Stockage ambiant avec éclairage artificiel

Les teneurs en acide ascorbique dans le jus au cours de son stockage à température ambiante pendant 9 mois dans le verre et dans les PET1 (monocouche standard), PET2 (multicouche, Bindox®) et PET3 (couche de carbone interne, Actis Lite) sont présentées Figure 24.

Les bouteilles de PET ont été operculées avec des complexes aluminium pour que seul l’effet du corps creux soit analysé. Etant donnée la méthode d’analyse utilisée, dans tout le paragraphe, le terme vitamine C correspond à la teneur en acide ascorbique.

Figure 24. Teneurs en vitamine C (mg.L-1) dans le jus à base de concentré pendant 9 mois de stockage ambiant dans le verre et dans les PET1, 2 et 3. Pour un même emballage, des lettres différentes indiquent une différence significative au cours du

stockage (p<0,05).

Le jus à base de concentré pasteurisé avant conditionnement contenait 383 ± 13 mg.L-1 d’acide ascorbique. La cinétique de perte en acide ascorbique est rapide pendant les deux premiers mois de stockage, quelque soit l’emballage utilisé. Ainsi, après 2 mois, les pertes sont respectivement de 39 %, 29 %, 28 % et 18 % dans le PET1, PET2, PET3 et dans le verre. Une différence de 94 mg.L-1 est observée entre le PET1 et le verre, soit déjà 25 % de la teneur initiale du jus après 2 mois. Dans la bouteille en verre (perméabilité à l’oxygène nulle), la dégradation de la vitamine C observée pendant les 2 premiers mois pourrait être attribuée entre autre à la présence d’oxygène dans l’espace de tête mais aussi à l’oxygène dissous dans le jus. Le jus ayant été dégazé lors de sa fabrication, sa concentration en oxygène dissous est de moins de 1 mg.L-1 alors qu’un jus non dégazé atteint à l’équilibre une concentration en oxygène dissous de 6,7 mg.L-1 (Soares et Hotchkiss, 1999). La concentration en oxygène dissous est donc faible, elle a été mesurée par une électrode à oxygène (oxymètre WTW France, Champagne au Mont d’Or). La dégradation rapide de la vitamine C au début du stockage a également été observée par Solomon et al. (1995) dans le verre avec une teneur en oxygène dissous initial de 1 mg.L-1. Après 2 mois, nous avons mesuré une teneur nulle en oxygène dissous confirmant l’hypothèse que la totalité de l’oxygène ait été consommée au cours de cette période. La rapidité de dégradation peut donc être attribuée à la consommation

de l’oxygène dissous et de l’oxygène de l’espace de tête. Kennedy et al. (1992) ont d’ailleurs montré que la voie de dégradation aérobie prédomine au début du stockage puis, lorsque la teneur en oxygène dissous devient presque nulle, c’est la voie de dégradation anaérobie qui démarre. Plusieurs travaux ont calculé les ordres des cinétiques de réaction de dégradation de la vitamine C. Pour se faire, un nombre élevé de points expérimentaux est nécessaire. Des cinétiques d’ordre zéro (concentration en fonction du temps) (Kaanane et al., 1988 ; Lee et Chen, 1998) ou du premier ordre (log de la concentration en fonction du temps) (Nagy, 1980, Lee et Chen, 1998) sont généralement décrites. Plus récemment, Manso et al. (2001) ont effectué une modélisation des pertes en acide ascorbique en conditions aérobies pendant 36h avec une oxygénation en continue et en prenant en compte les effets de température, pH, oxygène et concentration en acide déhydroascorbique. Pendant les premières heures, les courbes de dégradation aérobie étaient décrites par des cinétiques du 1er ordre mais sur des temps plus longs par un comportement sigmoïdal. La prochaine étape d’une telle modélisation serait d’étudier un jus d’orange pendant son stockage et de tenir compte des 2 voies de degradation : aérobie et anaérobie.

Après 2 mois et jusqu’à la fin du test (9 mois de stockage), la teneur en acide ascorbique reste stable dans le jus conservé dans le verre, la voie anaérobie ne dégradant donc qu’une partie de l’acide ascorbique contenu dans le jus (moins de 20 %). Au final, les pertes en acide ascorbique dans l’emballage verre sont de 73 mg.L-1 soit 19 % de la valeur initiale du jus (383 mg.L-1).

Dans les emballages plastiques, la cinétique de dégradation rapide observée durant les 2 premiers mois de stockage avec la bouteille verre se produit également et est même amplifiée par la perméabilité à l’oxygène du matériau. Les pertes plus importantes en vitamine C observées concernent l’emballage le plus perméable à l’oxygène (PET1). Les différences entre l’emballage verre et les PET2, PET3 et PET1 peuvent donc être corrélées avec leurs valeurs croissantes de perméabilité à l’oxygène de 0 ; 0,60 ; 0,62 et 6,79 U. Il apparaît donc que la perte en vitamine C dans le jus est proportionnelle à la perméabilité à l’oxygène de l’emballage. Ainsi, durant les 2 premiers mois, les 2 voies de dégradation aérobie et anaérobie se produisent simultanément dans le jus comme l’avaient rapporté Sizer et al. (1988). Dans le PET1, les pertes en vitamine C se poursuivent au cours des 9 mois de stockage et aucun palier d’équilibre ne peut être observé. Les technologies barrières à l’oxygène PET2 et PET3avec des perméabilités 10 fois plus faibles permettent de diminuer de manière significative les pertes en acide ascorbique. Le gain est d’environ 40 mg.L-1 (10 %)après 2 mois de stockage et de 100 mg.L-1 (26 %) après 9 mois de stockage. Un équilibre est atteint dans le PET2 après

3 mois de stockage, les valeurs en acide ascorbique entre 3 et 9 mois n’étant pas significativement différentes (p<0,05). Pour le PET3, l’équilibre n’est pas encore atteint même après 3 mois de stockage.

La vitesse de dégradation de la vitamine C avec le PET1 diminue au cours du temps et trois pentes peuvent être distinguées. Ainsi, la sorption d’une quantité faible de limonène (paragraphe 1) permettrait d’améliorer les propriétés barrières à l’oxygène du matériau et ralentirait la dégradation aérobie de la vitamine C. Toutefois ce phénomène est négligeable car le PET1 reste le moins performant vis-à-vis des teneurs en vitamine C par rapport aux PET2 et PET3.

Après 9 mois de stockage, les teneurs en acide ascorbique du jus sont de 310 ± 3 mg.L-1 (verre), 132 ± 4 mg.L-1 (PET1), 255 ± 8 mg.L-1 (PET2) et 230 ± 10 mg.L-1 (PET3). La teneur qui doit être garantie selon la réglementation pendant la durée de vie du jus est de 200 mg.L-1 (AIJN, 2003). Ainsi, en utilisant le PET1, la teneur en vitamine C à partir de 4 mois de stockage est inférieure à la teneur réglementaire. Les jus disponibles dans les rayons du supermarché ont atteint une durée de vie de 2 à 3 mois. Il est donc déconseillé de conserver plusieurs mois les jus emballés avec le PET1 (standard) au domicile, les jus achetés doivent être consommés rapidement. Une supplémentation en vitamine C pourrait être suggérée mais ses effets ont été décrits négativement. Ainsi, Kennedy et al. (1992) ont montré qu’un ajout de vitamine C dans des jus augmentait les pertes en vitamine C observées. De plus, Roig et al. (1999) ont montré qu’un ajout en vitamine C provoquait une augmentation du brunissement du jus d’orange. Quand l’acide ascorbique est utilisé comme antioxydant dans des aliments, ces mêmes auteurs recommandent d’ajouter une quantité juste proportionnelle à la teneur en oxygène présente ou à la quantité de substances oxydables. L’acide ascorbique étant une réductone et donc un intermédiaire de la réaction de Maillard, son augmentation dans le milieu provoquerait une augmentation des quantités de produits carbonylés réactifs et donc un accroissement du brunissement non-enzymatique.

Une solution efficace pour limiter les pertes est de conserver les jus à des températures de réfrigération. La température est en effet le facteur le plus critique provoquant la dégradation de la vitamine C (Nagy, 1980). De plus, Baiano et al. (2004) ont montré que l’effet de la perméabilité à l’oxygène au travers du PET sur la dégradation de la vitamine C devenait négligeable à une température de conservation de 5°C.

En conclusion, une voie d’amélioration du jus industriel conservé à température ambiante serait l’usage d’une technologie de PET barrière à l’oxygène pour diminuer les pertes en vitamine C. Les technologies barrière utilisées ici restent néanmoins moins efficaces que le verre. Le dégazage du jus et de l’espace de tête (par soufflage d’azote gazeux juste avant la fermeture de la bouteille) est également recommandé pour limiter les voies de dégradation aérobie.

L’optimisation du procédé devra donc se focaliser sur la teneur en oxygène résiduelle dans le produit et sur la perméabilité à l’oxygène de l’emballage utilisé pour réduire de manière significative les pertes en vitamine C dues à la voie de dégradation aérobie. Enfin, une éventuelle évolution de la perméabilité à l’oxygène du matériau pendant le stockage devra être prise en considération pour le choix d’un emballage performant. Toutefois les 20 % de pertes en vitamine C observés au cours de la dégradation anaérobie ne peuvent être limitées par l’emballage. Ces pertes sont liées aux conditions acides du milieu jus. Ce paramètre fera l’objet d’une étude dans le chapitre 2.