Fiche de révision : L’eau dans les aliments

📋 Plan du Cours

1. Biochimie alimentaire et aliments
2. Structure et interactions de l’eau
3. Teneur en eau des aliments
4. Activité de l’eau
5. Isothermes de sorption

📖 1. Biochimie alimentaire et aliments

🔑 Notions clés & Définitions

• Biochimie alimentaire : Étude des molécules présentes dans les aliments et des réactions chimiques qu’elles subissent.

📝 Points essentiels

• La biochimie alimentaire porte notamment sur les glucides, lipides, protéines, vitamines et enzymes, ainsi que sur des processus comme la cuisson, la fermentation et l’oxydation et leurs impacts sur la nutrition, la qualité, la sécurité, le goût et la texture.

• Les interactions peuvent produire les phénomènes suivants :

  • une émulsion
  • une mousse
  • une gélification
  • une caramélisation
  • une cristallisation du chocolat

📖 2. Structure et interactions de l’eau

★ À maîtriser

• Les liaisons hydrogène ont une énergie inférieure à 20 kJ/mol, tandis que les liaisons covalentes ont une énergie de 460 kJ/mol.

• Les liaisons hydrophobes résultent de l’agencement des molécules d’eau autour des groupements hydrophobes.

Compléments

• La capacité de l’eau à former des liaisons hydrogène lui confère des caractéristiques particulières.

• Les interactions hydrophobes participent à la structure tridimensionnelle des protéines.

• Les composés amphiphiles peuvent former des micelles.

📖 3. Teneur en eau des aliments

🔑 Notions clés & Définitions

• Teneur en eau : Quantité totale d’eau contenue dans un aliment.

★ À maîtriser

• La teneur en eau est mesurée en plaçant l’échantillon dans une étuve à 105 °C pendant 24 h, puis en le pesant; l’eau liée de façon covalente n’est pas prise en compte.

Compléments

• La teneur en eau s’exprime en pourcentage et influence notamment la texture et le poids de l’aliment.

📖 4. Activité de l’eau

🔑 Notions clés & Définitions

• Activité de l’eau : Rend compte de la disponibilité de l’eau comme solvant ou réactif dans un aliment.

★ À maîtriser

📐 Formule - L’activité de l’eau est le rapport entre la pression partielle de vapeur d’eau du produit $P_p$ et celle de l’eau pure $P_e$ à la même température : $a_w = \frac{P_p}{P_e}$.

• L’activité de l’eau de l’eau pure vaut 1, tandis que celle d’un aliment est inférieure à 1.

Compléments

• L’activité de l’eau s’exprime par une valeur comprise entre 0 et 1 et influence la conservation ainsi que la croissance microbienne.

• Les aliments à forte humidité, comme les fruits, jus de fruits, légumes, œufs, viande, beurre et margarine, ont une activité de l’eau de 0,97 à 1; le fromage, le pain et le saucisson sec se situent entre 0,93 et 0,98. - Bazinet et Castaigne, 2011

• La confiture, les fruits séchés, le miel, le sirop d’érable, le salami et la pâtisserie industrielle ont une activité de l’eau comprise entre 0,6 et 0,9. - Bazinet et Castaigne, 2011

• Les pâtes alimentaires, épices, œufs en poudre, biscuits, lait en poudre et légumes déshydratés ont une activité de l’eau inférieure à 0,6. - Bazinet et Castaigne, 2011

• L’activité de l’eau peut être mesurée avec un awmètre.

📌 Une tomate contient environ 95 % d’eau, tandis qu’une biscotte peut avoir une activité de l’eau d’environ 0,3 malgré la présence d’eau.

💡 Astuce mémo

Teneur totale d’un côté, eau disponible de l’autre

📖 5. Isothermes de sorption

🔑 Notions clés & Définitions

• Isotherme de sorption : Relation, à température constante, entre la teneur en eau d’un produit, exprimée en kg d’eau par kg de matière sèche, et son activité de l’eau.

★ À maîtriser

📌 L’adsorption correspond à l’absorption progressive d’eau par un aliment, par exemple lors de sa réhydratation, tandis que la désorption correspond à sa perte d’eau, par exemple lors du séchage.

📌 À activité de l’eau identique, la teneur en eau d’un aliment est plus élevée en désorption qu’en adsorption; cette différence entre les courbes constitue l’hystérésis.

Compléments

• La relation entre l’activité de l’eau et la teneur en eau est non linéaire.

• L’hystérésis s’explique par la fixation différente de l’eau aux composants alimentaires selon le sens du transfert et par les changements de structure provoqués par le séchage, comme le rétrécissement ou la rigidification.

• Les isothermes de sorption servent à :

  • définir l’hygroscopicité d’un aliment
  • optimiser son séchage
  • concevoir des emballages
  • prédire les changements durant le stockage

• Les isothermes de sorption dépendent de la composition des aliments. - Jeantet et al., 2006

💡 Astuce mémo

Adsorption et désorption suivent des chemins différents

📊 Tableaux de synthèse

Teneur en eau et activité de l’eau