Déshydratation et méthodes de mesure de l'humidité

La déshydratation

La déshydratation est une méthode de conservation des aliments consistant à réduire leur teneur en eau à moins de 13 %. L'élimination de l'eau offre une excellente protection contre les principales causes d'altération des aliments. Les micro-organismes ne peuvent se développer dans un environnement sans eau. En outre, dans ces conditions, l'activité enzymatique est impossible et la plupart des réactions chimiques sont beaucoup plus lentes que la normale. Ainsi, la déshydratation est la meilleure méthode de conservation pour les produits stockés à température élevée.

Pour assurer une protection optimale, il est nécessaire d'éliminer la quasi-totalité de l'eau. Ensuite, l'aliment est placé dans un emballage hermétique afin d'éviter toute réabsorption d'humidité. Ces aliments doivent être conservés dans des boîtes scellées, isolées de l'oxygène, de la lumière, des insectes et des rongeurs. La déshydratation, en particulier la lyophilisation, a l'avantage de conserver toutes les qualités nutritionnelles du produit d'origine.

Introduction à l'humidité

Tous les aliments, quelle que soit la méthode industrielle à laquelle ils sont soumis, contiennent de l'eau dans des proportions variables. La teneur en eau varie entre 60 et 95 % dans les aliments naturels. Dans les tissus végétaux et animaux, on distingue trois formes générales de présence de l'eau :

• Eau libre
• Eau adsorbée
• Eau liée

Types d'eau

• Eau libre : Elle prévaut en quantités importantes et s'élimine avec une grande facilité. C'est un constituant séparé, pris en compte dans la plupart des méthodes de calcul de l'humidité.
• Eau adsorbée : Physiquement associée sous forme de monocouche sur la surface des constituants des aliments, en particulier sur les particules colloïdales.
• Eau liée : Unie sous forme chimique (eau de cristallisation dans les hydrates) ou liée à la molécule de saccharose. Son élimination nécessite un chauffage intense.

Raisons de la détermination de l'humidité

• L'acheteur de matières premières ne souhaite pas payer pour un surplus d'eau.
• Une teneur en eau élevée facilite le développement de micro-organismes.
• Il existe des maximums légaux pour certains produits.
• Les poudres (ex: sucre) s'agglomèrent en présence d'eau.
• L'ajustement de l'humidité est parfois nécessaire pour faciliter le broyage.

Méthodes d'estimation de l'humidité et des solides totaux

1. Méthode de séchage (par la chaleur)
2. Méthode par distillation directe
3. Méthodes chimiques
4. Méthodes rapides
5. Méthodes instrumentales

Méthodes de séchage

Ces méthodes mesurent la perte de poids due à l'évaporation de l'eau au point d'ébullition ou à proximité. Bien qu'elles soient souvent utilisées pour leur précision relative, le résultat n'est pas toujours une mesure exacte de la teneur en eau totale. Par exemple, les huiles volatiles peuvent être perdues à 100 °C. Dans certains aliments (céréales), une partie de l'eau (liée ou adsorbée) est difficile à éliminer. Il est important de comparer uniquement les résultats obtenus dans les mêmes conditions de séchage. Si une décomposition est possible (aliments riches en sucres), il est conseillé d'utiliser une température plus basse, par exemple 70 °C, sous vide.

Techniques de séchage

• Séchage en étuve : Méthode courante impliquant la déshydratation à poids constant.
• Méthode à l'étuve à air : Pesée de l'échantillon dans une capsule à fond plat, séchage à 98-100 °C (ou 125-130 °C) pendant 2 à 3 heures, refroidissement en dessiccateur et pesée répétée jusqu'à poids constant.
• Méthode à l'étuve à vide : Utilise une pompe pour maintenir un vide partiel (100 mm de mercure ou moins). La durée d'analyse est de 4 à 6 heures.
• Déshydratation au dessiccateur : Utilise un agent déshydratant (acide sulfurique). Méthode lente, utilisée pour les produits très thermolabiles.

Procédés de distillation et méthodes chimiques

Les procédés de distillation utilisent un solvant non miscible (toluène, heptane, xylène) ayant un point d'ébullition élevé. L'eau distillée est mesurée dans un récipient gradué. Cette méthode est avantageuse car elle ne mesure pas les huiles volatiles.

Les méthodes chimiques incluent le titrage de Karl Fischer, basé sur la réaction de l'eau avec l'iode et le dioxyde de soufre. Le point final est souvent détecté par des instruments électrométriques.

Méthodes instrumentales

Ces méthodes sont appliquées pour des résultats rapides en contrôle qualité. Elles incluent :

• Propriétés électriques (résistance, fréquence, diélectrique)
• RMN (Résonance Magnétique Nucléaire)
• Réflectance dans le proche infrarouge
• Micro-ondes
• GLC, GCS, réfractométrie et hydrométrie
• Analyse thermique gravimétrique

Expression des résultats : Les résultats sont exprimés en pourcentage d'eau totale ou en solides totaux, selon le type de produit (poudres, aliments frais, liquides). Il est impératif d'indiquer la méthode utilisée dans le rapport d'analyse.