Un modèle mathématique pour prédire la durée de conservation de l'huile d'olive extra vierge

Un modelo matemático para predecir la vida útil del AOVE

Il est essentiel de conserver et de prédire l'évolution des propriétés des huiles d'olive vierges extra. Cela doit se faire à toutes les étapes de la transformation, de la récolte à l'extraction et à l'embouteillage, et en particulier pendant le transport et le stockage jusqu'à la consommation. Innovhub SSI a initié une recherche sur ces sujets, menée avec l'Université d'Udine.

Développement d'un modèle prédictif pour estimer la durée de conservation de l'HOVE

La consommation d'huile d'olive vierge extra et, par conséquent, sa production ont considérablement augmenté au cours des dernières décennies, notamment après avoir obtenu des preuves scientifiques de ses bienfaits pour la santé liés à la forte concentration d'acides gras monoinsaturés et à la présence de polyphénols ayant une activité antioxydante <1>.

Ces dernières années, cet aspect peut également être revendiqué sur les étiquettes conformément à la réglementation de l'UE <2>. Grâce aux propriétés sanitaires mentionnées ci-dessus, de nouveaux marchés ont également connu une croissance rapide ces dernières années et la diffusion de la production et de la consommation d'huile d'olive a montré un développement considérable même en dehors de la zone méditerranéenne traditionnelle, avec des plantations réparties aux États-Unis, au Chili, en Argentine, en Afrique du Sud, en Australie et plus récemment aussi en Chine.

L'augmentation globale du commerce de l'HOVE nécessite des outils de plus en plus spécifiques permettant la préservation et la prédiction de l'évolution de ses propriétés à toutes les étapes de la transformation, de la récolte à l'extraction et à l'embouteillage, et en particulier pendant le transport et le stockage jusqu'à sa consommation.

Dans ce contexte, sur un marché de plus en plus concurrentiel, il est nécessaire d'améliorer continuellement les outils permettant de garantir la qualité de ce produit.

Sur ces sujets, Innovhub SSI a activé et cofinancé une bourse de doctorat en collaboration avec l'Université d'Udine.

L'objectif de la recherche, qui a déployé de manière synergique des compétences chimiques et technologiques, était de développer un modèle mathématique capable de prédire la durée de conservation de l'huile d'olive vierge extra dans différentes conditions de stockage.

Ce modèle représente un outil précieux pour les entreprises du secteur, il peut apporter un soutien pour l'élaboration de lignes directrices pour la conservation de l'HOVE et représenter une garantie importante en défense des consommateurs.

Quelle est la durée de conservation de l'HOVE ? Les problèmes liés à sa détermination

Le terme durée de conservation désigne le temps qu'il faut à un aliment, à partir du moment de la production, pour atteindre sa limite d'acceptabilité dans des conditions de stockage définies <3>. Cette limite doit être identifiée parmi les paramètres de nature chimique, physique ou microbiologique qui changent pendant le stockage des aliments. Comme l'exige le règlement européen 1169/2011 <4>, la durée de conservation minimale (DCM) doit être indiquée sur l'étiquette du produit, reflétant la date limite à laquelle le produit, s'il est stocké dans des conditions appropriées, conserve ses propriétés spécifiques.

Dans le cas des aliments très périssables du point de vue microbiologique, cette indication est remplacée par la date de péremption.

Toutefois, le règlement ne fournit pas d'indications sur la manière d'estimer la durée de conservation du produit : par conséquent, la charge de définir et de déclarer la DCM ou la date de péremption sur l'étiquette incombe aux entreprises alimentaires.

Dans le cas spécifique de l'HOVE, n'étant pas un produit périssable du point de vue microbiologique, la DCM doit être indiquée sur l'étiquette. Par conséquent, pendant toute la période allant de l'embouteillage à la date indiquée sur l'étiquette, tous les critères de qualité définis dans le Règlement (CEE) 2568/91 <5>, qui décrit les caractéristiques de l'huile d'olive vierge extra, ainsi que les méthodes d'analyse correspondantes pour les déterminer, doivent être respectés.

Le respect de ces critères de qualité pourrait être compromis pendant le stockage du produit, lorsque certains indices peuvent varier en raison de l'évolution des réactions d'oxydation. Il existe d'autres critères de qualité qui ne sont pas inclus dans le Règlement CEE mais qui sont présents dans d'autres normes commerciales.

Les principaux indicateurs qui peuvent changer pendant le stockage d'une HOVE sont l'indice de peroxyde et l'absorbance dans la région UV à 232 nm (liée à l'oxydation primaire) et 270 nm (liée aux produits d'oxydation secondaire).

En fait, ces paramètres ont tendance à augmenter en cas de conservation inappropriée, augmentant l'état d'oxydation et modifiant les caractéristiques organoleptiques.

Le dépassement des limites légales pour ces paramètres implique non seulement la dégradation du produit vers des catégories inférieures d'huile d'olive (avec les répercussions légales qui en découlent), mais aussi une perte d'image pour le producteur.

En plus de ces paramètres, d'autres varient également pendant le stockage, comme la concentration d'antioxydants (polyphénols et tocophérols), les triènes conjugués d'acides gras, les composés volatils et les pigments.

Bien que ces paramètres soient très importants pour évaluer la fraîcheur du produit, il n'existe cependant pas de limites officielles au niveau européen qui permettraient de les utiliser comme outils pour définir le DCM.

Seulement en ce qui concerne les pigments, sous forme de pourcentage de pyro-phéophytine (a) (% PPPa), il existe une valeur limite de 17 % fournie par les normes d'Australie, d'Afrique du Sud et de Californie pour l'évaluation de la qualité de l'HOVE <6,7,8>. Cependant, il s'agit de normes nationales, au niveau international ni le Conseil Oléicole International ni le Codex Alimentarius ne reconnaissent ces paramètres et les limites associées.

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Comment estimer la durée de conservation de l'HOVE

Pour planifier correctement l'étude de durée de conservation, il est tout d'abord nécessaire de définir quel est l'indicateur principal à observer, c'est-à-dire le paramètre qui atteindra en premier la limite d'acceptabilité, rendant le produit impropre à la vente.

La vitesse à laquelle ces indices varient dépend de la vitesse de propagation des réactions d'oxydation, qui découlent de facteurs compositionnels (principalement la composition en acides gras, la teneur en antioxydants tels que les tocophérols et les polyphénols), de l'emballage (verre clair, verre foncé, plastique, étain) et des conditions de stockage (température, lumière, concentration en O2).

Pour un aliment donné, en considérant les facteurs de composition et d'emballage comme constants, il est possible de se concentrer sur les conditions de stockage pour évaluer comment celles-ci affectent la stabilité du produit afin de mieux planifier l'étude de durée de conservation.

Le suivi de l'indicateur prédominant peut être effectué de deux manières :

Tests de durée de conservation en temps réel : dans ce cas, les conditions simulent les conditions commerciales. Ces études sont applicables à toutes les catégories de produits, cependant, en raison des longs délais requis, il semble s'agir d'une approche préférable pour les produits ayant une courte durée de conservation.

Essai accéléré de durée de conservation (ASLT) : préféré pour l'évaluation des produits ayant une durée de conservation moyenne à longue, car il permet d'accélérer la vitesse de décomposition qualitative de l'aliment en le soumettant à des conditions de conservation extrêmes par rapport aux conditions de conservation habituelles.

Concernant cette seconde modalité, les facteurs utilisés pour accélérer le processus oxydatif de l'HOVE sont principalement la température et l'intensité lumineuse.

Dans un ASLT, les changements de l'indicateur choisi sont généralement surveillés avec au moins trois conditions différentes du facteur d'accélération ; les données obtenues sont ensuite soumises à une modélisation cinétique pour définir la vitesse de réaction et sont ensuite traitées pour obtenir la relation mathématique qui relie la vitesse de changement de l'indicateur au facteur d'accélération <9>.

Application de la méthodologie ASLT pour estimer la durée de conservation de l'HOVE

Au cours de la recherche doctorale "Development of predictive models to estimate Extra Virgin Olive Oil (EVOO) shelf life and methods to safeguard its purity", la méthodologie ASLT a été appliquée à l'HOVE pour créer un modèle mathématique capable de prédire la durée de conservation. Pour ce faire, diverses expériences ont été menées en sélectionnant de manière appropriée les échantillons d'huile à étudier.

Bibliographie

<1> EFSA. (2011) Panel on Dietetic Products Nutrition and Allergens Scientific Opinion on the substantiation of health claims related to polyphenols in olive and protection of LDL particles from oxidative damage (ID 1333, 1638 1639, 1696 2865), maintenance of normal blood HDL cholesterol concentrations (ID 1639), maintenance of normal blood pressure (ID 3781), “anti-inflammatory properties” (ID 1882), “contributes to the upper respiratory tract health” (ID 3468), “can help to maintain a normal function of gastrointestinal tract” (3779), and “contributes to body defences against external agents” (ID 3467) pursuant to Article 13(1) of Regulation (EC) No. 1924/2006. EFSA J. 9:2033–2058.EEA. Review of the EU bioenergy potential from a resource-efficiency perspective. 2013. https://doi.org/10.2800/92247.

<2> Règlement (CE) n° 432/2012 de la Commission établissant une liste des allégations de santé autorisées portant sur les denrées alimentaires, autres que celles faisant référence à la réduction du risque de maladie et au développement et à la santé des enfants. Journal officiel de l'Union européenne, 2012, 16 mai, L 136, 1-40.

<3> Nicoli, M.C. (2012). The shelf life assessment process. In Shelf Life Assessment of Food, Nicoli, M.C. (Ed.) CRC Press, Taylor & Francis Group, Boca Raton, US. Pp 17-36.

<4> Règlement (UE) n° 1169/2011 du Parlement européen et du Conseil du 28 janvier 2002. Journal officiel de l'Union européenne L 304, 22.11.2011, p. 18-23.

<5> Règlement d'exécution (CEE) n° 2568/91 de la Commission concernant les caractéristiques des huiles d'olive et des huiles de grignons d'olive et les méthodes d'analyse y afférentes. Journal officiel de l'Union européenne 2013, 16 décembre, L 338, 31-67.

<6> Normes australiennes Huile d'olive et huiles de grignons d'olive. AS 5264-2011

<7> Norme nationale sud-africaine. Huiles d'olive et huiles de grignons d'olive ; SANS 1377:2015 ISBN 978-0-626-31262-6.

<8> Département de l'Alimentation et de l'Agriculture. Norme de classement et d'étiquetage pour l'huile d'olive, l'huile d'olive raffinée et l'huile de grignons d'olive. 27 septembre 2016.

<9> Calligaris S., Manzocco L., Anese M., Nicoli M.C. Accelerated shelf life testing, Chapter 12, in Food quality and Shelf life, C. Galanakis Ed., Elsevier, 2019, 359-392.

<10> Conte, L.; Milani, A.; Calligaris, S.; Rovellini, P.; Lucci, P.; Nicoli, M.C. (2020). Temperature Dependence of Oxidation Kinetics of Extra Virgin Olive Oil (EVOO) and Shelf Life Prediction. Foods, 9, 295.