Stabilité
comprendre comment l’eau, les matières grasses, la structure, la température et l’environnement influencent l’évolution d’un produit pour préserver durablement sa texture, son aspect, son goût et sa sécurité.
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notion TECHNOLOGIQUE — LA STABILITÉ
Introduction
La stabilité désigne la capacité d’un produit à conserver ses caractéristiques dans le temps.
Un produit stable doit maintenir aussi longtemps que possible :
- sa texture ;
- sa structure ;
- son aspect ;
- son goût ;
- son odeur ;
- sa sécurité microbiologique ;
- ses propriétés technologiques.
En chocolaterie et en confiserie, la stabilité ne dépend jamais d’un seul paramètre.
Elle résulte d’un équilibre entre :
formulation + eau + matières grasses + structure + température + emballage + temps.
Un produit peut paraître parfaitement stable visuellement tout en étant instable microbiologiquement, ou au contraire être microbiologiquement stable tout en présentant une dégradation de texture ou d’aspect.
Qu’est-ce qu’un produit stable ?
Un produit stable est un produit dont les caractéristiques évoluent peu pendant la durée de conservation prévue.
Cette stabilité doit être évaluée selon plusieurs dimensions :
- physique ;
- microbiologique ;
- chimique ;
- oxydative ;
- sensorielle.
Il faut donc éviter de parler de stabilité comme d’une notion unique.
Tableau technologique
| Type de stabilité | Ce qu’elle concerne |
|---|---|
| Stabilité physique | Texture, structure, dispersion, émulsion, cristallisation |
| Stabilité microbiologique | Développement des micro-organismes |
| Stabilité chimique | Réactions entre composants |
| Stabilité oxydative | Oxydation des matières grasses et composés sensibles |
| Stabilité sensorielle | Goût, odeur, couleur, texture |
| Stabilité thermique | Résistance aux variations de température |
| Stabilité hygrométrique | Résistance aux échanges d’humidité |
La stabilité physique
La stabilité physique concerne la capacité du produit à conserver sa structure.
Elle peut concerner :
- une émulsion ;
- une mousse ;
- un gel ;
- une dispersion ;
- un réseau cristallin ;
- une structure sucrée.
Les principaux défauts sont :
- séparation ;
- déphasage ;
- recristallisation ;
- synérèse ;
- remontée grasse ;
- ramollissement ;
- durcissement ;
- perte de volume.
Exemple : une ganache
Une ganache stable doit conserver :
- son homogénéité ;
- son émulsion ;
- sa texture ;
- sa fermeté ;
- son aspect.
Une ganache peut devenir physiquement instable si :
- la phase grasse se sépare ;
- de l’eau migre ;
- les matières grasses migrent ;
- le chocolat recristallise mal ;
- la température de stockage varie trop.
Exemple : une pâte de fruits
La stabilité physique d’une pâte de fruits dépend notamment :
- du réseau de pectine ;
- de la concentration en sucres ;
- du pH ;
- de l’extrait sec ;
- de l’humidité ambiante.
Une pâte de fruits peut évoluer vers :
- synérèse ;
- dessèchement ;
- collage ;
- recristallisation ;
- ramollissement.
Exemple : un caramel
Un caramel peut être physiquement instable s’il :
- recristallise ;
- tranche ;
- relargue de la matière grasse ;
- devient trop mou ;
- absorbe de l’humidité.
Sa stabilité dépend fortement de :
- l’eau résiduelle ;
- la nature des sucres ;
- la matière grasse ;
- la température ;
- l’humidité.
La stabilité microbiologique
La stabilité microbiologique désigne la capacité du produit à empêcher ou limiter le développement des micro-organismes.
Elle dépend principalement :
- de l’Aw ;
- du pH ;
- de la température ;
- de l’hygiène ;
- du conditionnement ;
- de la durée de conservation.
C’est une notion essentielle pour les produits contenant de l’eau.
Aw et stabilité
L’Aw mesure la disponibilité de l’eau pour les micro-organismes et les réactions.
Une Aw élevée favorise généralement :
- développement microbien ;
- réactions enzymatiques ;
- certaines réactions chimiques.
Une Aw plus basse améliore généralement la stabilité microbiologique.
Mais :
faible Aw ≠ stabilité totale.
Un produit peut être protégé microbiologiquement tout en s’oxydant ou en changeant de texture.
pH et stabilité
Le pH influence fortement la croissance microbienne.
Un milieu acide peut limiter le développement de certains micro-organismes.
Mais le pH ne doit jamais être utilisé seul pour évaluer la conservation.
Il faut croiser :
pH + Aw + température + hygiène + formulation.
Stabilité et température
La température est l’un des paramètres les plus importants.
Une température élevée accélère généralement :
- réactions chimiques ;
- oxydation ;
- migration ;
- ramollissement ;
- vieillissement.
Les variations de température peuvent également provoquer :
- condensation ;
- recristallisation ;
- migration des matières grasses ;
- blanchiment du chocolat.
Pourquoi une température stable est-elle importante ?
Un produit peut supporter une température moyenne correcte mais mal réagir à des cycles répétés.
Exemple :
16 °C → 24 °C → 16 °C → 24 °C
Ces variations peuvent provoquer :
- fusion partielle ;
- recristallisation ;
- migration ;
- modification de texture.
La stabilité thermique est donc souvent plus importante que la température moyenne seule.
La stabilité chimique
La stabilité chimique concerne les réactions qui peuvent modifier les composants du produit.
On peut rencontrer :
- hydrolyse ;
- oxydation ;
- réactions de Maillard ;
- inversion du saccharose ;
- dégradation des arômes ;
- dégradation des pigments.
Certaines réactions peuvent être recherchées pendant la fabrication mais devenir indésirables pendant le stockage.
Exemple : inversion du saccharose
Le saccharose peut être hydrolysé en glucose et fructose sous certaines conditions.
Cette réaction est favorisée notamment par :
- acidité ;
- chaleur ;
- temps.
Une inversion excessive peut modifier :
- hygroscopicité ;
- texture ;
- cristallisation ;
- pouvoir sucrant.
La stabilité oxydative
La stabilité oxydative concerne principalement les matières grasses.
Les lipides peuvent réagir avec l’oxygène.
Cette oxydation entraîne :
- rancissement ;
- odeurs parasites ;
- perte aromatique ;
- dégradation de la qualité.
Les matières grasses riches en acides gras insaturés sont généralement plus sensibles.
Fruits secs et oxydation
Les noisettes, amandes, pistaches, noix et autres fruits secs contiennent des huiles.
Ces huiles peuvent s’oxyder avec le temps.
La stabilité dépend alors de :
- l’oxygène ;
- la lumière ;
- la température ;
- le degré de torréfaction ;
- l’emballage.
La lumière
La lumière peut accélérer certaines réactions d’oxydation.
Elle peut également dégrader :
- pigments ;
- arômes ;
- vitamines ;
- matières grasses sensibles.
Un stockage à l’abri de la lumière améliore généralement la stabilité.
L’oxygène
L’oxygène peut favoriser :
- rancissement ;
- perte aromatique ;
- oxydation des pigments.
La quantité d’air présente dans l’emballage peut donc influencer la durée de conservation.
La stabilité sensorielle
Un produit peut rester sûr mais perdre sa qualité sensorielle.
Par exemple :
- perte d’arôme ;
- changement de couleur ;
- durcissement ;
- texture plus sèche ;
- rancissement léger ;
- perte de fondant.
La durée de vie sensorielle peut donc être plus courte que la durée de vie microbiologique.
La couleur
La couleur peut évoluer sous l’effet :
- de l’oxydation ;
- de la lumière ;
- de la chaleur ;
- de réactions chimiques ;
- de migrations.
Un changement de couleur peut être le premier signe visible d’une instabilité.
La stabilité des émulsions
Une émulsion stable doit empêcher la séparation progressive des phases.
Les défauts possibles sont :
- floculation ;
- coalescence ;
- crémage ;
- déphasage.
La stabilité dépend :
- du type d’émulsifiant ;
- du cisaillement ;
- de la taille des gouttelettes ;
- de la viscosité ;
- de la température.
La stabilité des mousses
Une mousse est constituée de bulles de gaz dispersées dans une phase continue.
Elle peut devenir instable par :
- drainage ;
- coalescence ;
- effondrement ;
- perte d’air.
Les protéines et certains stabilisants peuvent améliorer sa tenue.
La stabilité des gels
Un gel repose sur un réseau tridimensionnel.
Sa stabilité dépend :
- de la nature du gélifiant ;
- de la concentration ;
- du pH ;
- de la température ;
- de la quantité d’eau.
Un gel instable peut présenter :
- synérèse ;
- ramollissement ;
- rupture ;
- dessèchement.
La synérèse
La synérèse correspond à l’expulsion d’une partie de l’eau contenue dans un gel.
Le réseau se contracte et rejette du liquide.
Elle peut être observée dans :
- pâtes de fruits ;
- gels ;
- certains produits laitiers.
Elle témoigne d’une stabilité physique insuffisante.
La stabilité cristalline
Dans les produits contenant des matières grasses ou des sucres cristallisables, la structure cristalline est essentielle.
Elle concerne notamment :
- chocolat ;
- beurre de cacao ;
- caramels ;
- fondants ;
- produits riches en saccharose.
Une cristallisation mal maîtrisée peut entraîner :
- blanchiment ;
- grainage ;
- texture sableuse ;
- perte de brillant ;
- changement de fermeté.
Stabilité du chocolat
La stabilité du chocolat dépend en particulier de :
- la cristallisation du beurre de cacao ;
- la température ;
- l’humidité ;
- les migrations de matière grasse ;
- les migrations d’eau.
Les principaux défauts visibles sont :
- blanchiment gras ;
- blanchiment sucré ;
- perte de brillant ;
- ramollissement.
Blanchiment gras
Le blanchiment gras est lié à une réorganisation des matières grasses à la surface.
Il peut être provoqué par :
- mauvaise cristallisation ;
- variations de température ;
- migration de matière grasse ;
- stockage trop chaud.
Le produit reste souvent consommable mais perd en qualité visuelle et texturale.
Blanchiment sucré
Le blanchiment sucré est lié à l’humidité.
L’eau dissout une partie du sucre en surface.
Lorsque l’eau s’évapore, le sucre recristallise.
La surface devient alors :
- blanchâtre ;
- rugueuse ;
- mate.
Migration d’humidité
Dans un produit composé de plusieurs couches, l’eau peut migrer d’une phase vers une autre.
Elle se déplace généralement d’une zone à Aw élevée vers une zone à Aw plus faible.
Exemple :
ganache → praliné
Cette migration peut modifier :
- texture ;
- Aw ;
- conservation ;
- croquant.
Migration des matières grasses
Les matières grasses peuvent également migrer entre plusieurs phases.
Exemple :
praliné → coque chocolat
Cette migration peut provoquer :
- ramollissement ;
- modification de la cristallisation ;
- blanchiment gras ;
- perte de croquant.
Stabilité et emballage
L’emballage joue un rôle essentiel.
Il peut protéger contre :
- humidité ;
- oxygène ;
- lumière ;
- odeurs ;
- contamination.
Le choix de l’emballage doit être adapté au principal facteur de dégradation.
Barrière à l’humidité
Un emballage avec une bonne barrière à la vapeur d’eau permet de limiter :
- dessèchement ;
- reprise d’humidité ;
- collage ;
- ramollissement.
C’est particulièrement important pour les confiseries.
Barrière à l’oxygène
Une bonne barrière à l’oxygène permet de ralentir l’oxydation.
Elle est particulièrement importante pour :
- fruits secs ;
- pralinés ;
- produits riches en matières grasses insaturées.
Stabilité et hygroscopicité
Les matières hygroscopiques attirent l’eau de l’environnement.
C’est le cas notamment de :
- fructose ;
- sucre inverti ;
- sorbitol ;
- miel.
Une forte hygroscopicité peut entraîner :
- collage ;
- ramollissement ;
- migration d’eau.
Stabilité et extrait sec
Un extrait sec élevé signifie qu’une proportion importante du produit est constituée de matières solides.
Cela peut contribuer à :
- réduire la quantité d’eau ;
- augmenter la viscosité ;
- réduire l’Aw dans certaines formulations.
Mais extrait sec élevé et faible Aw ne sont pas exactement synonymes.
Stabilité et formulation
La stabilité commence dès la formulation.
Il faut tenir compte :
- de l’eau totale ;
- des sucres ;
- du type de sucre ;
- des matières grasses ;
- des protéines ;
- du pH ;
- des gélifiants ;
- des émulsifiants.
Une bonne formulation réduit les risques avant même le procédé.
Stabilité et procédé
Même une excellente formulation peut devenir instable si le procédé est mauvais.
Il faut contrôler :
- cuisson ;
- refroidissement ;
- émulsification ;
- cristallisation ;
- incorporation ;
- temps de repos.
La stabilité résulte donc toujours de :
formulation + procédé.
Stabilité et hygiène
La stabilité microbiologique dépend aussi fortement de l’hygiène.
Une contamination après cuisson peut annuler une grande partie du bénéfice d’un traitement thermique.
Il faut donc maîtriser :
- matériel ;
- mains ;
- surfaces ;
- conditionnement ;
- environnement.
La durée de vie
La durée de vie correspond à la période pendant laquelle le produit reste conforme aux critères définis.
Ces critères peuvent être :
- microbiologiques ;
- sensoriels ;
- physiques ;
- réglementaires.
La durée de vie doit donc être validée et non simplement estimée visuellement.
Un produit peut-il être stable sans conservateur ?
Oui.
La stabilité peut être obtenue par combinaison de plusieurs facteurs :
- Aw basse ;
- pH adapté ;
- concentration en sucre ;
- faible humidité ;
- emballage ;
- température ;
- hygiène.
C’est le principe des barrières multiples.
La technologie des barrières
La stabilité peut être renforcée en combinant plusieurs obstacles au développement microbien et aux dégradations.
Par exemple :
Aw maîtrisée + pH maîtrisé + emballage + température stable
Aucun facteur n’a besoin d’être extrême si plusieurs barrières sont combinées efficacement.
Stabilité et conservation : quelle différence ?
Les deux notions sont proches mais différentes.
Stabilité
Capacité du produit à conserver ses caractéristiques.
Conservation
Ensemble des conditions et techniques permettant de maintenir cette stabilité pendant une durée donnée.
On peut donc dire :
la stabilité est l’objectif, la conservation est le moyen.
Les principaux facteurs d’instabilité
| Facteur | Effets possibles |
|---|---|
| Eau | Développement microbien, migration, ramollissement |
| Oxygène | Oxydation, rancissement |
| Lumière | Oxydation, perte de couleur |
| Température | Ramollissement, recristallisation, accélération des réactions |
| Variations thermiques | Migration, condensation, blanchiment |
| Humidité | Collage, blanchiment sucré |
| Mauvaise émulsion | Déphasage |
| Mauvaise cristallisation | Blanchiment, texture instable |
| pH mal maîtrisé | Instabilité microbiologique ou structurelle |
| Mauvais emballage | Échanges avec l’environnement |
Comment évaluer la stabilité d’un produit ?
Il est utile de suivre :
- Aw ;
- pH ;
- poids ;
- texture ;
- aspect ;
- odeur ;
- goût ;
- couleur ;
- température de stockage.
Dans certains cas, des analyses microbiologiques sont nécessaires.
Test de vieillissement
Un produit peut être observé au cours du temps.
On peut suivre :
- évolution de texture ;
- migration ;
- apparition de blanchiment ;
- changement d’odeur ;
- perte de masse ;
- Aw ;
- pH.
Il faut comparer les résultats à plusieurs dates.
Pourquoi peser un produit pendant le stockage ?
Une perte de poids peut indiquer :
- évaporation d’eau ;
- dessèchement.
Une prise de poids peut parfois signaler :
- absorption d’humidité.
La pesée peut donc compléter les observations sensorielles.
Stabilité d’un produit multicouche
Les produits multicouches sont particulièrement complexes.
Chaque couche possède :
- son Aw ;
- sa teneur en matière grasse ;
- sa texture ;
- sa structure.
Les phases peuvent interagir pendant le stockage.
Exemple :
coque chocolat + ganache + praliné
La stabilité globale dépend donc de la compatibilité entre les trois.
Compatibilité entre les couches
Pour limiter les migrations, il est utile de rechercher :
- des Aw relativement proches ;
- des structures grasses compatibles ;
- une bonne séparation physique si nécessaire.
Une excellente couche prise isolément peut devenir instable lorsqu’elle est mise au contact d’une autre.
Stabilité immédiate et stabilité dans le temps
Un produit peut être parfait le jour de sa fabrication et évoluer fortement ensuite.
La stabilité doit donc toujours être étudiée :
dans le temps.
Une texture correcte à J+1 ne garantit pas la même texture à J+30.
Les paramètres essentiels à maîtriser
Pour raisonner sur la stabilité d’un produit, il faut vérifier :
L’eau
Combien d’eau est présente et quelle est son Aw ?
Le pH
Le milieu est-il favorable ou défavorable aux micro-organismes ?
Les matières grasses
Sont-elles stables à l’oxydation et à la migration ?
La structure
Émulsion, gel ou réseau cristallin sont-ils correctement formés ?
La température
Le produit subit-il des variations ?
L’emballage
Protège-t-il correctement de l’humidité, de l’oxygène et de la lumière ?
Conseil du chocolatier
Lorsqu’un produit devient instable, il faut éviter de chercher immédiatement un seul ingrédient responsable.
Il est préférable d’analyser successivement :
- l’eau et l’Aw ;
- le pH ;
- la structure physique ;
- les matières grasses ;
- la température ;
- les migrations ;
- l’emballage ;
- le temps.
La plupart des défauts de stabilité sont multifactoriels.
À retenir
La stabilité est la capacité d’un produit à conserver ses propriétés pendant une durée donnée.
Elle comprend plusieurs dimensions :
physique + microbiologique + chimique + oxydative + sensorielle.
Un produit stable doit donc conserver :
- sa sécurité ;
- son aspect ;
- sa texture ;
- son goût ;
- sa structure.
La stabilité dépend essentiellement de :
formulation + Aw + pH + température + structure + emballage + temps.
La notion essentielle
La stabilité d’un produit ne correspond pas uniquement à sa conservation microbiologique : elle représente sa capacité à maintenir dans le temps sa structure, sa texture, son aspect, son goût et sa sécurité malgré les échanges d’eau, les migrations de matières grasses, l’oxydation et les variations de température.
Questions fréquentes
Qu’est-ce que la stabilité d’un produit ?
C’est sa capacité à conserver ses caractéristiques physiques, chimiques, microbiologiques et sensorielles pendant une durée donnée.
Quelle différence entre stabilité et conservation ?
La stabilité est l’état recherché. La conservation regroupe les moyens utilisés pour maintenir cet état.
Un produit ferme est-il forcément stable ?
Non. Il peut être physiquement ferme tout en présentant une Aw élevée ou une mauvaise stabilité microbiologique.
Une faible Aw garantit-elle une stabilité parfaite ?
Non. Elle améliore principalement la stabilité microbiologique, mais ne protège pas nécessairement contre l’oxydation, les migrations ou les défauts de cristallisation.
Pourquoi la température est-elle si importante ?
Parce qu’elle influence la vitesse des réactions, la cristallisation, la viscosité, l’oxydation et les migrations.
Pourquoi les variations de température sont-elles problématiques ?
Parce qu’elles peuvent provoquer des cycles de fusion et recristallisation, des migrations et de la condensation.
Un produit parfaitement émulsionné est-il forcément stable ?
Non. Il peut être physiquement stable tout en étant microbiologiquement fragile.
Pourquoi un praliné peut-il rancir ?
À cause de l’oxydation des huiles contenues dans les fruits secs.
Pourquoi une pâte de fruits devient-elle collante ?
Elle peut absorber l’humidité de l’environnement ou posséder une concentration insuffisante.
Pourquoi un chocolat blanchit-il ?
Cela peut être lié à une mauvaise cristallisation, à la migration de matières grasses ou à l’humidité selon le type de blanchiment.
Pourquoi l’emballage est-il important ?
Parce qu’il limite les échanges d’eau, d’oxygène, de lumière et les contaminations.
Peut-on évaluer une stabilité uniquement visuellement ?
Non. Il faut parfois mesurer notamment l’Aw, le pH et réaliser des analyses microbiologiques.