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Veiller à ne pas réveiller les spores endormies

De nombreux produits destinés à la consommation humaine sont vendus sous forme de poudre, mais les spores microbiennes dormantes qu’elles contiennent sont susceptibles de poser de graves problèmes lors de la réhydratation. La recherche européenne pose les bases d’un traitement écologique et sûr des produits en poudre.

Technologies industrielles
Alimentation et Ressources naturelles

Les aliments pour bébés, les épices, les complexes de vitamines et de protéines, et les aliments à base d’insectes ou d’algues sont parmi les nombreux produits qui exploitent la stabilité de la poudre, sa longue durée de conservation et son transport simplifié. Toutefois, il est difficile d’inactiver efficacement les spores microbiennes inhérentes à ces produits par des traitements thermiques classiques, et le refroidissement à l’air qui s’ensuit crée un risque supplémentaire de recontamination. CAP SAliPharm, la toute première université de sciences appliquées à se voir accorder une bourse individuelle Marie Skłodowska-Curie, MSCA-IF, a entrepris d’évaluer l’utilisation d’une nouvelle technologie plasma pour préparer en toute sécurité les poudres avant leur conditionnement.

De la soupe primordiale à nos tables

Le plasma est un quatrième état de la matière, un gaz si chaud que les collisions vigoureuses entre les atomes et les molécules qu’il contient provoquent la libération de la plupart ou de la totalité des électrons. Ce gaz ionisé chaud est la matière dont sont constituées les étoiles. En laboratoire, les plasmas atmosphériques froids ou CAP, selon leur acronyme anglais, sont générés par des électrons libres dans un champ électrique plutôt que par des températures extrêmement élevées. Ces gaz partiellement ionisés à température ambiante et à pression atmosphérique standard sont constitués d’un mélange d’électrons, d’ions, d’atomes et de molécules excités, d’espèces réactives, de rayons UV et de chaleur. Le contenu et les conditions environnementales de production font que les CAP se prêtent particulièrement bien à des applications pratiques. CAP-SAliPharm a donc entrepris d’exploiter les espèces réactives et la lumière UV pour réduire la viabilité des microbes dans les poudres. «Le traitement non thermique et à faible énergie que permet la technologie CAP, par rapport au traitement conventionnel à chaleur sèche ou humide ou au rayonnement à haute énergie, devrait améliorer la préservation des propriétés alimentaires souhaitées. Aucun produit chimique ou composé toxique à longue durée de vie n’est utilisé ou produit. Enfin, si l’énergie électrique verte génère le plasma, l’empreinte écologique de la stérilisation est minimisée», explique Michael Beyrer, coordinateur de CAP-SAliPharm à la Haute école spécialisée de Suisse occidentale (HES SO).

Surmonter les défis des poudres

La technologie CAP a déjà été utilisée pour le traitement antimicrobien de surface dans l’industrie, mais jamais dans le cadre de produits destinés à la consommation humaine. Par rapport à d’autres matrices, la poudre diminue généralement le taux et l’efficacité de l’inactivation des spores par les CAP. CAP-SAliPharm avait deux objectifs principaux: caractériser et quantifier les facteurs affectant l’efficacité de l’inactivation et évaluer les effets secondaires potentiels. L’équipe a étudié les différentes spores bactériennes sur un certain nombre de particules organiques et inorganiques présentant diverses caractéristiques. La boursière Maria Consuelo Pina-Pérez résume: «Nous avons constaté que les effets d’inactivation des CAP sur les spores dormantes sont prévisibles, évolutifs et principalement déterminés par la puissance de décharge et la durée du processus. Une très faible densité de puissance de décharge dans la gamme de quelques mW/cm2 et un temps de traitement de quelques minutes ont produit des décennies d’inactivation.» Il est important de noter que l’obtention de résultats aussi impressionnants avec une énergie appliquée aussi faible devrait réduire les effets secondaires potentiels.

S’appuyer sur le passé, travailler pour l’avenir

L’équipe CAP-SAliPharm étudie depuis un certain temps les souches de référence de micro-organismes pathogènes dans les poudres alimentaires, y compris celles qui se trouvent dans un environnement industriel, outre celles inhérentes aux préparations. La collaboration actuelle avec Nestlé a mis en évidence des réglementations de plus en plus strictes. Michael Beyrer résume: «Le projet intègre des travaux préliminaires et de suivi et favorise la communication paneuropéenne au sein de la communauté scientifique. C’est un résultat tout aussi important, qui accélère la commercialisation d’une technologie émergente.» Les campagnes de diffusion ont suscité un énorme enthousiasme et l’équipe se prépare à faire passer la technologie à l’échelle supérieure, à établir des partenariats et à se lancer sur le marché, apportant de multiples avantages aux consommateurs comme à l’industrie.

Mots‑clés

CAP-SAliPharm, plasma atmosphérique froid (CAP), poudre, spores, inactivation, plasma, aliment, microbien, stérilisation

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