Cependant, les industries des boissons ne recourent que peu à ces technologies pour des problèmes de coût ou de cadence de production ; la pasteurisation reste donc le procédé le plus couramment utilisé. De plus, la réglementation europeénne « Novel Foods » de janvier 1997 statue que « les aliments produits par des procédés innovants ne doivent pas provoquer de changements significatifs de la composition ou de la structure de l’aliment qui pourraient affecter leur valeur nutritionnelle ou leur taux de substances indésirables ». Danone, en décembre 1998, a demandé la mise sur le marché d’une préparation de fruits traitée par les hautes pressions. L’autorisation par la commission européenne a été obtenue en mai 2001, soit 2 ans et demi plus tard. Cette réglementation et les durées d’évaluation des dossiers de plusieurs années peuvent expliquer la réticence des industriels à l’utilisation de procédés innovants.