L’importance de contrôler l’oxygène résiduel et la teneur en CO₂ dans l’emballage sous atmosphère modifiée

Pourquoi contrôler la teneur en oxygène résiduel ?

La détermination de l'atmosphère idéale pour la conservation des produits alimentaires est liée notamment aux caractéristiques physico-chimiques de ces derniers : teneur en eau, activité de l’eau (aw), composition, acidité (pH), profil microbiologique.

L’oxygène est un gaz oxydant qui entretient la vie :

• évite la prolifération des germes anaérobies stricts (Clostridium botulinum dans le cas des poissons frais par exemple),
• maintient la couleur rouge de la viande,
• assure la respiration des végétaux frais.

Les produits secs (snacks, fruits secs, chips, poudres) nécessitent une conservation en absence d’oxygène (substitution de l’air par une atmosphère protectrice non oxydante) afin d’éviter l’oxydation des matières grasses.

De la même manière, les liquides alimentaires doivent être préservés vis-à-vis de l’oxygène (idéalement de leur élaboration à leur conditionnement). On parle de désoxygénation : huiles, jus de fruits, vins.

L’oxydation des matières grasses est à l’origine du rancissement des produits, goût parasite, altération du goût, odeur, texture et perte de vitamines.

Dans le cas particulier des viandes rouges (notamment la viande de bœuf), l’oxygène contribue à renforcer la couleur rouge en maintenant l'hémoglobine dans sa forme oxygénée (oxyhémoglobine). On utilise souvent une atmosphère suroxygénée (70 à 80 % O2) complétée par du dioxyde de carbone pour limiter le développement microbiologique.

Dans le cas des végétaux crus et des salades, la présence d’une petite concentration en oxygène permet une respiration minimale (avec ajout d’un gaz neutre tel que l’azote, l’argon). L’ajout de CO₂ permet de limiter les développements microbiens.

Les mollusques vivants (moules et huîtres) sont également conservés avec une forte teneur en oxygène (70 %) pour permettre leur respiration.

Grâce au remplacement de l’air par un gaz ou un mélange de gaz, l’emballage sous atmosphère protectrice permet d’assurer une meilleure conservation des produits alimentaires.

Comment s’assurer du maintien du mélange gazeux tout au long de la conservation produit ?

Dans les conditions de production validées, la réalisation des tests de conservation permet de valider la durée de conservation des produits alimentaires (validation microbiologique et physico-chimique conformément à la réglementation).

Cependant la présence de micro-fuites occasionnant des échanges de gaz et d’humidité avec le milieu extérieur ne permettra plus de garantir la durée de conservation indiquée sur l’étiquetage, à travers laquelle l’industriel s’engage vis-à-vis des consommateurs. En effet, un défaut de mélange ou un mauvais maintien du mélange dans l’emballage pourra être à l’origine de problèmes de conservation des aliments et occasionner d’éventuels risques sanitaires pour les consommateurs.

Lors de l’étape de conditionnement, le fabricant ou l’industriel agroalimentaire devra s’assurer de la conformité de son process de conditionnement en contrôlant :

• la composition du mélange gazeux (analyse de gaz, mesure oxygène et CO₂),
• l’intégrité du conditionnement (mesure de fuites, test de soudure).

L'air comporte environ 78 % d’azote (N₂), 21 % d'oxygène (O₂) et 0,03 % CO₂.

La mesure de l’oxygène dans l’emballage, quelles que soit ses dimensions, permet de s’assurer du maintien en atmosphère suroxygénée (viande rouge, mollusques vivants par exemple) ou au contraire de l’absence d’oxygène dans le cas des produits sensibles à l’oxydation (produits gras par exemple).
La teneur en dioxyde de carbone doit être maintenue en quantité suffisante pour assurer l’effet bactériostatique attendu.

Vous connaissez l’effet papillon ? De la micro fuite au problème qualité

Parce qu’une micro fuite peut avoir des conséquences bien plus importantes sur la conservation du produit et réduire à néant tous vos efforts sur la mise en œuvre de votre conditionnement, contrôler l’intégrité de l’emballage (mesure de fuites et résistance des soudures) permet de garantir un bon maintien du mélange gazeux dans l’emballage dans le temps.

Le contrôle qualité des produits conditionnés sous atmosphère protectrice doit permettre de s’assurer de l’intégrité de l’emballage :

• contrôle visuel de l’emballage,
• homogénéité des plages de soudure (zones de scellage) : absence de “cheminées”, film plié, perforations, souillures etc.,
• test de résistance des soudures,
• mesure de fuites.

Il existe deux types de contrôles :

• le contrôle en ligne - non destructif : analyse en continue automatique grâce à un capteur sur tous les produits au rythme séquence de la machine de conditionnement,
• le contrôle aléatoire - destructif : prélèvement manuel de façon aléatoire ou périodique d’un échantillon. Il est possible de tester l'étanchéité de l'emballage avec des instruments de mesure sous vide.

Il est important d’assurer la traçabilité des contrôles en consignant par écrit les résultats. Certains analyseurs permettent également d'enregistrer automatiquement les données.

“Un emballage intègre, c’est bien. Mais s’assurer que l’emballage est adapté, c’est mieux”

L’analyse de l’atmosphère d’emballages vides permet de vérifier les performances de la machine (contrôle juste après emballage) et la perméabilité de l’emballage. Si l’atmosphère dans l’emballage est différente de celle mise initialement, il y a un problème (machine, soudure...).

La dérive de la composition gazeuse dans le temps indiquera le taux de perméabilité et de fuité du couple emballage/soudure. L’effet bénéfique de l’atmosphère ne pourra pas être mesuré tant que le problème ne sera pas résolu.

Et le CO2 dans tout ça ?

Le dioxyde de carbone (CO₂), est un agent bactériostatique et fongistatique, c'est-à-dire qu’il peut retarder la croissance et réduire la vitesse de multiplication de certaines bactéries et moisissures. Il est efficace à des teneurs supérieures à 20 % dans l’atmosphère, et n’a pas d’effet stimulant sur les germes pathogènes. Il est soluble dans l’eau et les matières grasses : si on ne maîtrise pas les bonnes proportions de CO₂ dans le mélange de gaz, cette propriété peut être à l’origine d’un goût légèrement acide ou d’un collapsage de l’emballage.

Contrôler la teneur en CO₂ dans l’emballage lors de l’étape de conditionnement permet de s’assurer que la fraction de CO₂ est conforme à l’attendu pour assurer l’efficacité sur les germes et les moisissures. En réalité, c'est la quantité de CO₂ présent dans l’emballage qui impactera la conservation du produit. Il est donc préférable de raisonner en “g” de CO₂ dans l’emballage. C’est pour cette raison que la taille du conditionnement a son importance ! Le bon ratio ? ⅔ de volume occupé par le produit pour ⅓ de gaz.