PANORAMA DES PROCEDES DE DESTRUCTION DES BACTERIES EN INDUSTRIE Intérêts - Limites - Avenir

1. PANORAMA DES PROCEDES DE DESTRUCTION DES BACTERIES EN INDUSTRIEIntérêts - Limites - Avenir 3ème Journées Steak Expert 24/25 juin 2009 Marina RIVOLLIER ADIV - Chargée d’études Pôle Hygiène & Sécurité des Aliments marina.rivollier@adiv.fr

2. CONTEXTE: • Importants efforts en R&D • Mise au point de technologies de décontamination alternatives aux désinfections chimiques • Limiter aux procédés physiques non thermiques PLAN: • 2 grandes parties • Partie 1: Technologies de purification de l’environnement (pas en contact direct avec l’aliment): Traitements de l’air, de l’eau/liquides, des surfaces de travail • Partie 2: Technologies de décontamination destinées à traiter l’aliment • Réduire la flore endogène indésirable • Améliorer la conservation des produits • Distinction entre ces parties pas toujours très nette Journées Steak Expert - 24 juin 2009

3. PARTIE 1 • L’ozone • Les UV • La technologie PHI • La photocatalyse • Le plasma froid À base d’UV Journées Steak Expert - 24 juin 2009

4. POINTS/INTERETS COMMUNS • Applications: • Traitement de l’eau, des liquides (saumures) • Traitement des surfaces de travail • Purification de l’air (séchoirs/étuves salaisons) • Odeurs • Propriétés techniques: • Fort pouvoir désinfectant sur les bactéries, levures et moisissures • Généré sur place, pas de stockage (produits chimiques…) ou de transport nécessaire, d'où une sécurité accrue • Systèmes fiables, simples d’installation & d’utilisation  fonctionnel • Maintenance limitée • Économie d’énergie Journées Steak Expert - 24 juin 2009 4

5. OZONE (O3) 1/3 • Définition • Oxydant puissant qui détruit les bactéries, virus, odeurs • Cycle de vie court avec temps de ½ vie d'une 1/2 heure  la moitié de l'ozone résiduel contenu dans une pièce est dégradé au bout de ce temps puis la dégradation se poursuit progressivement • Principe • Généré sur site grâce à un générateur d'ozone • 2 principaux principes de génération d'ozone • les lumières UV • les décharges corona (plus courante): O3 produit à partir d’O2 • rupture de la molécule stable d‘O2 par décharge électrique et formation de 2 radicaux d’O • combinaison O + O2  O3 Journées Steak Expert - 24 juin 2009

6. OZONE (O3) 2/3 • Applications en IAA: • « L’ozone est utilisé pour désactiver les microflores contaminantes sur la viande, la volaille, le poisson, les F&L et les aliments secs pendant la conservation et le transport. (EUFIC) » Modèle générateur portatif (500m3/h) Journées Steak Expert - 24 juin 2009

7. OZONE (O3) 3/3 • Intérêts: • Instable: formation d’O2 après utilisation sans laisser de produits dérivés • Large gamme d’action incluant parasites et virus • Concentrations relativement faibles et des périodes de contact courtes • Limites • Efficacité de l’ozone dépendante de facteurs comme le temps d’exposition, la T°C, le volume… action germicide ? • Oxydation de certains ingrédients avec généralement une décoloration et une détérioration du goût de l’aliment • Odeur désagréable (moyen de détection) • Controversé d’un point de vue sécurité sanitaire • Présence humaine interdite lors du fonctionnement du procédé • Effets nocifs: mal de tête, mal de gorge, irritation du nez ou des yeux (personnel réfractaire!) Journées Steak Expert - 24 juin 2009

8. ULTRAVIOLET 1/2 • Principe • UV = onde électromagnétique émis par une lampe à une longueur d’onde permettant d’endommager l’ADN des bactéries et donc la viabilité • UV-C (254 nm) • Applications en IAA: • Armoires UV (complément couteaux – découpe/transfo) • Laboratoires (hottes) Journées Steak Expert - 24 juin 2009

9. ULTRAVIOLET 2/2 • Intérêts: • Cf introduction • Faible coût d’investissement • Limites: • Non visible à l'œil nu • Spectre d’action moins large (spores) • Humidité • Encrassement des lampes (maintenance) Journées Steak Expert - 24 juin 2009

10. TECHNOLOGIE PHI 1/2(Oxydation par PhotoHydroIonisation) • Développée par société américaine RGF • Leader mondial de technologie environnementale (FDA/USDA) • Aria Fresca: seul distributeur en France • Principe: • Rayonnement lumineux haute densité UVX • Après passage grille: • Production d’agents d’oxydation qui repassent à l’état d’O2 ou d’H2 après purification • Puissant destructeur incluant fumées (COV) Journées Steak Expert - 24 juin 2009

11. TECHNOLOGIE PHI 2/2 • Applications: • Secteur fromager/céréalier • Secteur carné (étude en cours) • Intérêts: • Non sélectif (ne se limite pas à décontaminer l’air qui passe au travers de la grille) • Action + rapide que l’ozone • Limites: • Manque de recul en France Journées Steak Expert - 24 juin 2009

12. PHOTOCATALYSE 1/2 • RIA février 2009 / Traitement d’air « des équipements économiques et nomades » • Fournisseur Photoclean Quartz • Principe de purification d’air: • UV-C + catalyseur semi-conducteur (recouvert d’oxyde de Titane) • Radicaux extrêmement réactifs et oxydants (OH°) • Destruction des composés organiques adsorbés à la surface du catalyseur • Transformation en O2, CO2 et H2O • Pas de composés oxydant libérés dans l’atmosphère - seul air dans le module traité • (c/ PHI) Humidité de l’air Journées Steak Expert - 24 juin 2009

13. PHOTOCATALYSE 2/2 • Actions complémentaires sur spores, COV, …. • Seul ou combiné avec la filtration • En plein essor dans les IAA • Limites? Journées Steak Expert - 24 juin 2009

14. PLASMA FROID • Définition et Principe: (RIA) • Milieux ionisés • Fluide très conducteur dans l'enceinte du réacteur – dirigé à la surface du substrat • Plasmas "froids " : T°C du gaz reste voisine de la T°C ambiante • ≠ réactions de surface dont la destruction bactérienne de l’air de manière irréversible (champignons, bactéries, spores et virus) ainsi que les odeurs et polluants de l’air • Méthode employée de + en + dans les milieux hospitaliers • Développement croissant dans les IAA technologie potentielle (secteur carné ?) • Limite : • Coût ? Journées Steak Expert - 24 juin 2009

15. PARTIE 2 • Entrent dans le champ d’application du • Règlement 258/97 (Novel Foods) • Obtention d’1 autorisation d’utilisation pour • traiter des aliments • Dossier à déposer auprès de l’AFSSA • (6 mois instruction) • Lumière pulsée • La haute pression Journées Steak Expert - 24 juin 2009

16. LUMIERE PULSEE • Principe: • Système fermé • Production de flashs blancs intenses et brefs générés par des lampes au xénon (gaz inerte) • Ionisation du gaz à l'intérieur de la lampe par application d’une très haute tension aux bornes de la lampe (3.000 Volts) • Libération λentre 180 à 1100 nm (21% UV, 49% visible, 30% IR) • Combinaison d’effets photothermiques et d’action des UV • Exploitation de l’efficacité germicide des UV • le flash lumineux: ≠ de T°C brutale entre l'intérieur et l'extérieur de la cellule • Applications: • Décontamination emballages • Surfaces d’aliments • Traitements des liquides Journées Steak Expert - 24 juin 2009

17. LUMIERE PULSEE • Intérêts: • Décontamination instantanée à froid et par voie sèche • Écologique car pas d'effluents, d'eau ou chimie requise • Faibles coûts de fonctionnement (Watts) • Sécurité de la DLC des produits • Intégration sur des lignes de production existantes • Large spectre d’inactivation de bactéries • spores généralement inactivés (pas toujours le cas) • E.coli O157, Listeria (MacGregor et al (1998)), Bacillus, Staphylococcus aureus, Salmonelle (Gomez-Lopez et al (2005)), Pseudomonas(2 log – filet de poulet) • Limites: • Nécessité de surfaces très planes • couplage à une autre technologie (ultrasons) • Effet surtout à 95% du aux UV Journées Steak Expert - 24 juin 2009

18. HAUTE PRESSION • Principe d’action sur la microflore endogène: • Technique alternative à la pasteurisation • Chargement des aliments préalablement conditionnés dans un emballage déformable sur un plateau  plateau dans chambre fermée hermétiquement • très fortes pressions (100 à 1000 MPa) • « basse » T°C (-20°C à +80°C) • temps prédéfini (ex: 3 min) • Modification des membranes cellulaires des micro-organismes --> mortalité • Sensibilité des micro-organismes aux hautes pressions variable: • Virus/Bactéries/Levures/Moisissures: destruction à basse T°C pour des pressions jusqu'à 600 MPa. • Bactéries G- plus sensibles: Entérobactéries (Salmonelle), Pseudomonas • Spores bactériennes  pas d’effet car temps trop court Journées Steak Expert - 24 juin 2009

19. HAUTE PRESSION • Applications en IAA: • Produits liquides: jus de fruits, lait (autorisation en France) • Produits semi-liquides: compotes, gelées, sauces, guacamole (US) • Produits solides: huîtres, crustacés, saumons, jambon tranché préemballé (Espagne) • Intérêts: • Aucun effet nuisible en matière d'innocuité ou sur le plan nutritionnel ni sur l'emballage utilisé car pression uniforme sur l'aliment et l'emballage • Augmentation de la durée de conservation des aliments • Plus proche des produits frais • Limites: • Pas d’effet sur les spores • Processus de batch (semi-continus en développement) • Applications restreintes en IAA car • coût élevé/difficulté d’intégration dans 1 ligne en continu/risque de modification texture Journées Steak Expert - 24 juin 2009

20. CONCLUSION 1/2 • Choix d’une technologie de décontamination: • Finalité recherchée • Taille, volume, humidité et flux d’air des zones à traiter • Budget alloué • Les équipements pour le traitement de l’air environnant proposés présentent généralement: • Un effet bactéricide et/ou bactériostatique puissant • Un bon positionnement environnemental (limite produits dérivés et nocifs) • Consommation énergétique modérée • Possibilité d’être transportables et faciles d’utilisation • Maintenance du matériel peu contraignante • Possibilité de combiner plusieurs procédés (UV + ozone) • Technologies à valider sur E.coli O157:H7 (1 étude haute pression) Journées Steak Expert - 24 juin 2009

21. CONCLUSION 2/2 • Pour préserver aliments (produits sains), procédés biologiques : la biopréservation • 1 des voies de protection naturelle en plein essor • Ajouter des microorganismes (bactéries lactiques) ou agents naturels (chitosane) pour • Limiter le développement de la flore indésirable • Préserver la qualité nutritionnelle et sensorielle des produits carnés • Programme européen PROSAFEBEEF • Tests de cocktails de bactéries lactiques sélectionnées dans des matrices de viande hachée pour limiter le développement de 3 germes cibles: •  E.coliO157, Salmonelle et Brochothrix. • Montage RMT « FLOREPRO » • Réseau national: experts dans les filières agroalimentaires • Validé par CA de l’ACTIA + transfert au Ministère Agriculture (réponse pour septembre) Journées Steak Expert - 24 juin 2009

22. MERCI DE VOTRE ATTENTION QUESTIONS ? Journées Steak Expert - 24 juin 2009