transformation des aliments

La transformation des aliments consiste à convertir les produits agricoles en aliments , ou une forme d'aliment en une autre. Elle revêt de nombreuses formes, allant de la mouture des céréales en farine à la préparation des repas à domicile , en passant par les méthodes industrielles complexes utilisées pour la fabrication des plats préparés . Certaines méthodes de transformation des aliments contribuent de manière significative à la réduction du gaspillage alimentaire et à l'amélioration de la conservation des aliments , réduisant ainsi l' impact environnemental global de l'agriculture et renforçant la sécurité alimentaire .

Les niveaux de transformation des aliments (NTA) sont définis en fonction des modifications physiques et chimiques qui surviennent lors des traitements des aliments. Les NTA sont requis dans les classifications des aliments transformés, telles que la classification Nova , afin de catégoriser les aliments transformés selon leur NTA à différentes fins.

La première transformation des aliments est nécessaire pour les rendre comestibles , tandis que la seconde transformation permet d'obtenir des aliments familiers, comme le pain . La troisième transformation, quant à elle, aboutit à des aliments ultra-transformés et est largement critiquée pour favoriser la suralimentation et l'obésité , car elle entraîne une teneur excessive en sucre et en sel , une carence en fibres , et est globalement néfaste pour la santé, tant pour les humains que pour les animaux d'élevage .

La transformation primaire des aliments transforme les produits agricoles, tels que les grains de blé crus ou le bétail, en aliments consommables. Cette catégorie comprend les ingrédients obtenus par des procédés ancestraux comme le séchage , le battage , le vannage et la mouture des céréales, le décorticage des noix et l'abattage des animaux pour la viande. Elle inclut également le désossage et la découpe de la viande, la congélation et le fumage du poisson et de la viande, l'extraction et la filtration des huiles, la mise en conserve des aliments, la conservation des aliments par irradiation et le mirage des œufs , ainsi que l'homogénéisation et la pasteurisation du lait .

Les problèmes de contamination et d'altération lors de la première transformation des aliments peuvent engendrer des risques importants pour la santé publique , étant donné la large consommation des aliments qui en résultent. Cependant, de nombreux procédés de transformation contribuent à améliorer la sécurité alimentaire et à prolonger la durée de conservation des aliments avant leur altération. L'industrie agroalimentaire utilise des systèmes de contrôle tels que l'analyse des dangers et la maîtrise des points critiques (HACCP) et l'analyse des modes de défaillance et de leurs effets (AMDE) afin de réduire les risques.

La transformation secondaire des aliments désigne le processus quotidien de préparation d'aliments à partir d'ingrédients prêts à l'emploi. La fabrication du pain , qu'il soit fait maison, dans une petite boulangerie ou dans une grande usine, en est un exemple. La fermentation du poisson et la production de vin , de bière et d'autres boissons alcoolisées sont des formes traditionnelles de transformation secondaire des aliments. Les saucisses sont un exemple courant de viande transformée, obtenue par hachage de viande ayant déjà subi une transformation primaire. La plupart des méthodes de transformation secondaire des aliments connues sont généralement qualifiées de méthodes de cuisson .

La transformation tertiaire des aliments désigne la production commerciale de ce que l'on appelle communément les aliments transformés . Elle englobe la transformation ultérieure de plusieurs ingrédients dans la fabrication d'aliments manufacturés, tels que les aliments ultra-transformés de la classification Nova . Nombre d'entre eux sont des aliments prêts à consommer ou à réchauffer, comme les plats surgelés et les repas réchauffés servis à bord des avions .

Le niveau de transformation des aliments (NTA) est un paramètre utilisé pour classer les aliments transformés selon les modifications physiques et (bio)chimiques qu'ils subissent. La définition du degré de transformation est facilitée par l'utilisation d'une échelle ordinale . Le regroupement arbitraire des aliments transformés à l'aide d'échelles nominales, telles que le degré et la nature des modifications, la provenance des matières premières, les ingrédients utilisés, le lieu et la finalité de la transformation, ou encore le type de traitement (traditionnel, innovant, etc.), est souvent critiqué . Le classement des aliments transformés sur une échelle ordinale, à chaque étape de la chaîne alimentaire, de la production agricole à la consommation, décrit leur degré de transformation en fonction de l'ordre des différents niveaux.

Les classifications des aliments transformés utilisent souvent la transformation comme critère de regroupement. Certaines classifications, comme la classification Nova , soulignent le rôle de la transformation dans le développement de l'obésité et des maladies non transmissibles . L' intérêt de santé publique se porte particulièrement sur la catégorie Nova des aliments ultra-transformés , une catégorie d'aliments hautement transformés qui suscite souvent la controverse quant à savoir si les ingrédients ou la transformation des aliments sont liés à des effets néfastes sur la santé.

La transformation des aliments entraîne des modifications physiques et (bio)chimiques des matières alimentaires, que ce soit pour la cuisine familiale, la restauration collective ou la production industrielle. Elle relève généralement du génie alimentaire , du génie biochimique et du génie chimique . La description des procédés repose sur la compréhension des phénomènes physiques intervenant lors des opérations unitaires et de la cinétique des réactions (bio)chimiques au sein de ces opérations unitaires, qui constituent les éléments de base de la transformation des aliments.

Les opérations unitaires en transformation alimentaire sont les éléments constitutifs d'opérations entraînant des modifications physiques des matières alimentaires. Les opérations unitaires sont régies par des lois physiques générales et comprennent les transferts de chaleur et de masse nécessaires à différentes opérations, telles que les procédés de séparation, de mélange et de cristallisation.

Les procédés unitaires en transformation alimentaire comprennent des opérations unitaires, des procédés biochimiques et des réactions chimiques qui entraînent des modifications (bio)chimiques des aliments. En génie des réactions chimiques, plusieurs opérations unitaires sont combinées à des procédés unitaires pour obtenir les modifications chimiques souhaitées.

Les opérations et procédés unitaires constituent le fondement des systèmes de transformation des aliments. Plusieurs opérations unitaires sont souvent nécessaires pour réaliser des transformations alimentaires visant à induire des modifications physiques. Des modifications biochimiques et chimiques, telles que la perte de vitamine C peuvent accompagner les modifications physiques recherchées, par exemple lors de traitements thermiques.

De nombreuses critiques indiquent que la classification Nova se réfère à la formulation et aux additifs, alors que les niveaux de transformation doivent être liés aux opérations unitaires et à la transformation des aliments. Les catégories de transformation des aliments, accompagnées de procédés typiques, sont présentées dans le tableau 1.

Le niveau de mesure utilisé dans la classification des procédés de transformation des aliments repose sur des variables nominales ou ordinales pour le regroupement qualitatif de ces procédés. Les classifications des aliments transformés, telles que la classification Nova , catégorisent les aliments transformés et utilisent souvent des critères subjectifs pour leur regroupement. Les classifications nominales regroupent les procédés de transformation des aliments selon des variables qualitatives, telles que la provenance des matières premières, la finalité de la transformation, le caractère traditionnel ou innovant des procédés et le type de traitement. Les niveaux de transformation des aliments (NTA) sont dérivés d'une échelle ordinale mesurant l'impact des procédés de transformation sur les aliments transformés.

Les niveaux de transformation des aliments (tableau 1) indiquent l'objet et le résultat de la transformation et permettent d'utiliser le degré de transformation sur une échelle ordinale à diverses fins, par exemple pour la classification des aliments transformés. L'impact relatif du niveau de transformation des aliments sur le degré de transformation attendu résulte des effets combinés des modifications physiques et chimiques qui se produisent lors de la transformation, comme illustré à la figure 1.

Les études sur l'impact de la transformation des aliments sur la santé publique et d'autres aspects, tels que l'accessibilité financière, l'efficacité énergétique, la sécurité sanitaire des aliments et la durabilité, bénéficient de l'utilisation du niveau de performance alimentaire (NPA). Plusieurs ingrédients alimentaires, ayant différents NPA, sont souvent utilisés dans les produits alimentaires. Le NPA le plus élevé entre le NPA le plus élevé utilisé pour l'obtention des ingrédients destinés à la transformation intermédiaire des aliments formulés et le NPA de la transformation finale, le plus élevé des deux, détermine le NPA de l'aliment final. Les produits alimentaires finaux peuvent être formulés à partir d'ingrédients de différents NPA qui, lorsqu'ils incluent des ingrédients ou des procédés de transformation aux NPA 3 et 4, sont classés dans le NPA le plus élevé, le NPA 4.

La transformation des aliments remonte à la préhistoire, époque où les procédés rudimentaires incluaient la fermentation, le séchage au soleil, la conservation par le sel et diverses méthodes de cuisson (rôtissage, fumage, cuisson à la vapeur et au four). Ces procédés de base impliquaient des modifications chimiques et enzymatiques de la structure fondamentale des aliments à l'état naturel, et permettaient également de créer une barrière contre l'activité microbienne de surface, responsable d'une décomposition rapide. La conservation par le sel était particulièrement courante pour les aliments constituant le régime alimentaire des guerriers et des marins, jusqu'à l'introduction des méthodes de mise en conserve . On trouve des traces de ces méthodes dans les écrits des civilisations grecque , chaldéenne , égyptienne et romaine antiques , ainsi que dans des vestiges archéologiques d' Europe , d' Amérique du Nord et du Sud et d'Asie. Ces techniques de transformation éprouvées sont restées globalement inchangées jusqu'à l'avènement de la révolution industrielle . Des exemples de plats préparés remontent également à une époque antérieure à la révolution industrielle et comprennent des mets tels que le Cornish pasty et le haggis . Hier comme aujourd'hui, ces aliments sont considérés comme des aliments transformés.

Les technologies modernes de transformation des aliments, développées aux XIXe et XXe siècles, répondaient en grande partie aux besoins militaires. En 1809, Nicolas Appert inventa une technique de mise en bouteille hermétique permettant de conserver les aliments destinés aux troupes françaises, contribuant ainsi au développement de la mise en conserve, puis de la mise en bocaux par Pierre Durand en 1810. Bien qu'initialement coûteuses et présentant certains risques liés au plomb utilisé dans les boîtes de conserve, les conserves devinrent par la suite un aliment de base dans le monde entier. La pasteurisation , découverte par Louis Pasteur en 1864, améliora la qualité et la sécurité des aliments conservés et permit la conservation du vin, de la bière et du lait. À la fin du XIXe et au début du XXe siècle, des colorants synthétiques commencèrent à être utilisés dans la production alimentaire pour rehausser ou uniformiser la couleur de produits tels que le beurre et les produits transformés. Ceci reflétait les efforts industriels déployés pour contrôler l'apparence des produits de consommation.

Au XXe siècle, la Seconde Guerre mondiale , la conquête spatiale et l'essor de la société de consommation dans les pays développés ont contribué à la croissance de l'industrie agroalimentaire, avec des progrès tels que la pulvérisation , l'évaporation , les concentrés de jus, la lyophilisation et l'introduction d'édulcorants artificiels, de colorants et de conservateurs comme le benzoate de sodium . À la fin du XXe siècle, des produits comme les soupes instantanées déshydratées, les fruits et jus reconstitués et les repas prêts à cuire, tels que les rations de combat, ont été mis au point. Au cours de ce même siècle, les appareils électroménagers automatiques comme le four à micro-ondes , le mixeur et le robot culinaire ont simplifié la cuisine .

En Europe occidentale et en Amérique du Nord, la seconde moitié du XXe siècle a été marquée par une demande croissante de praticité. Les entreprises agroalimentaires ont ciblé leurs produits en particulier les femmes actives et les mères de famille de la classe moyenne. Les aliments surgelés (dont l'invention est souvent attribuée à Clarence Birdseye ) ont connu un grand succès grâce aux ventes de jus concentrés et de plats cuisinés . Les industriels ont misé sur la valeur perçue du temps pour séduire la population de l'après-guerre, et cet attrait contribue encore aujourd'hui au succès des plats préparés .

À la fin du XXe siècle également, les fabricants de produits alimentaires ont commencé à modifier leur modèle de produit, passant d'un seul « plat platonique », comme une seule version de sauce spaghetti en bocal, à l'offre de multiples variations, comme une version nature, une version épicée et une version avec des morceaux.

Les avantages de la transformation des aliments comprennent l'élimination des toxines, la conservation, la simplification des opérations de commercialisation et de distribution, ainsi que l'amélioration de la qualité des aliments. De plus, elle accroît la disponibilité annuelle de nombreux aliments, permet le transport de denrées périssables fragiles sur de longues distances et rend de nombreux types d'aliments propres à la consommation en inactivant les micro-organismes responsables de la détérioration et les agents pathogènes. Les supermarchés modernes n'existeraient pas sans les techniques modernes de transformation des aliments, et les longs transports seraient impossibles.

Les aliments transformés sont généralement moins susceptibles de se détériorer rapidement que les aliments frais et sont mieux adaptés au transport longue distance du lieu de production au consommateur . Lors de leur introduction, certains aliments transformés ont contribué à atténuer les pénuries alimentaires et à améliorer l'état nutritionnel général des populations en rendant de nombreux nouveaux aliments accessibles au plus grand nombre.

La transformation peut également réduire l’incidence des maladies d’origine alimentaire. Les produits frais, tels que les fruits et légumes frais et les viandes crues, sont plus susceptibles d’abriter des micro-organismes pathogènes (par exemple, Salmonella) capables de provoquer des maladies graves.

L’extrême variété des régimes alimentaires modernes n’est possible à grande échelle que grâce à la transformation des aliments. Le transport d’aliments plus exotiques, ainsi que la suppression de nombreux travaux pénibles, permettent au consommateur moderne d’accéder facilement à une grande variété d’aliments inimaginables pour ses ancêtres.

Le procédé de transformation peut souvent améliorer considérablement le goût des aliments.

La production alimentaire de masse est globalement beaucoup moins coûteuse que la préparation individuelle de repas à partir d'ingrédients bruts. Par conséquent, les fabricants et les fournisseurs de produits alimentaires transformés peuvent réaliser d'importants profits . Si les consommateurs apprécient la commodité , ils perçoivent rarement un avantage financier direct à consommer des aliments transformés plutôt que de préparer leurs repas à la maison.

Les aliments transformés ont libéré les gens du temps considérable que nécessitait la préparation et la cuisson d'aliments « naturels » non transformés. Ce gain de temps libre offre aux individus une plus grande liberté de choix en matière de mode de vie. Dans de nombreuses familles, les adultes travaillent à l'extérieur et disposent donc de peu de temps pour préparer des repas à base de produits frais. L' industrie agroalimentaire propose des produits répondant à divers besoins : par exemple, des plats cuisinés prêts à consommer, réchauffés en quelques minutes au micro-ondes .

Les procédés modernes de transformation des aliments améliorent également la qualité de vie des personnes allergiques, diabétiques et autres personnes ne pouvant consommer certains aliments courants. La transformation des aliments permet également d'y ajouter des nutriments supplémentaires tels que des vitamines .

La transformation des aliments peut diminuer leur densité nutritionnelle. La quantité de nutriments perdus dépend de l'aliment et de la méthode de transformation. Par exemple, la chaleur détruit la vitamine C. Par conséquent, les fruits en conserve contiennent moins de vitamine C que les fruits frais. Le département américain de l'Agriculture des États-Unis (USDA) a mené une étude sur la conservation des nutriments en 2004, établissant un tableau des aliments, des niveaux de préparation et de leur valeur nutritionnelle.

De nouvelles recherches soulignant l'importance pour la santé humaine d'un environnement microbien riche dans l'intestin indiquent que la transformation abondante des aliments (et non la fermentation des aliments) met cet environnement en danger.

L’une des principales sources de sodium dans l’alimentation est constituée par les aliments transformés. Le sodium, principalement sous forme de chlorure de sodium (sel), est ajouté pour prévenir la détérioration, rehausser la saveur et améliorer la texture de ces aliments. Les Américains consomment en moyenne 3 436 milligrammes de sodium par jour, soit plus que la limite recommandée de 2 300 milligrammes par jour pour les personnes en bonne santé, et plus du double de la limite de 1 500 milligrammes par jour pour les personnes présentant un risque accru de maladies cardiovasculaires.

S’il n’est pas nécessaire de limiter les sucres naturellement présents dans les aliments entiers et non transformés comme les fruits frais, une consommation excessive de sucres ajoutés , que l’on trouve dans de nombreux aliments transformés, augmente le risque de maladies cardiovasculaires, d’obésité, de caries et de diabète de type 2. L’ American Heart Association recommande aux femmes de limiter leur consommation de sucres ajoutés à 420 kilojoules (100 kilocalories), soit 25 grammes, et aux hommes à 650 kJ (155 kcal), soit environ 38,75 grammes, par jour. Actuellement, les Américains consomment en moyenne 1 490 kJ (355 kcal) de sucres ajoutés par jour.

La transformation des aliments entraîne souvent des pertes de nutriments, ce qui peut rendre plus difficile la satisfaction des besoins de l'organisme si ces nutriments ne sont pas réintégrés par enrichissement ou fortification. Par exemple, l'utilisation de températures élevées lors de la transformation peut entraîner des pertes de vitamine C. Autre exemple : les céréales raffinées, qui contiennent moins de fibres, de vitamines et de minéraux que les céréales complètes. La consommation de céréales raffinées, comme celles présentes dans de nombreux aliments transformés, au lieu de céréales complètes, pourrait augmenter le risque d' hypercholestérolémie , de diabète et d'obésité, selon une étude publiée dans « The American Journal of Clinical Nutrition » en décembre 2007.

Les gras trans sont naturellement présents dans la viande et les produits laitiers issus des ruminants et peuvent se retrouver en plus grande quantité dans les aliments transformés, notamment certains produits de boulangerie industriels, les desserts, la margarine, les pizzas surgelées, le maïs soufflé pour micro-ondes et les crèmes à café. Il s'agit du type de gras le plus nocif pour la santé, susceptible d'accroître le risque d'hypercholestérolémie, de maladies cardiovasculaires et d'accidents vasculaires cérébraux. Les recommandations alimentaires américaines de 2010 préconisent de limiter au maximum la consommation de gras trans.

D'après une étude publiée dans « Food & Nutrition Research » en 2010, les aliments transformés seraient en réalité plus faciles à digérer que les aliments entiers, ce qui signifie qu'une plus grande partie de leur énergie serait retenue par l'organisme. Cependant, selon un article paru en juin 2004 dans « Current Opinion in Allergy and Clinical Immunology », les aliments transformés seraient également plus allergènes que les aliments entiers. Bien que les conservateurs et autres additifs alimentaires utilisés dans de nombreux aliments transformés soient généralement considérés comme sûrs, certains peuvent poser problème à certaines personnes, notamment les sulfites, les édulcorants artificiels, les colorants et arômes artificiels, le nitrate de sodium, le BHA et le BHT, l'olestra, la caféine et le glutamate monosodique (un exhausteur de goût).

Lors de la conception de procédés pour l'industrie alimentaire, les paramètres de performance suivants peuvent être pris en compte :

• L'hygiène , par exemple mesurée par le nombre de micro-organismes par mL de produit fini.
• L'efficacité énergétique est mesurée par exemple par « la tonne de vapeur par tonne de sucre produite ».
• Minimisation des déchets , mesurée par exemple par le « pourcentage de pertes lors de l'épluchage des pommes de terre ».
• Main-d'œuvre utilisée, mesurée par exemple par « nombre d'heures de travail par tonne de produit fini ».
• Minimisation des arrêts de nettoyage, mesurée par exemple par « le nombre d’heures entre les arrêts de nettoyage ».

Les industries et pratiques de transformation des aliments comprennent les éléments suivants :