étude sur l injection d air

Étude de l’impact de l’injection d’air sur les propriétés
du sirop d’érable
Luc Lagacé, Lamia L’Hocine, Mélissa Cournoyer, Éric Robert et Nathalie Martin
Centre de recherche, de développement et de transfert technologique en acériculture Inc.

La couleur du sirop d’érable a été depuis longtemps, un des principaux critères de référence déterminant la valeur commerciale de ce produit. Les producteurs acéricoles ont traditionnellement recherché des moyens pouvant leur permettre de produire un sirop d’érable de couleur plus pâle afin d’obtenir une meilleure valeur commerciale et ainsi rentabiliser leur entreprise. Une des récentes techniques proposées visant la production de sirops d’érable de couleur pâle est l’injection d’air. Cette technique est réalisée par l’ajout dans les casseroles de l’évaporateur, d’un treillis de petits tuyaux d’acier inoxydable perforés dans lesquels de l’air est poussée durant l’évaporation du sirop d’érable. Au moment de leur introduction sur le marché, les systèmes d’injection d’air n’avaient pas fait l’objet de véritable étude visant à vérifier l’effet de ce traitement sur les propriétés du sirop d’érable. À la demande de l’industrie, le Centre ACER a réalisé en 2003 une étude préliminaire visant à documenter l’effet de l’injection d’air sur quelques paramètres du sirop. Suite à cette étude, il a été constaté que l’injection d’air permettait de produire un sirop d’érable significativement plus pâle surtout en début et milieu de saison, l’effet s’estompant par la suite. Il a cependant été remarqué que cette amélioration de la couleur était aussi accompagnée d’une diminution significative du pH et d’une tendance plus marquée à l’apparition de défauts de saveur. Considérant ces résultats, le Centre ACER recommandait la prudence vis-à-vis ces systèmes et qu’une étude plus approfondie soit menée afin d’élucider l’impact de cette technologie sur les propriétés du sirop d’érable. En 2005, une étude a donc vu le jour dont les objectifs étaient de décrire les principaux phénomènes chimiques par l’injection d’air, d’évaluer l’effet de cette technologie sur la saveur du sirop et de vérifier son impact sur la stabilité de la couleur du sirop au reconditionnement et à l’entreposage. Les paragraphes qui suivent illustrent les principaux résultats obtenus de cette recherche.

Afin de démontrer l’influence de l’injection d’air sur la composition et les caractéristiques du sirop d’érable tout en évitant les biais (type d’équipement, mode d’opération, origine de la sève, etc.), les essais ont été réalisés en laboratoire en conditions rigoureusement contrôlées avec une méthode entièrement validée.


Figure 1. – Système d’évaporation modèle utilisé en laboratoire pour produire les sirops témoins et injectés à différentes concentrations d’oxygène

Pour y arriver, un système d’évaporation modèle a été conçu utilisant des gaz comprimés purifiés et auquel divers équipements de mesure étaient branchés afin de suivre en continu différents paramètres physiques et chimiques (Figure 1). Les essais de production de sirops ont été réalisés à partir de concentrés d’eau d’érable osmosée communs pour tous les sirops témoins et injectés et différents niveaux de concentration d’oxygène durant l’évaporation (Figure 2). Le gaz injecté du 1er traitement était composé de 21 % d’oxygène et de 78 % d’azote, ce qui représente la composition normale de l’air ambiant. Le gaz injecté du 2e traitement correspondait à une concentration de 10 % en oxygène et 90 % d’azote. Le 3e traitement correspondait au gaz injecté contenant 100 % d’azote. Le 4e traitement correspondait finalement au témoin i.e. le sirop produit sans injection. Afin de tenir compte de la variabilité de la sève, des concentrés d’eau d’érable osmosée récoltés par 4 producteurs différents en début, milieu et fin de saison ont été utilisés pour les essais. À partir des nombreux sirops produits avec ou sans injection, différentes analyses ont été effectuées afin d’observer des différences dans la composition et les propriétés ainsi que dans la saveur des sirops.


Figure 2. – Description des conditions expérimentales utilisées en laboratoire avec le système d’évaporation modèle afin d’évaluer l’impact de l’injection d’air à différents niveaux

De plus, certains sirops témoins et injectés d’air provenant de 2 producteurs ont été reconditionnés à 85°C et emballés dans divers petits contenants afin d’évaluer les différences apportées par l’injection d’air au moment du reconditionnement et durant l’entreposage pour 12 mois à la température de la pièce.

Les résultats obtenus de cette étude ont démontré premièrement que les sirops produits avec injection d’air (21%O2–78%N2) avaient une couleur significativement plus pâle que les sirops témoins (sans injection) et que ceux obtenus par des concentrations intermédiaires d’oxygène injecté (10%O2-90%N2 et 0%O2-100%N2) (Figure 3). Cet effet sur la couleur a été observé surtout sur les sirops produits à partir de concentrés d’eau d’érable de début et milieu de saison alors que ceux obtenus de concentrés d’eau d’érable de fin de saison n’ont pas montré de différence. Ces résultats confirment donc ceux obtenus de l’étude préliminaire de 2004 ainsi que les observations du terrain. L’effet de l’injection sur la couleur semble également proportionnel au niveau d’oxygène injecté alors que les sirops les plus pâles ont été obtenus avec le traitement à 21%O2–78%N2 (air) suivi de celui à10%O2–90%N2 et à 0%O2–100%N2 et finalement du témoin (sans injection). De plus, les résultats montrent que les sirops produits avec injection de 0%O2–100%N2 sont comparables aux sirops témoins sans injection. Ces résultats indiquent que l’effet du traitement sur la couleur est fortement associé à la réaction chimique de l’oxygène contenu dans l’air injecté sur les composantes du sirop et non pas le résultat d’une meilleure dispersion mécanique de la chaleur obtenu par le brassage de la solution par l’injection et non plus le résultat d’un abaissement de la température suite à l’injection. Les résultats montrent aussi que le traitement d’injection d’air provoque une diminution significative du pH du sirop et que cet effet est proportionnel au niveau d’oxygène injecté.

















Figure 3. – Effet des traitements d’injection sur la couleur (%T560nm) du sirop d’érable produit à partir d’eau d’érable concentrée obtenue en début, milieu et fin de saison (moyenne de 4 sirops par traitement).

Les suivis d’autres paramètres durant la fabrication du sirop indiquent également que l’effet du traitement d’injection d’air correspond à une réaction d’oxydation des composantes du sirop. Ainsi, les sirops produits par injection d’air ont des valeurs de concentration d’oxygène dissout et de potentiel d’oxydoréduction supérieures comparativement aux sirops témoins. De plus, l’injection d’air durant l’évaporation apporte une présence accrue de peroxyde d’hydrogène (H2O2), une molécule oxydante hautement réactive, surtout dans les sirops produits à partir de concentrés d’eau d’érable récoltés en début et milieu de saison (Figure 4). Ces conditions favorisent l’oxydation de composés responsables de la couleur mais aussi d’autres composés tels que les composés phénoliques, molécules à haute valeur ajoutée responsables d’effet bénéfiques pour la santé. Le traitement d’injection d’air a donc un effet sur la composition du sirop et sur certaines propriétés du sirop que l’industrie aurait avantage à valoriser afin de développer d’autres avenues de commercialisation notamment dans le domaine des aliments nutraceutiques et fonctionnels. Ce traitement s’apparente donc à un traitement de blanchiment qui pourrait contrevenir aux règlements sur les aliments du MAPAQ qui interdit les procédés de décoloration, blanchiment ou raffinage pour la fabrication de produits acéricoles.






Figure 4. – Formation de peroxyde d’hydrogène (H2O2) par l’injection d’air en cours de fabrication du sirop d’érable

L’étude a par ailleurs permis de constater que le traitement d’injection d’air avait un impact sur la saveur du sirop d’érable. Les sirops injectés d’air présentaient en général une plus grande proportion de défauts comparativement aux sirops témoins. Selon les résultats d’inspection des inspecteurs de Cintech agro-alimentaire, les sirops injectés d’air présentaient une plus grande proportion de défauts vR4, défauts d’origine inconnue. Les résultats de dégustation du panel interne du centre ACER indiquent quant à eux une diminution de l’intensité des principales familles sensorielles désirables de la roue des flaveurs pour les sirops injectés d’air comparativement aux sirops témoins. L’effet du traitement d’injection d’air influence donc de façon négative la saveur du sirop, ce qui va à l’encontre du développement futur de l’industrie qui compte miser de plus en plus sur la saveur spécifique et authentique du sirop pour le valoriser auprès des consommateurs.

En ce qui à trait à la stabilité du sirop au moment du reconditionnement et à l’entreposage, les résultats obtenus n’ont pas démontré de différences entre les sirops injectés d’air et les sirops témoins au niveau de la couleur, du pH et du °Brix après reconditionnement à 85°C et entreposage à température pièce pendant 12 mois.

Cette étude démontre que la technologie d’injection d’air a un impact considérable sur la composition et les propriétés du sirop d’érable. Selon les résultats, l’origine des modifications observées s’apparent à du blanchiment et pourrait contrevenir au règlement sur les aliments du MAPAQ qui interdit les procédés de décoloration, blanchiment et raffinage. Ces modifications se reflètent également de façon négative sur la saveur du sirop, ce qui va à l’encontre des stratégies de l’industrie qui mise sur la saveur caractéristique et recherchée du sirop d’érable pour le valoriser auprès des consommateurs. De plus, l’impact du traitement d’injection d’air se fait sentir sur les composés chimiques du sirop, notamment les composés phénoliques dont les concentrations se voient diminuées. Ces composés sont entre autres associés à certaines propriétés bénéfiques pour la santé et les dommages causés par l’injection d’air sur ces composés rendront difficile la valorisation future de ces propriétés dans le sirop d’érable et le développement de nouvelles opportunités de commercialisation vers les marchés des aliments santé. Considérant ces différents aspects négatifs et ainsi que la structure actuelle du prix qui accorde la même valeur commerciale aux sirops des classes de couleur AA, A et B, la technologie d’injection d’air pour la fabrication du sirop d’érable devient en tous points contre-indiquée.

septembre 2009

Est ce que l'injection se faisait dans toutes les pannes pour leur test?? Même les pannes plates??

Je ne sais pas mais ca date de 2009 et cette année la on m avait suggéré d enlever dans les plates, ce que j ai fait. Ce n était plus conseillé.

Pour ceux qui trouve ca trop long a lire en gros, c est bon au début et au milieu des sucres , pour la couleur. Aucune différence a la fin soit (pour le C et le D).
Donc bon pour les premiers barils de B.
Je pensai que ca aidait toutes les classes.
Le pire, c est que ca donne des vr4 des défaut saveurs.

Humm ,avec les réponses recu , je me casserai plus le cul a trouver des choses que je pensai importante pour notre industrie.

5/16 a écrit:Humm ,avec les réponses recu , je me casserai plus le cul a trouver des choses que je pensai importante pour notre industrie.

... ne prend pas cela comme ça... hahaha

c est juste qu'il y avais rien a dire .. pour moi

en gros, l'injecteur d'air change le ph (selon l'étude) et créant un dérivé du peroxide... et bien j,en ai appris sur ce sujet, et l'effet diminue avec le % d'oxygene dans l'air injecté

idem pour moi 5/16, toujours intéressant de voir les résultats, sauf que parfois, on a rien à ajouter !!!!

merci pour l'étude 5/16 mais je n'ai pas de réactions