Emploi des rayonnements ionisants dans la conservation des produits de la pêche

Effet des rayonnements ionisants sur les produits de la pêche Beaucoup de travaux dans ce champs ont utilisés comme source :le 60 Co, mais compte tenu de la disponibilité de plus en plus rare de cette source, les recherches dans le domaine de traitement ionisant des denrées devront se pencher sur l’utilisation d’accélérateurs d’électrons. Le paramètre clé qui distingue une installation de 60 Co et celle d’accélérateurs d’électrons est l’accélération de la dose appliquée au produit.(McKEOWN et DREWELL, 1996). 

Modifications biologiques : effets sur les agents d’altération

Le but primordial du traitement des denrées alimentaires par les rayonnements ionisants est d’en allonger la durée de conservation, donc de réduire au maximum les facteurs d’altération. L’altération des produits de la pêche est le fait, outre la dégradation enzymatique et aseptique du muscle, de l’action de divers insectes et parasites, ainsi que la prolifération de germes de contamination. L’ionisation a des effets identiques sur tous les organismes vivants. Elle provoque :  » Au niveau moléculaire, des perturbations des systèmes enzymatiques et des altérations des molécules d’ ADN (ruptures de liaisons « hydrogène » et de chaînes, formation de ponts).  » Au niveau cellulaire, des modifications membranaires. De la complexité des molécules d’ADN résulte la diversité de leurs modifications radioinduites. Les altérations les moins importantes peuvent être réparées par la cellule. Cependant, des modifications  même mineures quantitativement pourront avoir de graves conséquences pour la cellule : blocage de la réplication et par suite de la division cellulaire ou mort de la cellule par arrêt des synthèses protéiques. L’action létale est soit directe sur la molécule d’ADN (30% des cas), soit indirecte par amplification des altérations métaboliques. Les rayonnements ionisants bouleversent aussi les structures lipoprotéines des membranes cellulaires (surtout mitochondriales). Il s’ensuit des perturbations biochimiques et une modification de la perméabilité cellulaire. L’ionisation aura donc, sur les agents d’altération des produits de la pêche, des effets létaux ou inhibiteurs selon la dose de rayonnement appliquée et selon la sensibilité propre de l’organisme vivant ionisé .Cette sensibilité est d’autant plus grande que le degré d’évolution et d’organisation est élevé.

Action sur les enzymes

Les doses d’ionisation usuellement appliquées aux denrées alimentaires ne suffisent pas à bloquer ou à supprimer l’activité de leurs systèmes enzymatiques. Seules, des doses très élevées, 50 à 200kGy sont efficaces. (LEDALLIC, 1973).Malheureusement elles engendrent des modifications organoleptiques indésirables. D’où la nécessité de combiner l’ionisation (dose faible) avec un traitement thermique. 

Action sur les parasites et les insectes

Ces organismes jouent un rôle important dans l’altération des produits de la pêche. Si certains constituent un danger pour l’homme, d’autres 38 s’attaquent aux denrées entreposées. Et cela a un coût élevé puisque parmi les motifs de saisie des poissons fumés séchés provenant d’Afrique de l’Ouest vers l’Angleterre figure l’infestation par les insectes et cela entraîne la saisie par les services sanitaires de l’aéroport de près de ¼ de la quantité de poissons fumés séchés exportés avec un coût global 240000₤ à 390000₤ par an. (WARD, 2003). Les larves d’Anisakis (nématode, parasite intestinal) se développent dans le plancton. Ingérées par le hareng (Clupea harengus), elles pénètrent dans sa chair ; d’où le danger pour les consommateurs de harengs crus salés (la saumure ne tue pas les larves). Une dose d’ionisation de 6kGy est suffisante pour écarter les risques de transmission. (BOLNOT et al., 1984) et (LEDALLIC, 1973). Dans les pays tropicaux, des Dermestes (coléoptères) s’attaquent aux stocks de poissons séchés ou fumés et sont d’ailleurs responsables,en Afrique,de la destruction de 50à 70% du poisson conservé par séchage (LEDALLIC,1973). Les poisson-chat (Clarias gariepinus ) fumés –séchés non soumis au traitement ionisant ont une durée de conservation inférieur à une semaine lors du stockage dans une température ambiante(21-31°C) ,cela est due à l’infestation par les insectes principalement Dermestes maculatus et des formes larvaires et adultes.(AWORTH et al.,1999). Au Nigeria, AWORTH et al., on constaté qu’en irradiant ces poissons salés-fumés qui, auparavant, ne pouvaient dépasser la durée d’une semaine, avec les doses allant de 2 à 6kGy, ils pouvaient être 39 conservés jusqu’à 6 mois à 21-31°C sans infestation par les insectes. Aux Philippines, (Pablo cité par Kodo,1990), rapporte que parmi les facteurs responsables des graves dommages causés par Dermestes carnivorus, se trouvent leur fort potentiel de reproduction, leur développement rapide et leur aptitude à envahir un stock de poissons, particulièrement si ceux-ci sont entreposés en vrac. Cet auteur préconise la dose optimale de 2,25kGy pour détruire immédiatement ce coléoptère. Selon LeDallic, (1973) des doses comprises entre 50 et 350Gy, détruisent les œufs et suppriment la mutation des larves, stérilisent les adultes males et femelles et réduisent leur durée de vie. De telles doses bloquent aussi la mutation des nymphes et si certaines arrivent à donner des adultes, ceux-ci sont stériles. Il n’existe pas une dose globale de désinsectisation. La dose efficace est fonction de l’insecte, de la denrée traitée, de sa présentation et de l’effet recherché par le traitement: ƒ Immédiat, à court terme, c’est la destruction de l’insecte qui nécessité une dose plus élevée. ƒ Différé, à long terme avec la stérilisation des adultes pour laquelle une dose plus faible est suffisante. L’élimination des insectes par les rayonnements ionisants présente des avantages certains par rapport aux traitements chimiques classiques. En effet les parasites et insectes se trouvent le plus souvent à l’intérieur de la denrée animale. Ils sont donc difficilement atteints par les pesticides et insecticides et acquièrent souvent des résistances vis-à-vis de ceux-ci. De plus, ces produits sont susceptibles de laisser les résidus dans les aliments traités. L’ionisation permet en outre le traitement des denrées à travers n’importe quel emballage, évitant ainsi toute réinfestation. Une étude effectué en Egypte a montré que 92,44% de 144 personnes participant à un déjeuner à base d’aliments traités par ionisation, l’ont 40 qualifié de délicieux et n’ont fait aucune différence entre aliments traités par ionisation et des échantillons non ionisés. Les mêmes auteurs notent que le coût total pour le traitement d’une tonne de poissons fumés s’élève à 78 US dollars. L’application de l’ionisation à l’élimination des insectes et parasites présente un grand intérêt pour les pays en voie de développement. (MOHIE ELDIN ZOHEAR EL-FOULY et al., 1999).

Action sur les micro-organismes

L’ionisation des aliments fait toujours objet d’études pour l’intérêt qu’elle présente dans la réduction des microorganismes responsables de la détérioration des denrées et comme méthode de désinfection qui inactive les micro-organismes pathogènes chez les fruits de mer qui sont à l’origine des accidents de toxi-infection alimentaire.(HAREWOOD et al.,1994 ). Les produits de la pêche constituent un milieu privilégié pour la prolifération de nombreux micro-organismes d’altération ou pathogènes. La destruction des germes par les rayonnements ionisants dépend de facteurs extrinsèques et de facteurs intrinsèques.

Les facteurs extrinsèques de l’effet léthal:

Caractéristiques de l’aliment, citons parmi eux • L’état physique du milieu ou de l’aliment: – l’humidité accroît la radiosensibilité des microorganismes (radiolyse de l’eau, formation des radicaux libres à effet toxique sur l’agent microbien). (BOLNOT et al., 1984) 41 – Dans un aliment déshydraté, il faut multiplier les doses d’irradiation par 2 ou 3 ; dans les farines de poissons ou de viande. • La composition chimique du milieu: l’effet oxygène (la présence d’oxygène sensibilise le germe aux rayonnements ionisants mais augmente du même coup les phénomènes d’oxydation des lipides de la denrée); le rôle radioprotecteur de certains constituants du milieu (composés soufrés, réducteurs…) ou celui favorisant les effets les de l’ionisation, éléments tels que les acides organiques ou les peroxydes. III.1.5. Les facteurs intrinsèques de l’effet léthal L’efficacité du traitement ionisant dépend de la contamination initiale : plus celle-ci est élevée plus la dose appliquée devra être importante (d’où l’intérêt de traiter des denrées initialement peu contaminées) ; elle dépend également de la nature des micro-organismes (type, espèce, souche…).

Modifications quantitatives

La flore microbienne peut être très abondante dans les produits de la pêche. La prolifération de ces micro-organismes y est très rapide. La population passerait de quelques milliers à quelques millions de germes par gramme en 2 ou 3 jours à 0°C. Ces valeurs sont d’autant plus fortes que la température est élevée. En Malaisie, les principaux microorganismes isolés chez les poissons salés sont : Pediococcus halophilus, vibrio costicola et Planococcus sp. Parmi les champignons il y a prédominance de Aspergillus niger (plus de 50%), tandisque d’autres 42 espèces telles que A .flavus, A .fumigatus et A. ochraceus, Penicillium chrysogeum sont également isolé dans les échantillons des poissons salés séchés, mais il a constaté que tous ces germes responsables de la détérioration des poissons salés séchés étaient tous radiosensibles à la dose de 500 krad (5 kGy), ce qui est responsable de l’allongement de la durée de conservation de 2à 4 fois. (ITO et ABU, 1985). La possibilité d’utiliser une source des rayonnements gamma 60 Co pour l’inactivation des coliformes totaux, coliformes fécaux, Escherishia coli, clostridium perfringens dans les fruits de mer a été étudié et les résultats ont abouti à la moyenne des valeurs D10 égale à 1,32 kGy pour les coliformes totaux, 1,39 kGy pour les coliformes fécaux, 1,54kGy pour E.Coli. (HAREWOOD et al., 1994) . Pour une espèce de micro-organisme donnée, exposée à une source de rayonnements ionisants, la courbe de survie est d’allure exponentielle. La réduction de la population microbienne obéit donc à la loi N=N0eKdose , fonction de la dose. N est le nombre de germes ayant survécu au traitement, No la contamination initiale et K une constante. A chaque dose de radiation ionisante équivalente correspond une proportion identique de population microbienne détruite. Graphiquement, cette relation se traduit par une droite : ceci n’est pas sans rappeler les courbes cinétique de destruction par la chaleur. On définit la dose d’ionisation permettant une réduction une réduction de population microbienne d’un logarithme. On parlera de Dose de Réduction Décimale (DRD ou D), dose provoquant la destruction de 90% de la population initiale.