E83 Temps d'exposition - Cinétique de cuisson

Topique

La durée d'exposition à la chaleur détermine à la fois le degré de cuisson souhaité et la détérioration nutritionnelle et qualitative induite par cette même chaleur. Les processus de cuisson qui se déroulent en même temps – attendrissement de la viande, inactivation des micro-organismes, perte de vitamines et changement de couleur – suivent tous une cinétique de premier ordre : la vitesse de progression de chaque processus dépend de la quantité restante à transformer, et cette cinétique de premier ordre entraîne une diminution de la vitesse à mesure qu'elle approche de son terme.

La température accélère chacun de ces processus de cuisson selon la cinétique d'Arrhenius, qui relie la vitesse du processus à la chaleur disponible : une augmentation de température de 10 °C multiplie généralement cette vitesse par deux à quatre. Ainsi, cuire à 120 °C au lieu de 100 °C permet d'obtenir le même effet microbiologique ou le même attendrissement de la viande en un temps considérablement réduit – de quatre à huit fois plus rapide.

Cette même accélération du processus due à la température nous permet de calculer la valeur F, un indicateur qui cumule l'effet létal de la chaleur sur l'inactivation des micro-organismes tout au long de la durée d'exposition et de la plage de températures du traitement, au lieu de se baser sur un instant ou une température précis. Pour pasteuriser le lait, avec une température de référence de 72 °C et un paramètre de sensibilité thermique de 7 °C, la valeur F cumulée doit atteindre au moins 15 secondes. Si ce seuil n'est pas atteint, l'inactivation des micro-organismes est insuffisante pour garantir la sécurité du produit. La valeur F, ainsi définie, nous permet de calculer le temps équivalent, un concept qui compare différents traitements thermiques (différentes combinaisons de durée et de température d'exposition) aboutissant à la même inactivation des micro-organismes. Cela signifie qu'une minute à 121 °C produit, en temps équivalent, le même effet sur l'inactivation des spores que des milliers de minutes à 100 °C. En cuisson lente, comme la cuisson sous vide à 60 °C pendant 12 heures, le temps cumulé équivalent sur ces 12 heures peut être comparable à celui obtenu en cuisant à 80 °C pendant seulement 30 minutes.

Concernant la détérioration nutritionnelle et qualitative mentionnée précédemment, la perte de vitamines suit la même cinétique de premier ordre que l'inactivation des micro-organismes, mais avec une énergie d'activation plus faible. Cette énergie d'activation plus faible signifie que la perte de vitamines est moins sensible à une augmentation de température que l'inactivation des micro-organismes. C'est précisément cette différence entre les deux énergies d'activation qui nous permet de trouver des combinaisons de temps d'exposition à la chaleur et de température qui pasteurisent ou stérilisent efficacement les aliments – atteignant ainsi la valeur F requise – tout en minimisant la perte nutritionnelle induite par ce même traitement thermique.

Cette différence de sensibilité thermique explique pourquoi les traitements courts à haute température sont préférables aux traitements longs à température modérée : un traitement à ultra-haute température du lait, à 140 °C pendant seulement quatre secondes, permet d’obtenir la même inactivation des micro-organismes qu’un traitement plus long à une température plus basse, mais avec une perte nutritionnelle bien moindre. En effet, le temps d’exposition à la chaleur nécessaire pour atteindre la valeur F requise est plus court que le temps nécessaire pour produire la même perte de vitamines. En définitive, le choix judicieux du temps et de la température d’exposition à la chaleur pour chaque traitement thermique nous permet d’obtenir le degré de cuisson souhaité et la sécurité microbiologique requise, sans subir les conséquences néfastes d’une détérioration nutritionnelle et qualitative qu’entraînerait une chaleur mal maîtrisée.

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