Pourquoi la valeur F0 est-elle si importante dans la stérilisation ?

Pourquoi la valeur F0 est-elle si importante dans la stérilisation ?

Pourquoi la valeur F0 est-elle si importante dans la stérilisation ?

Tous les détails pour comprendre en quoi consiste la valeur F0 et son rôle dans la stérilisation de conserves

L’un des concepts les plus difficiles à comprendre dans l’élaboration de conserves ou de plats cuisinés est lié au processus de stérilisation et à la valeur F0. Nous avons donc décidé d’approfondir ce sujet.

Si vous ne comprenez pas un des termes de cet article, nous vous recommandons de télécharger notre dictionnaire des termes employés dans l’élaboration de conserves.

Stérilisation d’aliments conditionnés

La stérilisation d’aliments conditionnés est une méthode de conservation qui consiste à soumettre à de hautes températures pendant un temps déterminé des aliments conditionnés hermétiquement, afin de détruire la totalité des micro-organismes, pathogènes ou non, et des spores qu’ils peuvent contenir.

L’objectif est de rendre pratiquement nulle la probabilité d’infections et de transmission de maladies suite à la consommation de l’aliment, évitant ainsi tout risque pour la santé de vos consommateurs et pour votre entreprise. En effet, si on n’élimine pas correctement les micro-organismes et les spores d’une conserve gastronomique ou d’un plat cuisiné, ils peuvent provoquer des intoxications alimentaires et, dans le pire des cas, une maladie causée par Clostridium botulinum, qui se traduit par des difficultés respiratoires, une paralysie musculaire, et peut être mortelle.

Vous vous demandez certainement pendant combien de temps et à quelle température traiter vos conserves pour garantir la destruction totale des micro-organismes et des spores. La réponse peut varier, et c’est là qu’intervient la valeur F0.

La valeur F0 dans la stérilisation des aliments

Productrice locale avec un autoclave, valeur F0

De la même façon que l’on utilise les chevaux pour quantifier la puissance d’un moteur de voiture, en industrie alimentaire, on utilise la valeur F0 pour quantifier le degré de stérilité d’un aliment.

F0 est définie comme le temps de létalité thermique requis pour éliminer tous les micro-organismes d’un aliment en l’exposant à une température de 121,1 ºC, et elle est exprimée en minutes. D’ailleurs, F0 peut également s’écrire F121,1. Les deux formes sont correctes. Lorsque l’on fait référence à F0 à d’autres températures, par exemple à 110 ºC, on parle alors de F110.

Cette valeur est calculée à partir de la relation entre le temps et la température, à l’aide d’une formule technique que nous n’expliquerons pas dans cet article. Ce qu’il est important de souligner, c’est qu’au niveau microbiologique, une même valeur F0 peut être obtenue de différentes façons, en faisant varier la combinaison de temps et de température. Par exemple, on peut obtenir une valeur F0égale à 3 en soumettant le produit à 121,1 ºC pendant 3 minutes, ou à 115 ºC pendant 12 minutes, ou à 124 ºC pendant 2 minutes. Tout ceci peut être calculé par la formule de F0.

Valeur F0 objective et valeur F0 réelle

Il existe deux types de valeur F0 auxquels on se réfère toujours dans le cadre de l’élaboration de conserves.

D’une part, la valeur F0 objective, qui est celle déterminée par les experts comme indispensable pour détruire les micro-organismes pathogènes les plus résistants à la chaleur, et qui varie selon le type de recette élaborée et les exigences que l’on s’impose. Si on souhaite une date de péremption plus étendue, on choisira une valeur F0 objective plus élevée, et si on veut une date de péremption plus courte, on choisira une valeur F0 objective plus basse.

D’autre part, la valeur F0 réelle est celle effectivement atteinte pendant le processus thermique en autoclave, et elle est calculée en appliquant à la formule de F0 les données de température obtenues à chaque seconde du cycle. Comme vous pouvez l’imaginer, il n’est pas simple de la calculer, mais cela revêt une importance cruciale.

La valeur F0 réelle peut être plus élevée ou plus basse que la valeur F0 objective. Cette information permet de savoir dans quelle mesure la valeur F0 objective a été atteinte ou dépassée lors de la stérilisation de vos conserves et plats cuisinés. Connaître la valeur F0 réelle de chaque lot permet de savoir que l’on travaille correctement.

F0 et P0

À ce stade, nous pensons qu’une clarification est nécessaire. Comme nous l’avons expliqué dans d’autres articles, F0 et P0 sont les valeurs thermiques de référence. Mais il ne faut pas les confondre. La valeur F0 correspond aux processus de stérilisation, car elle utilise comme point de départ des températures supérieures à 100 ºC. Certains aliments acides peuvent cependant être stérilisés sans dépasser les 100 ºC.

La valeur P0, en revanche, est utilisée pour la pasteurisation, qui emploie généralement des températures inférieures à 100 ºC.

Comment calculer la valeur de référence F0 ?

Comme nous l’avons expliqué, la valeur F0 objective dépend du type de recette et de la date de péremption recherchée, mais, en général, une valeur standard consiste à traiter les aliments à 121,1 ºC pendant 3 minutes. Mais pourquoi cette température de 121,1 ºC ? Et pourquoi 3 minutes et pas 5 ?

Pour l’expliquer, il convient de comprendre comment est calculée la valeur F0. Ceci se fait sur la base de la théorie du transfert de chaleur et de la résistance thermique des micro-organismes (cinétique de destruction thermique). Les scientifiques et les experts en la matière ont étudié ce processus pendant des décennies, soumettant tous types d’aliments et de conteneurs à différentes combinaisons de température et de temps, afin de déterminer l’évolution de la résistance des différents micro-organismes et la façon dont ils sont détruits.

Formule pour calculer la valeur F0
Δt = intervalle de temps entre deux mesures consécutives de T
T = température du produit stérilisé au temps t
z = coefficient de température, en postulant que sa valeur est égale à 10 ºC

Ainsi, la valeur F0 sert à évaluer l’efficacité d’un processus thermique dont l’objectif est de détruire les micro-organismes dans un aliment. Elle permet de savoir l’étendue de la destruction des spores, bactéries et champignons dans les conserves et/ou les plats cuisinés. En somme, elle garantit que les micro-organismes ont été éliminés de l’aliment.

Rappelons qu’il existe de nombreux types et espèces de micro-organismes, mais, en alimentation, on prend pratiquement toujours comme référence la destruction de Clostridium botulinum, car il s’agit d’un des micro-organismes pathogènes les plus dangereux pour la santé humaine, et l’un des plus résistants à la chaleur. Son élimination est difficile.

Ainsi, pour trouver la valeur F0 optimale de destruction de Clostridium botulinum, de nombreux essais ont été réalisés en variant le temps et la température. Des valeurs de référence ont été établies pour déterminer la résistance des micro-organismes aux différentes combinaisons de température et de temps :

  • Valeur D, ou temps de réduction décimal. Cette valeur indique la sensibilité d’un micro-organisme à une même température. Elle correspond au temps requis pour éliminer 90 % des micro-organismes d’un aliment. 1D est une réduction de 90 % ; 3D, de 99,9 % ; et 6D, de 99,9999 %.
  • Valeur z, ou constante de résistance thermique. Cette valeur indique comment varie la sensibilité d’un micro-organisme lorsque la température est modifiée. Un micro-organisme n’est pas éliminé dans la même mesure par un traitement à 120 ºC pendant 1 minute que par un traitement à 110 ºC pendant 1 minute.

Comme vous pouvez l’imaginer, les valeurs D et z sont étroitement liées à la valeur F0. D’ailleurs, elles sont présentes dans la formule permettant de calculer F0. En effet, différentes combinaisons de température et de temps permettent d’obtenir des résultats similaires.

Par conséquent, le temps dépend de la température et vice versa. Pour obtenir les mêmes résultats de stérilisation, c’est-à-dire une même valeur F0 réelle, une température plus élevée peut être appliquée pendant un temps plus court, et une température plus faible nécessitera un temps plus long.

À partir de ces recherches, il a été défini que, pour garantir la santé publique dans le cas des produits conditionnés, la réduction optimale de Clostridium botulinum doit être de 12 unités logarithmiques (12D). Une diminution de 12D implique qu’il existe 1 chance sur 1 000 000 000 000 qu’une spore survive dans une unité de produit traité. Par ailleurs, il a été déterminé que, concrètement, pour diminuer Clostridium botulinum à 12 unités logarithmiques (12D), les aliments doivent être soumis à une température de 121,1 ºC (250 ºF) pendant 3 minutes.

Clostridium botulinum étant un micro-organisme très résistant, et le plus dangereux, il a été défini que la valeur F0 qui garantit la réduction de la plupart des micro-organismes à un niveau acceptable est de 121 ºC pendant 3 minutes.

La valeur F0 et l’élimination de Clostridium botulinum

Ainsi, on pourrait penser que nous avons répondu à la question posée au début de cet article. Mais ce n’est pas le cas. Soumettre un aliment à de fortes températures pendant un temps prolongé peut entraîner des modifications nutritionnelles et organoleptiques (couleur, odeur, texture et goût) dans une conserve ou un plat cuisiné.

De plus, la chaleur ne pénètre pas de la même façon dans tous les aliments. Cela dépend de leurs ingrédients, de leur forme, du type de récipient, et même de la position du produit à l’intérieur de l’autoclave. Une confiture et un pâté ne sont pas comparables : outre les différences de texture et de pH entre ces aliments, les micro-organismes présents dans les fruits ne sont pas les mêmes que ceux présents dans un aliment d’origine animale.

F0 ou valeur de référence dans la stérilisation commerciale

Nature morte de légumes pour illustrer la valeur F0 de référence dans la stérilisation de conserves

Nous avons vu que la valeur F0 représente la valeur de référence dans la stérilisation commerciale pour réduire la quantité de micro-organismes à un niveau acceptable, en utilisant une température de 121,1 ºC (250 ºF) et une valeur de z égale à 10.

Par conséquent, en fonction des caractéristiques spécifiques de votre conserve ou plat cuisiné, il sera nécessaire d’adapter et d’ajouter des variations à la valeur F0, de jouer sur le temps et les variations d’augmentation de température – ce que l’on connaît comme les enregistrements supplémentaires de Σ%F0 – jusqu’à éliminer la presque totalité des micro-organismes mais, surtout, jusqu’à obtenir le produit qui aura l’apparence, l’odeur, le goût et la texture souhaités.

En effet, comme vous le savez, si un aliment est soumis à des températures élevées ou cuit pendant un temps prolongé, il est possible qu’il acquière un goût de brûlé et que son odeur et sa texture changent. Par conséquent, une fois que vous avez déterminé les caractéristiques de vos conserves ou plats cuisinés à préserver, vous devrez réaliser des tests en faisant varier la valeur F0 dans l’autoclave jusqu’à obtenir le produit désiré.

Ne vous inquiétez pas, il n’est pas nécessaire de partir de zéro. Notre service de conseil alimentaire vous fournira un point de départ pour savoir comment procéder pour votre produit. De plus, vous pouvez également consulter ce document, qui indique les valeurs F0 recommandées pour une grande variété d’aliments.

La température de référence pour la stérilisation commerciale

La température de référence pour la stérilisation commerciale est établie à 121,1 ºC (250 ºF), et à 93,3 ºC pour la stérilisation d’aliments acides.

Stérilisation en dessous de 100 ºC ?

C’est exact ! Dans les aliments de pH acide, c’est-à-dire ph<4,5, les micro-organismes ont plus de difficultés à se développer, et sont donc éliminés plus facilement. Par conséquent, il est possible de détruire la quasi-totalité des micro-organismes en appliquant des températures inférieures à 100 ºC et sans nécessité de réfrigération ultérieure, comme dans le cas de la pasteurisation.

Il est important de garder à l’esprit que les micro-organismes ne sont jamais totalement éliminés, mais pratiquement. C’est la raison pour laquelle, dans la stérilisation commerciale, la probabilité qu’une conserve soit contaminée est infime.

Et dans le cas de la pasteurisation ?

Dans la pasteurisation, on utilise la valeur P0, qui est calculée par une formule semblable, en établissant une température de référence de 70 ºC.

Valeur F0 dans la stérilisation commerciale

Comme nous l’avons mentionné, par convention internationale, la valeur F0=1 a été attribuée à la température de 121,1 ºC pendant 1 minute. À partir de là, les différentes valeurs de temps et de températures nécessaires pour obtenir les mêmes résultats sont définies, sachant que, dans la stérilisation commerciale, il faut toujours choisir un traitement avec F0 supérieure à 3 car la chaleur n’est pas instantanément répartie de façon homogène à l’intérieur de l’autoclave, et qu’il existe différents niveaux de contamination et certains micro-organismes plus résistants que Clostridium botulinum.

Ainsi, comme indiqué dans le tableau ci-dessous, on obtient la même valeur F0 avec 3 minutes à 121 ºC qu’avec 30 minutes à 111 ºC ou 300 minutes à 101 ºC.

C’est pourquoi il est essentiel de travailler avec un autoclave qui permet le contrôle des valeurs F0 objectives et l’enregistrement de la valeur F0 réelle. Il est ainsi possible d’élaborer les aliments conditionnés en sachant ce que l’on fait et de garantir la sécurité alimentaire de nos produits à tout moment.

Les autoclaves de TERRA Food-Tech® permettent de programmer un cycle avec une valeur F0 objective et à différentes températures de référence. Lorsqu’ils commencent à fonctionner, ils additionnent la valeur de stérilisation attribuée à chaque instant en fonction de la température, jusqu’à atteindre la valeur F0 objective. De plus, ils indiquent la valeur F0 réelle atteinte.

Valeur F0 pour les valeurs F10-121 pour 1&nbsp;minute de traitement thermique
Tableau des valeurs F obtenues pour 1 minute de traitement à différentes températures

Autoclaves TERRA Food-Tech® : contrôle de la valeur F0 objective et enregistrement de F0 réelle

Autoclaves TERRA Food-Tech® avec réglage par valeurs F0 objectives et enregistrement de la valeur F0 réelle

Nous sommes sûrs que vous comprenez maintenant beaucoup mieux pourquoi il est indispensable et nécessaire de travailler avec la valeur F0 pour stériliser (ou la valeur P0 pour pasteuriser) vos conserves ou vos plats cuisinés. Vous comprenez sans doute également que :

  1. La valeur F0 objective de votre recette dépend du type d’aliment, du récipient utilisé, et de la date de péremption visée.
  2. Il est possible d’atteindre une valeur F0 objective de nombreuses manières. Selon le type de recette, il convient d’utiliser des temps plus courts et des températures plus élevées, ou des temps plus longs à des températures plus basses.
  3. Pour obtenir une date de péremption plus longue, il faut inévitablement fixer une valeur F0 objective plus grande.
  4. Afin de garantir la santé des consommateurs, les autorités sanitaires exigent le contrôle et l’enregistrement de la valeur F0 réelle atteinte pour chaque lot de conserves.
  5. En disposant d’un autoclave qui permet de programmer la F0 objective et la température de traitement maximale, vous pourrez modifier votre processus de production à la fois en respectant les propriétés organoleptiques de votre aliment et en maintenant la même date de péremption.

Pour déterminer le temps et la température auxquels soumettre votre conserve ou votre plat cuisiné, vous devrez réaliser plusieurs tests, jusqu’à obtenir la valeur F0 objective la plus appropriée.

Pour réaliser ces tests, nous vous recommandons d’utiliser un autoclave avec valeur F0 réglable, qui vous permettra d’introduire des variables de temps et de température jusqu’à obtenir le produit souhaité. Les autoclaves de TERRA Food-Tech® vous permettent d’enregistrer ces valeurs pour 50 recettes ou programmes différents, et indiquent la valeur F0 réelle atteinte pour chaque lot, en plus de définir la température maximale de traitement.

Si cette tâche vous semble compliquée, n’oubliez pas que, lors de l’achat d’un de nos autoclaves, nous vous offrons un premier service de conseil alimentaire avec un de nos experts, qui vous aidera dans tout ce dont vous avez besoin, pour que vous puissiez élaborer vos conserves et vos plats cuisinés à votre goût, mais surtout avec une sécurité alimentaire totale.

Pour plus d’informations sur la valeur F0, sur nos autoclaves ou sur notre service de conseil alimentaire, n’hésitez pas à nous contacter. Nous nous ferons un plaisir de vous renseigner.

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