10 sa-boissons

SCIENCE DES ALIMENTSBTS QIABI

CHAPITRE 10: LES BOISSONSPROGRAMME

Rfrence : SA-boissons Date : 03/2012 Page : 1/30

Classification des eaux Eaux destines la consommation humaine : - On donnera la dfinition des eaux destines la consommation humaine - On envisagera sommairement lpuration des eaux uses et le traitement des eaux en vue de leur utilisation alimentaire. - On dveloppera le principe des principales mthodes de contrle des eaux (analyses physiques (turbidit, conductivit, pH), analyses chimiques (duret totale, titre alcalimtrique complet, nitrites, nitrates, chlorures, sulfates, oxydabilit au KMnO4, ions ammonium), analyses bactriologiques (numration totale 37C et 22C, coliformes thermorsistants 44C, streptocoques fcaux 37C, Clostridium sulfitorducteurs 37C). Eaux minrales naturelles : - On prcisera les oprations autorises (dcantation, filtration, limination ou addition de dioxyde de carbone) - On donnera les diffrentes dnominations ainsi que les mentions obligatoires figurant sur ltiquetage. Boissons sans alcool (jus de fruits, jus de lgumes, sirops) : - On donnera une classification des diffrents jus de fruits et jus de lgumes (jus de fruits frais et jus de fruit surgel, jus de fruit concentr, nectar de fruit, jus de fruit dshydrat). On prcisera chaque fois les conditions de leur conservation ainsi que ltiquetage rglementaire - On prcisera laide de quelques exemples les principales techniques de fabrication de jus de fruits et de jus de lgumes : dcantation, tamisage, centrifugation, clarification et filtration. - On dcrira les principaux traitements permettant leur conservation : agents chimiques, pasteurisation, concentration. - On dfinira les boissons au jus de fruit, les sodas et les sirops. Caf et th - On dcrira les deux varits de grains de caf (arabica et robusta) - On prcisera le but et les modalits de la torrfaction et on voquera les problmes demballage du caf torrfi - Les principes des technologies de fabrication du caf dcafin seront prciss - Ltude du th sera limite la prsentation sommaire de sons usinage.


CHAPITRE 10: LES BOISSONS


IntroductionLeau est le principal constituant de notre organisme (60% environ) et nous en liminons environ 1,5 L par jour. Cette quantit doit tre apporte pour rgnerer le stock deau de lorganisme. Les boissons permettent de satisfaire ce besoin. Leau, du robinet ou minrale, devrait dans tous les cas reprsenter lapport hydrique principal. Chaque eau est caractrise par sa teneur en sels minraux et en oligo-lments. Les autres boissons vont permettre doffrir des plaisirs gustatifs supplmentaires au consommateur ou vont lui apporter des substances euphorisantes ou excitantes. Elles sont consommer avec modration car elles constituent souvent un apport calorique non ngligeable. De plus, certaines boissons ont un indice glycmique lev provoquant des pics dinsuline, susceptibles de favoriser lapparition du diabte.

1. Classification des boissonsLes boissons sont classes en 5 groupes associs aux licences qui permettent de les vendre. La lgislation sur la vente des boissons est trs stricte. Classification Groupe 1 Description Exemples Boissons sans alcool ou Eaux, jus de fruits, limonade, ne titrant pas plus de th, caf, infusion, chocolat 1,2 dalcool BRSA (boissons rafraichissantes sans alcool) Vins, bires, cidres, crme de cassis, vins doux naturels, hydromel, jus de fruits ou de lgume titrant de 1,2 3 dalcool, champagne Boissons ne titrant pas Liqueurs de cassis, fraise, vins plus de 18 dalcool pur de liqueurs, apritifs base de vin Boissons provenant de Rhums, tafias, liqueurs la distillation de dulcores ou anises boissons fermentes Toutes les autres Cognac boissons non interdites la vente Boissons fermentes non distilles Licence Licence I, II, III,IV petite et grande licence restaurant, petite et grande licence emporter Licence II, III, IV petite et grande licence restaurant, petite et grande licence emporter Licence III, IV grande licence restaurant, grande licence emporter Licence IV grande licence restaurant, grande licence emporter Licence IV grande licence restaurant, grande licence emporter

Groupe 2

Groupe 3

Groupe 4

Groupe 5

Remarque : 1 dalcool correspond 1% en volume dalcool. Les boissons alcoolises seront traites dans le prochain chapitre.




2. Les eaux potablesLes eaux potables sont les eaux destines la consommation humaine, pour la boisson et pour leur usage domestique. Chaque franais consomme en moyenne 150 Litres deau par jour, et en produit presque autant deau sale. Cette eau est recycle pour pouvoir continuer couvrir nos besoins. Dfinition de leau potable ou propre la consommation : Eau qui ne doit pas porter atteinte la sant humaine en rpondant des normes de qualit sappuyant sur des travaux mdicaux tablissant les "doses maximales admissibles" (quantits de substances qu'un individu peut absorber sans risque, tous les jours de sa vie, avec une marge de scurit confortable).

2.1.

Lpuration des eaux

Leau du robinet provient des rivires (eau de surface) ou de nappes profondes. Cette eau doit tre traite pour atteindre une qualit suffisante pour assurer que son utilisation sera sans risque pour le consommateur. Aprs utilisation, les eaux uses sont collectes pour tre recycles dans des stations dpuration avant dtre rejetes dans les rivires. Ce recyclage se nomme puration. Son but est dliminer dventuels toxiques et de rduire la teneur en molcules organiques ou inorganiques qui sont des substrats pour les microorganismes afin dempcher leur croissance. Aprs un traitement primaire (oprations de sparation physique), leau et les boues subissent un traitement secondaire qui est une digestion en anarobiose ou en arobiose par des microorganismes. Loxydation de la matire organique peut tre ralise par diffrents procds.

2.1.1. Les lits bactriensCest un procd de dgradation de la matire organique en arobiose par des bactries fixes. Leau contenant les matires organiques solubles est dverse uniformment sur un lit constitu de particules poreuses (pouzzolane ou plastique) recouvertes dun biofilm bactrien (fine pellicule en surface comprenant des microorganismes de diffrentes espces fixes grce des molcules polysaccharidiques visqueuses). Leau ruisselle par gravit au sein du lit, et lair circule naturellement, apportant loxygne ncessaire au dveloppement bactrien. Les bactries utilisent les molcules organiques de leau pour leur croissance.




Leau recueillie la base du lit est dbarrasse de 90% des composs organiques. Utilisation pour les petites collectivits : 200 2000 habitants Systme simple et peu couteux

2.1.2. Les boues activesCest un procd de dgradation de la matire organique en arobiose par des bactries mobiles. Les eaux uses sont mlanges et ares dans un grand rservoir. Des bactries produisant des substances muqueuses se dveloppent et forment des floculats, substrat sur lequel se fixent bactries, champignons, protozoaires qui consomment la matire organique pour se dvelopper. Leffluent passe ensuite dans un bassin de sdimentation o les floculats sont spars de leau pure. Une partie des floculats, ou boues actives, sont renvoyes vers le bassin daration pour servir dinoculum. Le reste est transfr en digesteur anarobie. Utilisation pour les petites collectivits : 500 2000 habitants Systme plus complexe mais plus efficace, utilisation en traitement des rejets industriels.

2.2.

Traitement pour obtenir de leau potable

En fonction de la qualit de leau brute, on aura un traitement simple (dsinfection uniquement) ou un traitement physique ou chimique plus complexe afin dliminer des molcules dangereuses ou gnantes. Les tapes sont les suivantes : Prtraitement : on enlve les grosses particules ou les huiles Clarification : on enlve les particules fines Affinage : modification de la minralisation Dferrisation, dmanganisation : les taux trop levs de fer et de manganse donnent un got et une couleur dsagrable, voir des dpts (corrosion, baisse de dbit, neutralisation des dsinfectants Dnitrification, dnitratation : soit chimique ou bactriologique Adoucissement : pour enlever lexcs de carbonate de calcium Dsinfection : pour obtenir une eau de bonne qualit microbiologique




Les traitements et procds de potabilisation autoriss sont lists dans la circulaire DG 5/VS 4 n 2000166 du 28 mars 2000 : http://circulaire.legifrance.gouv.fr/pdf/2009/04/cir_2179.pdf Traitement / Procd Coagulants Exemple Sels daluminium Rles limination des particules fines en trois tapes successives : - coagulation - floculation (agitation favorisant le grossissement des particules) - dcantation ou flottation limination des germes pathognes effet rmanent : chlore effet non rmanent : UV

Adjuvants de floculation Dsinfection

Silice, argile, alginate, Chlore et drivs (eau de javel), UV, dioxyde de soufre permanganate de potassium Air, ozone, oxygne, peroxyde dhydrogne Soude, NaCO3, chaux, H2SO4, HCl, bicarbonate de sodium Carbonate de magnsium, chlorure de calcium, carbonates de calcium et magnsium silicates de sodium, polyphosphates, acide phosphorique Rsine anionique Rsine cationique Osmose inverse Ultrafiltration Sur charbon actif

Oxydorduction

Correction de pH (eaux agressives)

Correction de la minralisation (reminralisation)

Une eau acide (trop de CO2) attaque les canalisations (dissout le carbonate de calcium et attaque les mtaux dont le plomb) Le CO2 est fix par des ions sous forme de carbonate et limin par filtration. Les eaux ayant subi une correction de pH sont dminralises, on doit leur rajouter des minraux.

Inhibition de la prcipitation du CaCO3 Echangeurs Filtration

Une eau charge en CO2 est entartrante (dpts de calcaire) si elle contient du calcium ou du magnsium. Dnitratation ou adoucissement (limination dune partie du calcium et du magnsium) Adoucissement de leau Dsinfection (seuil de coupure infrieur 20 nm) Elimination des pesticides

2.3. Rglementation de la qualit des eaux destines la consommation humaine




Dfinition des Eaux Destines la consommation humaine dans la rglementation : Toutes les eaux qui, soit en ltat, soit aprs traitement, sont destines la boisson, la cuisson, la prparation ou dautres usages domestiques, quelles soient fournies par un rseau de distribution , partir dun camion-citerne, bateau-citerne, en bouteilles ou en conteneurs, y compris les eaux de source ; Toutes les eaux utilises dans les entreprises alimentaires pour la fabrication, la transformation, la conservation ou la commercialisation de produits ou de substances, destines la consommation humaine, qui peuvent affecter la salubrit de la denre alimentaire finale, y compris la glace alimentaire dorigine hydrique. Dans un texte lgislatif (Arrt du 11 janvier 2007 relatif aux limites et rfrences de qualit des eaux brutes et des eaux destines la consommation humaine mentionnes), sont indiqus deux sortes de paramtres : Les limites rglementaires Les eaux de distribution ont une obligation de conformit pour des paramtres microbiologiques et chimiques. 62 paramtres sont rglements. Les paramtres microbiologiques sont simples : absence de E. coli et dentrocoques dans 100 mL. Les paramtres chimiques donnent les limites acceptables pour un certain nombre de substances indsirables (arsenic, nitrates , pesticides, plomb, ). Les rfrences de qualit Ces paramtres sont des indicateurs de qualit qui refltent le fonctionnement des installations de production deau. Ce sont des paramtres microbiologiques, chimiques, et organoleptiques.

2.4.

mthodes de contrle des eaux de distribution

Les analyses sont effectues rgulirement par des laboratoires agrs par le ministre de la sant.

2.4.1. Les analyses physiquesParamtre Mthode (Principe) Norme Conformit

Conductimtrie : mesure des proprits conductrices dlectricit dune solution. Elle mesure la quantit globale de minraux, plus une eau Conductivit est minrale, plus elle conduit llectricit (une solution d'eau pure ne conduit que trs peu l'lectricit). Une conductivit leve est associe une eau corrosive. pH Potentiomtrie. La mesure du pH est importante car elle reflte lagressivit de leau.

NF EN 27888

200 1100 S/cm 25C

NF T 90-008

6,5 9




Turbidit

Nphlomtrie : mesure de la lumire diffuse. Elle reflte la prsence de particule dans leau. Une eau doit tre limpide.

NF EN ISO 7027

< 0,5 NFU la mise en distribution < 2 NFU au robinet

2.4.2. Les analyses chimiquesParamtres Ammonium Chlorures Nitrates Conformit 0,1 mg/L 250mg/L 50 mg/L Eaux corrosives Formation de chloramines, got de chlore, signe de pollution Au-del leau a got de chlore, du au traitement de dsinfection de leau. Les nitrates ne prsentent pas de danger pour lhomme mais ils sont transforms en nitrites toxiques. La prsence de nitrates et nitrites dans les eaux de surface a tendance augmenter du fait de leur utilisation excessive comme engrais. Oxydation La matire organique modifie les proprits organoleptiques de leau et favorise la multiplication des chimique 10minutes microorganismes. 100C Eaux corrosives Effet laxatif, la rduction en H2S par les bactries provoque lapparition de mauvaises odeurs, effet corrosif sur le cuivre.

Nitrites

0,5 mg/L

Oxydabilit KMnO4

au 5mg/L O2

Sulfates

250mg/L

Equilibre calcocarbonique : le CO2 se trouve sous des formes diffrentes dans leau CaCO3 : insoluble, il forme une fine pellicule protectrice la surface des canalisations. Si pH infrieur au pH dquilibre, trop de CO2: eau agressive, dissolution du CaCO3 et corrosion des canalisations. Si pH suprieur au pH dquilibre, pas assez de CO2 : eau entartrante, dpts importants dans les canalisations.




2.4.3. Les analyses microbiologiquesLes analyses microbiologiques de leau, du fait du faible nombre de microorganismes, doivent tre ralises par la mthode de la filtration sur membrane. Les membranes sont ensuite disposes sur le milieu de culture appropri qui est incub une temprature variable. Bactrie recherche Mthode Milieu de culture Incubation Conformit Germes arobies EN ISO 6222 PCA 22C

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