Afin de choisir les combinaisons de facteurs et leurs niveaux pour assurer la stabilité des fruits, il faut étudier au préalable les points essentiels suivants:
Du point de vue de la santé publique, les fruits jouissent d'une excellente réputation due essentiellement aux mécanismes de défense naturelle que beaucoup d'entre eux possèdent. Signalons entre autres une peau épaisse et des substances antimicrobiennes naturelles (huiles essentielles, anthocyanines, acide benzoïque, benzaldéhyde, etc.) et/ou des acides organiques (tels que les acides malique, tartrique et citrique ) qui contribuent à l'acidité des fruits et des légumes et maintiennent souvent le pH à < 4,6.
La grande majorité des fruits sont des produits dont le taux d'acidité est haut bien que certains fruits, comme le chicozapote, la banane, le melon, le mamey, la figue et la papaye, aient un pH élevé. Le bas pH et la nature de l'acide organique en lui-même déterminent le développement des microorganismes tolérant l'acide, tels que les champignons (principalement des moisissures) et des bactéries de l'acide lactique. Si les levures, tout comme les moisissures, sont présentes en grand nombre sur les surfaces des fruits frais, elles ne possèdent pas pour autant les mécanismes permettant d'envahir les tissus végétaux, et sont, de ce fait, des agents d'altération secondaires. (Alzamora et al., 1995).
On sait que plusieurs moisissures produisent des mycotoxines dans le fruit avant et après la récolte (patuline). Les agents pathogènes ne peuvent cependant pas proliférer dans les fruits à cause de leur faible pH mais peuvent survivre pendant une période suffisante pour causer des maladies véhiculées par les fruits. Occasionnellement, des maladies liées aux aliments causées par des agents pathogènes ou des toxines bactériennes de fruits (par ex. la salmonellose, l'hépatite A, le botulisme infantile, la listériose) ont été surtout attribuées à la contamination produite par l'exposition aux déchets humains ou animaux ou encore à une eau d'irrigation contaminée.
L'origine du fruit ainsi que les conditions dans lesquelles il se développe sont déterminantes pour la flore microbienne sur le produit, les agents pathogènes de la plante, cause de la maladie pendant la croissance, tout comme pour l'altération après-récolte et l'incidence des agents pathogènes humains et animaux. Les surfaces exposées du fruit étant contaminées par le sol, l'eau, l'air, les eaux usées, les animaux, les insectes, puis par le contact avec le matériel de transformation, on doit aussi tenir compte des microorganismes provenant de ces sources et de ceux que les autres ingrédients du produit final peuvent transporter.
La colonisation fongique avant la cueillette est habituellement la cause principale de la pourriture après récolte. Certains champignons peuvent pénétrer la cuticule intacte des feuilles, des tiges et des fruits. D'autres organismes nocifs pénètrent dans le fruit par le biais de blessures d'origine mécanique qui se produisent durant la récolte, le maniement et le conditionnement ou par le biais d'ouvertures naturelles de la cuticule, et attaquent les tissus internes.
L'altération post-cueillette peut prendre les formes suivantes : pourriture due aux moisissures brunes, bleues, roses ou grises; croissance superficielle de moisissures; noircissement des tissus (anthracnose); pourriture aigre; pourriture du bout de la tige, pourriture due aux levures et autres. L'apparition de la pourriture est associée à la production microbienne d'enzymes dégradant les parois cellulaires. A mesure que les fruits mûrissent, ils deviennent plus sensibles aux effets des microorganismes provoquant l'altération, d'une part, parce que leur production de composants antifongiques diminue, et d'autre part, à cause de la dégradation des parois cellulaires. L'altération est également favorisée par des conditions de température élevée et de grande humidité après la récolte.
Outre l'altération microbienne, les modifications physico-chimiques intervenant au cours de la transformation et du stockage des fruits peuvent nuire à leur qualité en ayant un effet sur la couleur, la texture, le goût, l'odeur et la valeur nutritive.
Les cellules et les tissus des fruits contiennent des substances naturelles qui donnent aux fruits leur couleur caractéristique. Ces composants sont regroupés en carotènes et caroténoïdes, anthocyanines, chlorophylles et composants phénoliques. Les opérations qui consistent à peler et à réduire la taille des fruits permettent aux enzymes (chlorophyllase, péroxydase, polyphénoloxidase) d'entrer en contact avec les substrats, surtout à la surface des produits, et induisent des réactions enzymatiques liées à l'altération de la couleur.
D'importants changements visibles à l'œil sont la cause du développement enzymatique et/ou non enzymatique de substances à pigments bruns. Les tissus abîmés des fruits exposés à l'air noircissent rapidement à cause de l'action des enzymes - polyphénolases et peroxydases - qui catalysent l'oxydation des composés phénoliques incolores en donnant des o-quinones qui produisent des pigments foncés ou bruns par polymérisation ou réagissent avec les anthocyanines. La couleur brune d'origine non enzymatique est le produit de réactions complexes qui interviennent pendant le stockage et la transformation des fruits (condensation Maillard, caramélisation des sucres, réaction d'oxydation de l'acide ascorbique).
La couleur peut également être modifiée par la transformation des chlorophylles en phéophytines par acidification et/ou par la modification des anthocyanines par oxydation (catalysation par lipooxygénase) et acidification du milieu. En outre les chlorophylles, les anthocyanines et les caroténoïdes peuvent être perdues par filtration, ce qui provoque une perte d'intensité de la couleur.
Sans inactivation, les enzymes causent aussi des changements de texture et des pertes de saveur.
Les propriétés mécaniques des fruits changent énormément, non seulement pendant la maturation, le mûrissement et le stockage, mais aussi durant la transformation à cause des altérations de leurs composants structuraux (à savoir, paroi cellulaire, lamelle médiane, plasmodesmes et membranes) (Vidales et al., 1998; Alzamora et al., 2002 b).
Ces techniques combinées ont été tout particulièrement conçues pour être appliquées simplement et à peu de frais, sans avoir besoin de matériel (ou un minimum), et pour permettre de mettre les fruits en conserve près des lieux de récolte.
En outre, étant donné l'absence de moyens de transport et d'installations de stockage en chambre froide, la stabilité des fruits doit être assurée sans réfrigération pendant ces étapes.
Les PFTHE doivent satisfaire, au moins en partie, aux exigences du consommateur qui souhaite avoir des produits alimentaires de grande qualité et semblant frais, avec moins de traitements extrêmes (un léger traitement de chaleur) et/ou moins d'additifs, mais ayant en même temps une durée de vie convenable (égale ou supérieure à deux mois). Ils doivent aussi bien pouvoir être utilisés directement par les consommateurs que transformés en confiseries, produits de boulangerie ou laitiers, conserves, confitures et gelées, ou encore entrer dans la composition de nombreuses préparations.
Les PFTHI sont conçus pour avoir une durée de vie supérieure à celle des PFTHE et ont donc une faible aw, mais ayant moins d'humectants, leur saveur est de ce fait meilleure que les produits traditionnels HI.
Les matériaux et les types d'emballage doivent, pour ces deux sortes de produits, être simples, bon marché et disponibles.
Dans cette perspective, un traitement thermique doux (blanchiment), la réduction de l'aw, le contrôle du pH à une valeur basse et l'adjonction de conservateurs ainsi que d'agents contre le brunissement (et pour certains fruits d'additifs pour en améliorer la texture, tel que le lactate de calcium) sont les barrières choisies pour formuler la méthode de conservation combinée (Alzamora et al., 1995, Argaiz et al., 1995; Tapia de Daza et al., 1995, 1996; Guerrero et al., 1994). Le rôle de chaque barrière de la technique combinée est expliqué ci-après.
Le blanchiment dans de la vapeur saturée détruit les enzymes, inactive certains microorganismes et sensibilise les microorganismes restants aux autres barrières.
L'intérêt grandissant pour la préservation des caractéristiques de fraîcheur des fruits et pour les aliments à bas taux de sucre a conduit à choisir une aw barrière entre 0,93-0,98 pour les produits FTHE. Pour les produits FTMI, l'abaissement de l'aw dans l'étape de déshydratation osmotique est très faible (aw = 0,97) afin d'éviter d'avoir un produit final trop sucré.
Le pH a été maintenu à une valeur égale ou proche de celle du pH du fruit frais (pH 3,0-4,1). Pour les fruits ayant un pH élevé, ce dernier a été ajusté à la valeur la plus basse compatible d'un point de vue organoleptique avec la saveur naturelle du fruit.
Dans les produits alimentaires à aw élevée peuvent se développer des bactéries, des moisissures et des levures. Mais une acidité élevée donne un milieu peu propice à la croissance de la plupart des bactéries. Néanmoins, un pH bas rend possible l'altération par des levures, des moisissures et des bactéries tolérantes à l'acide. En tenant compte du fait qu'une légère réduction du pH augmente la limite inférieure de l'aw pour la croissance bactérienne et qu'inversement, une légère réduction de l'aw diminue les valeurs du pH qui permettent la croissance, on s'attend à ce que l'interaction pH - aw dans ces limites soit suffisante pour supprimer la croissance de la plupart des bactéries concernant la conservation des fruits. La capacité des champignons (moisissures et levures) de tolérer une aw et un pH réduits, au contraire, exige d'incorporer des antifongiques, tels que des acides lipophiliques faibles (par ex. l'acide sorbique ou benzoïque) en quantité modérée (400 - 1000ppm de sorbate de potassium ou de benzoate de sodium).
Des sulfites sont utilisés en très basse concentration (habituellement 150ppm de bisulfite de sodium), lorsque c'est nécessaire, pour inhiber ou retarder les réactions de brunissement non enzymatiques. Ils jouent également le rôle de composés antifongiques, en particulier contre les levures tolérantes au sorbate.
Il est intéressant de noter que l'on choisit la combinaison de facteurs de conservation pour assurer la stabilité microbienne et la qualité sensorielle du produit tout en tenant compte des installations minimums, des services et du matériel disponibles. Cependant, le choix et l'intensité des barrières, tout comme la façon dont on les applique, ne devraient pas être considérés comme immuables, étant donné que d'autres combinaisons peuvent être égales ou convenir mieux à la stabilité microbienne, ou encore favoriser l'acceptabilité sensorielle, accroître la durée de conservation, satisfaire les habitudes alimentaires de la population locale. Toutefois, l'élimination ou la modification de toute barrière, ou de son niveau, doivent être soigneusement évaluées (Argaiz et al., 1995; Alzamora et al., 1993).
