Un système de décontamination sans produits chimiques pour les fruits et légumes

Mondialement, nous sommes témoins d'une augmentation du nombre d'épidémies de maladies d'origine alimentaire, associées par les fruits et légumes prêts à consommer. Les traitements des produits frais utilisés à l'heure actuelle, qui comprennent le nettoyage au chlore, laissent souvent des résidus chimiques et des eaux usées. Il y a une demande croissante pour réduire la quantité de produits chimiques utilisés dans le processus, et cela peut être accompli à travers un système de décontamination efficace tout en étant écologique actuellement mis au point par SAFEBAG.

Grâce à un financement du programme du 7e PC, l'équipe de SAFEBAG met au point un nouveau système de décontamination intégré qui nous permettra de réduire la quantité de produits chimiques lors du lavage. Le système se base sur un plasma froid à pression atmosphérique, produit à l'intérieur d'un paquet scellé contenant l'aliment, qui produit des particules hautement chargées (des radicaux libres) pour détruire les bactéries. Les recherches préliminaires avaient déjà indiqué que ce plasma non-thermique intégré (un gaz ionisé énergétique) peut réduire considérablement la charge microbienne de fruits et légumes frais.

SAFEBAG améliore ces connaissances en approfondissant la recherche afin de maximiser les profits potentiels de cette technologie. Le prototype pré-concurrentiel à base de plasma a été élaboré par l'équipe et est prêt pour être testé industriellement pour son efficacité pour la décontamination de fruits et légumes frais emballés.

Le projet entre désormais dans cette étape de test cruciale, le Dr Edurne Gaston Estanga, à la tête du groupe de technologie alimentaire de IRIS en Espagne et coordinatrice du projet SAFEBAG, parle avec le magazine research*eu des éléments innovants de la technologie et de la marche à suivre suite à l'approbation industrielle.

Quels sont les principaux objectifs du projet?

L'objectif total du projet est de développer un prototype pré-concurrentiel d'un nouveau processus afin de réduire la charge microbienne dans les produits emballés fraichement coupés, sur la base de la technologie plasma froid à pression atmosphérique. Un tel procédé garantira la sécurité alimentaire et prolongera la durée de conservation du produit sans altérer sa qualité ou les profils nutritionnels.

Pour atteindre cet objectif, cinq cibles ont été posées. Premièrement, nous avons cherché à utiliser un banc de contrôle de plasma en laboratoire afin d'optimiser les paramètres du traitement de plasma qui entraîne une efficacité antimicrobienne maximale tout en maintenant la qualité et la nutrition du produit. Notre second objectif était de caractériser la décharge du plasma physique et de le corréler avec l'efficacité antimicrobienne, afin de mieux comprendre le centre du processus. Troisièmement, nous avons cherché à échelonner le processus au niveau pré-concurrentiel, à savoir concevoir et élaborer une unité prototype industrielle. Nos deux objectifs finaux consistaient à valider la performance de l'unité prototype dans l'industrie des fruits et légumes frais et de démontrer la viabilité de l'unité prototype.

Pourquoi l'amélioration des solutions de décontamination des légumes est si importante?

Le chlore est un des désinfectants les plus efficaces et son utilisation est répandue dans l'industrie des fruits et légumes frais. Malgré des normes de sécurité et d'hygiène strictes lors du traitement, les épidémies de maladies d'origine alimentaire associées à la consommation de des fruits et légumes existent mondialement. De nouveaux risques ont été observés en raison des caractéristiques changeantes de microorganismes connexes et dans l'environnement. Renforcer la sécurité de ces produits est d'une importance primordiale pour la protection des consommateurs, notamment par rapport à la croissance de la consommation des produits frais emballés.

Qu'est-ce que l'approche du projet apporte d'innovant en matière de décontamination?

L'utilisation de plasma froid à pression atmosphérique à des fins de préservation des aliments est une innovation en soi, et cette technologie a récemment été ajoutée à la liste de procédés alimentaires non-thermiques. Par ailleurs, la nouveauté de l'approche SAFEBAG réside en la génération de plasma à l'intérieur d'un paquet scellé contenant le produit, qui facilite le traitement rapide et élimine le risque d'une contamination après le processus. SAFEBAG est une technologie de lavage sèche, non thermique et sans produits chimiques, compatible avec la production en ligne et l'emballage MAP, qui ne laisse aucun résidu dangereux sur le produit traité.

Comment fonctionne exactement la décontamination par plasma?

Le plasma (également connu comme le quatrième état de la matière) est un gaz électriquement énergisé où les molécules composantes du gaz se décomposent pour produire des électrons libres, radicaux, des ions positifs et négatifs, des quantums de radiation électromagnétique, alors que certaines molécules peuvent rester neutres. Il existe de nombreux types de plasmas en fonction des conditions dans lesquelles ils sont générés. SAFEBAG utilise un plasma froid à pression atmosphérique (soit à température quasi ambiante) avec une approche de décharge à barrière diélectrique. L'emballage alimentaire est traité entre deux électrodes haut voltage. Le processus de haut voltage ionise le gaz à l'intérieur du champ magnétique, dont le gaz contenu au sein du paquet. C'est ce mélange d'espèces actives qui entraîne l'effet antimicrobien. Les espèces réactives interagissent avec la surface de l'aliment en altérant la structure de la surface cellulaire. Cette interaction produit la libération des composants cellulaires, affectant ainsi l'intégrité cellulaire. Les lésions de l'ADN peuvent également survenir selon le type de bactéries. Mais il convient de souligner que le gaz actif se stabilise peu de temps après, ainsi, aucun produit chimique résiduel ne se dépose sur le produit.

Votre but est d'accroître la durée de conservation du produit tout en maintenant sa valeur nutritionnelle. Quelle est la réussite du projet à cet égard?

Les travaux en laboratoire ont présenté des résultats prometteurs pour une gamme de fruits et légumes frais, dont les épinards, les tomates cerises et les fraises, avec des prolongations importantes de durée de conservation du produit et le maintien des paramètres de qualité clés, alors que certains produits ont présenté des résultats moins favorables (par ex., les légumes à feuilles vertes). Étant donné la diversité des produits alimentaires dans l'industrie, il n'y a pas d'approche universelle par rapport au traitement des aliments.

Quels sont les prochaines étapes pour le projet et après sa clôture?

Le prototype préconcurrentiel a été élaboré et est prêt pour une validation industrielle, qui implique la mise à l'essai de la technologie pour une vaste gamme de conditions et de produits industriels. Les essais de validation auront lieu sur les sites des partenaires du projet, Nature's Best en Irlande et Verdifresh en Espagne. Le contrôle de la technologie dans des conditions industrielles est la clé pour une adoption réussie de la technologie. Des démarches supplémentaires seront axées vers un développement approfondi et des recommandations échelonnées résultant des essais de validation industriels.

Quand pensez-vous commercialiser le système?

Il est encore trop tôt pour prévoir cela. Plusieurs producteurs à travers le monde ont manifesté leur intérêt. La mise à l'essai du prototype dans des conditions industrielles doit être achevée, suivie par une technologie de la prochaine génération ciblée à des conditions de traitement de niveau commercial. Cela pourrait être accompli en 2 ou 3 ans.