Contribution à l’étude du séchage des aliments : Optimisation des conditions du processus et maîtrise de la qualité du produit

Abstract

Bien que le séchage soit une méthode de conservation des aliments d'origine végétale et animale largement utilisée, de nombreuses questions subsistent concernant l'impact des conditions de prétraitement et de séchage sur la qualité nutritionnelle et organoleptique des produits finis. Cette thèse vise à optimiser ces conditions dans le cas du séchage de raisins et de viande de dromadaire, utilisés comme exemples, par différentes techniques (séchage solaire indirect, séchage au soleil, séchage aux micro-ondes à 180 et 270 Watts et séchage statique à 45 et 65°C). Le prétraitement utilisé pour la viande cameline est une saumure à 19% de chlorure de sodium à une température froide de 4°C, ainsi que le temps de trempage des tranches de viande variée entre 30 et 90 minutes ; les tranches de viande ont une épaisseur de 4 mm et 8 mm. Le prétraitement des raisins avant séchage est un trempage dans une solution composée de 2% d’huile d’olive, 2% de carbonate de calcium et 98% d'eau ; la température de la solution est fixée à 60 et 80°C. Les résultats des expériences réalisées montrent une réduction globale de temps de séchage des tranches de viande de 13.19% pour le séchage au soleil. On observe une augmentation du pH des tranches en fonction du temps de trempage, de 6.13 à 6.25, ainsi qu’une augmentation du taux de salinité de 2.90 à 3.94%. Le taux de rétrécissement varie de 46.12 à 51.12%. Les résultats du séchage aux micro-ondes montrent une diminution du temps de séchage en fonction de la puissance, ainsi qu’une réduction de la teneur en lipides, de 3.72% pour la viande fraîche, à 3.13% à 180 Watts et 0.90% à 270 Watts. Une meilleure rétention du taux de protéines des tranches de viande est enregistrée dans le séchage à l’étuve à 65°C, avec 55.48%. Concernant le séchage des raisins par techniques de séchage au soleil direct et de séchage solaire indirect, on relève une diminution du temps de séchage inversement proportionnel au temps de prétraitement, ainsi qu’une augmentation du taux de réhydratation d’environ 50% par rapport aux échantillons non traités pour le séchage au soleil. La rétention de la teneur en polyphénol des raisins séchés révèle un taux encourageant de 645 mg EAG/100 g pour l’échantillon traité séché dans un séchoir solaire indirect, et de 201 mg EAG/100 g pour l’échantillon non traité séché au soleil. Le plan d’expérience Taguchi réalisé permet de d’identifier les modèles mathématiques d’évaluation de teneur en protéine en des conditions de prétraitement et temps de séchage des tranches de viande et des grains de raisin dans les modes de séchage réalisé. En conclusion, le séchage par technique d’étuvage des tranches de viande s’est révélé être une meilleure méthode de préservation de la qualité nutritionnelle dans ce travail de recherche. Pour les raisins, le séchage au séchoir solaire indirect est la technique la plus préservatrice des nutriments et de la qualité du produit.

Although drying is a widely used method for preserving foods of plant and animal origin, many questions remain concerning the impact of pretreatment and drying conditions on the nutritional and organoleptic quality of the finished products. This thesis aims to optimize these conditions in the case of drying grapes and camel meat, used as models, by different techniques (indirect solar drying, sun-drying, microwave drying at 180 and 270 Watts and static drying at 45 and 65°C). The pretreatment used for camel meat is a 19% sodium chloride brine at a cold temperature of 4°C, as well as varying the soaking time of the meat slices between 30 and 90 minutes; the meat slices have a thickness of 4 mm and 8 mm. The pretreatment of grapes before drying is soaking in a solution composed of 2% olive oil, 2% calcium carbonate and 98% water; the temperature of the solution is set at 60 and 80°C. The results of the experiments carried out show an overall reduction in drying time of the meat slices of 13.19% for sun-drying. An increase in the pH of the slices is observed as a function of soaking time, from 6.13 to 6.25, as well as an increase in the salinity rate from 2.90 to 3.94%. The shrinkage rate varies from 46.12 to 51.12%. The results of microwave drying show a decrease in drying time as a function of power, as well as a reduction in fat content, from 3.72% for fresh meat, to 3.13% at 180 Watts and 0.90% at 270 Watts. Better retention of the protein content of the meat slices is recorded in oven drying at 65°C, with 55.48%. Concerning the drying of grapes by open sun-drying and indirect solar drying techniques, there is a decrease in drying time inversely proportional to the pretreatment time, as well as an increase in the rehydration rate of about 50% compared to untreated samples for sun drying. The retention of the polyphenol content of dried grapes reveals an encouraging rate of 645 mg GAE/100 g for the treated sample dried in an indirect solar dryer, and 201 mg GAE/100 g for the untreated sun-dried sample. The Taguchi experimental design carried out allows identifying the mathematical models for evaluating the protein content under pretreatment conditions and drying time of meat slices and grape berries in the drying modes performed. In conclusion, oven drying of meat slices proved to be a better method of preserving nutritional quality in this research work. For grapes, indirect solar dryer drying is the most preservative technique for nutrients and product quality.

على الرغم من أن التجفيف هو طريقة شائعة الاستخدام لحفظ الأغذية النباتية والحيوانية المصدر، لا تزال هناك العديد من التساؤلات حول تأثير ظروف المعالجة المسبقة والتجفيف على الجودة الغذائية والحسية للمنتجات النهائية. تهدف هذه الأطروحة إلى تحسين هذه الظروف في حالة تجفيف العنب ولحم الجِمال، المستخدمين كنماذج، باستخدام تقنيات مختلفة (تجفيف شمسي غير مباشر وتجفيف تحت الشمس وتجفيف بالميكروويف عند 180 و270 واط وتجفيف ثابت، عند 45 و65 درجة مئوية). المعالجة المسبقة المستخدمة للحم الجمال هي محلول ملح كلوريد الصوديوم بنسبة 19٪ عند درجة حرارة باردة 4 درجات مئوية، فضلاً عن تغيير وقت نقع شرائح اللحم بين 30 و90 دقيقة؛ تبلغ سماكة شرائح اللحم 4 ملم و8 ملم. المعالجة المسبقة للعنب قبل التجفيف هي نقعه في محلول مكون من 2٪ زيت زيتون و2٪ كربونات الكالسيوم و98٪ ماء؛ تم ضبط درجة حرارة المحلول عند 60 و80 درجة مئوية. تُظهر نتائج التجارب التي أجريت انخفاضًا عامًا في وقت تجفيف شرائح اللحم بنسبة 13.19٪ للتجفيف بالشمس. يُلاحظ زيادة في درجة الحموضة للشرائح تبعًا لوقت النقع، من 6.13 إلى 6.25، فضلاً عن زيادة في معدل الملوحة من 2.90 إلى 3.94٪. يتراوح معدل الانكماش من 46.12 إلى 51.12٪. تُظهر نتائج التجفيف بالميكروويف انخفاضًا في وقت التجفيف تبعًا للقدرة، فضلاً عن انخفاض في محتوى الدهون، من 3.72٪ للحم الطازج، إلى 3.13٪ عند 180 واط و0.90٪ عند 270 واط. يتم تسجيل احتفاظ أفضل بمحتوى البروتين لشرائح اللحم في التجفيف بالفرن عند 65 درجة مئوية، بنسبة 55.48٪. فيما يتعلق بتجفيف العنب بتقنيات التجفيف بالشمس المباشر والمجفف الشمسي غير المباشر، هناك انخفاض في وقت التجفيف عكسيًا مع وقت المعالجة المسبقة، فضلاً عن زيادة في معدل إعادة الترطيب بنحو 50٪ مقارنة بالعينات غير المعالجة للتجفيف بالشمس. يكشف الاحتفاظ بمحتوى مركبات البوليفينول من العنب المجفف عن معدل مشجع يبلغ 645 ملغ مكافئ حمض الجالك/100 غرام للعينة المعالجة المجففة في مجفف شمسي غير مباشر، و201 ملغ مكافئ حمض الجالك/100 غرام للعينة غير المعالجة المجففة بالشمس. يسمح تصميم التجارب التاجوشي المنفذ بتحديد النماذج الرياضية لتقييم محتوى البروتين في ظل ظروف المعالجة المسبقة ووقت تجفيف شرائح اللحم وحبات العنب في أنماط التجفيف المنفذة. في الختام، أثبت تجفيف شرائح اللحم بتقنية الفرن أنه أفضل طريقة للحفاظ على الجودة الغذائية في هذا العمل البحثي. بالنسبة للعنب، يعد التجفيف بالمجفف الشمسي غير المباشر هو التقنية الأكثر حفاظًا على العناصر الغذائية وجودة المنتج.