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Durée de conservation simplifiée


Un test complet de la durée de conservation peut s’avérer fastidieux, long et coûteux. Les mesures de l’activité de l’eau offrent un moyen beaucoup plus facile et plus abordable. Voici pourquoi.
Si vous ne disposez pas d’une durée de conservation précise et spécifique au produit, vous risquez de mettre au rebut des produits parvenus expiration mais encore bons, ou encore de vendre des produits non parvenus à expiration mais devenus impropres à la consommation. Il est possible que vous payiez trop pour un emballage qui ne convient pas à votre produit. ou de renoncer à une durée de conservation significative qui résulterait d’un conditionnement plus adéquat. Le fait est que vous n’avez aucune certitude en la matière parce que vous travaillez « à l’aveuglette ».
Dans ce cas, pourquoi ne pas effectuer davantage de tests de durée de conservation ?
Il est possible que vous payiez trop pour un emballage qui ne convient pas à votre produit.
Test de durée de conservation complet
En général, un véritable test de durée de conservation est une tâche ardue qui implique des relations complexes entre l’humidité, la température et les modes de défaillance des produits.
De nombreux éléments peuvent rendre votre produit dangereux ou peu appétissant : moisissure, développement microbien, rancissement, modification de la texture ou de la saveur, dégradation des vitamines. La plupart des gens ne disposent pas de l’expertise nécessaire pour effectuer des tests de durée de conservation complets en interne, et il est coûteux de faire appel à un laboratoire externe.
Il existe une alternative scientifiquement valable à ce type de test de durée de conservation. Il s’agit de la durée de conservation simplifiée par l’activité de l’eau. Celle-ci génère toutes les données dont vous avez besoin pour prévoir la durée de conservation de votre produit à partir d’une expérience que n’importe qui peut se permettre de réaliser, même une petite entreprise.
Durée de conservation et activité de l’eau
Comment l’activité de l’eau simplifie-t-elle la durée de conservation ?
- Elle élimine les distractions. Lorsque vous connaissez l’activité de l’eau de votre produit, vous savez quels sont les modes de défaillance qui posent problème dans ce cas précis.
- Elle simplifie les prévisions. Vous pouvez utiliser votre compteur d’activité de l’eau ainsi qu’une autre méthode de mesure (le choix de la méthode dépend du mode de défaillance en question) pour réaliser une expérience interne simple qui vous permettra de prévoir avec précision votre durée de conservation.
- Elle standardise la production. Vous pouvez définir une spécification d’activité de l’eau qui vous permet d’atteindre une durée de conservation optimale pour chaque lot.
Vos données sur la durée de conservation peuvent fournir des informations précieuses qui vous aideront à éviter les défaillances des produits, à prévoir et à prolonger la durée de conservation, à choisir le conditionnement le plus rentable et bien plus encore.
Comment l’activité de l’eau permet-elle de prévoir la durée de conservation ?
L’activité de l’eau est un moyen important de prévoir et de contrôler la durée de conservation des produits alimentaires. La durée de conservation est le temps pendant lequel un produit reste sûr, conserve les propriétés sensorielles, chimiques, physiques et microbiologiques souhaitées et est conforme à l’étiquetage nutritionnel. De nombreux facteurs influencent la durée de conservation, notamment l’activité de l’eau, le pH, le potentiel d’oxydoréduction, l’oxygène, l’utilisation de conservateurs et les conditions de traitement/stockage. La mesure et le contrôle de l’activité de l’eau dans les aliments et les produits pharmaceutiques permettent de :
- prévoir quels micro-organismes seront des sources potentielles de détérioration et d’infection
- maintenir la stabilité chimique des aliments
- minimiser les réactions de brunissement non enzymatiques et les réactions autocatalytiques
- spontanées d’oxydation des lipidescontrôler l’activité des enzymes
- prolonger la durée de vie des nutriments et des vitamines dans les aliments
- optimiser les propriétés physiques des aliments
Facteurs de fin de la durée de conservation
Trois facteurs principaux influencent la durée de conservation : les propriétés microbiennes, les modifications chimiques et la détérioration physique. Tous ces facteurs sont liés à l’activité de l’eau.
Croissance microbienne
Les moisissures et la croissance microbienne sont les menaces les plus dangereuses pour la durée de conservation. Le contrôle de l’activité de l’eau peut inhiber ou empêcher la croissance microbienne, prolonger la durée de conservation et permettre à certains produits d’être stockés en toute sécurité sans réfrigération. À l’aide de tableaux bien définis, vous pouvez fixer une limite d’activité de l’eau pour votre produit et l’utiliser dans les tests de durée de conservation.
Tableau 1. Limites de croissance en fonction de l’activité de l’eau pour de nombreux micro-organismes courants
aw | Bactéries | Moisissures | Levures | Produits typiques |
---|---|---|---|---|
0,97 | Clostridium botulinum E Pseudomonas fluorescens | Viande fraîche, fruits, légumes, fruits en conserve, légumes en conserve | ||
0,95 | Escherichia coli Clostridium perfringens Salmonella spp. Vibrio cholerae | Bacon à faible teneur en sel, saucisses cuites, spray nasal, collyre | ||
0,94 | Clostridium botulinum A, B Vibrio parahaemolyticus | Stachybotrys atra | ||
0,93 | Bacillus cereus | Rhizopus nigricans | Certains fromages, charcuterie (jambon) produits de boulangerie, lait évaporé, suspensions liquides buvables, lotions topiques | |
0,92 | Listeria monocytogenes | |||
0,91 | Bacillus subtilis | |||
0,90 | Staphylococcus aureus (anaérobie) | Trichothecium roseum | Saccharomyces cerevisiae | |
0,88 | Candida | |||
0,87 | Staphylococcus aureus (aérobie) | |||
0,85 | Aspergillus clavatus | Lait concentré sucré, fromages affinés (cheddar), saucisson (salami), viandes séchées, bacon, la plupart des concentrés de jus de fruits, sirop de chocolat, gâteaux aux fruits, fondants, sirop contre la toux, suspensions analgésiques orales | ||
0,84 | Byssochlamys nivea | |||
0,83 | Penicillium expansum Penicillium islandicum Penicillium viridicatum | Deharymoces hansenii | ||
0,82 | Aspergillus fumigatus Aspergillus parasiticus | |||
0,81 | Penicillium Penicillium cyclopium Penicillium patulum | |||
0,80 | Saccharomyces bailii | |||
0,79 | Penicillium martensii | |||
0,78 | Aspergillus flavus | Confiture, marmelade, pâte d’amandes, fruits glacés, mélasse, figues séchées, poisson fortement salé | ||
0,77 | Aspergillus niger Aspergillus ochraceous | |||
0,75 | Aspergillus restrictus Aspergillus candidus | |||
0,71 | Eurotium chevalieri | |||
0,70 | Eurotium amstelodami | |||
0,62 | Saccharomyces rouxii | Fruits secs, sirop de maïs, réglisse, guimauve, chewing-gums, aliments séchés pour animaux domestiques | ||
0,61 | Monascus bisporus | |||
0,60 | Pas de prolifération microbienne | |||
0,50 | Pas de prolifération microbienne | Caramels durs, caramels mous, miel, nouilles, pommades topiques | ||
0,40 | Pas de prolifération microbienne | Poudre d’œuf entier, cacao, pastille contre la toux à centre liquide | ||
0,30 | Pas de prolifération microbienne | Crackers, en-cas à base d’amidon, préparations pour gâteaux, comprimés de vitamines, suppositoires | ||
0,20 | Pas de prolifération microbienne | Bonbons cuits, lait en poudre, lait maternisé |


Un taux d’humidité élevé ou (plus rarement) faible peut affecter l’activité de l’eau dans un produit, entraînant des modifications indésirables de la texture ou des propriétés physiques du produit et réduisant sa durée de conservation. Parmi les problèmes figurent notamment la perte de croustillant des produits secs, le mottage et l’agglomération des poudres et la ténacité ou le degré de masticabilité des produits humides. Trouver l’activité de l’eau critique pour votre produit peut nécessiter quelques recherches, mais l’activité de l’eau vous facilitera grandement la tâche.
Conditionnement, expédition et stockage
Les variations de l’activité de l’eau au cours du transport et du stockage peuvent avoir une incidence considérable sur la durée de conservation. L’activité de l’eau dépend de la température, et les températures de transport et de stockage peuvent affecter l’activité de l’eau à l’intérieur de l’emballage. Les tests de durée de conservation simplifiés peuvent vous aider à déterminer le meilleur emballage et à évaluer l’effet des conditions de transport et de stockage sur la durée de conservation de votre produit.
Bien démarrer avec des tests simplifiés
Des informations sur la manière de maximiser la durée de conservation sont disponibles dans la littérature spécialisée dans les sciences agroalimentaires, mais il peut être difficile de trouver des instructions étape par étape. Il y a quelques points à garder à l’esprit lors de l’élaboration d’un plan de test de la durée de conservation de votre produit.
Ne tentez PAS de tout analyser
De nombreux facteurs interviennent dans la durée de conservation, mais les plus importants sont l’activité de l’eau et la température. Commencez par contrôler ces deux facteurs.
DÉTERMINEZ les modes de défaillance les plus probables
La durée de conservation d’un produit n’est généralement affectée que par un ou deux modes de défaillance. À titre d’exemple, la durée de conservation des chips est souvent limitée par le développement d’arômes indésirables associés à l’oxydation des lipides. Les tests de durée de conservation simplifiés devraient commencer par le suivi de l’oxydation des lipides à différents niveaux d’activité et de température de l’eau. Une fois les impacts de l’oxydation des lipides pris en compte, vous pouvez examiner les autres facteurs potentiels de limitation, tels que la texture.
Les étapes de base pour déterminer la durée de conservation
- Contrôler l’activité et la température de l’eau
- Mesurer et suivre l’évolution des facteurs qui mettent fin à la durée de conservation en fonction de l’activité de l’eau et de la température choisies
- Collecter des données au fil du temps
- Identifier la plage d’activité de l’eau idéale pour votre produit
Choisir l'emballage adéquat
Une fois que vous avez déterminé la plage d’activité de l’eau idéale pour votre produit, il est temps de penser à son emballage. Le facteur le plus déterminant de l’évolution de l’activité de l’eau de votre produit au fil du temps est la perméabilité du matériau d’emballage, à savoir sa capacité à empêcher le transfert d’humidité dans différentes conditions (voir Wong et al 1999). Pour déterminer l’emballage adapté pour la durée de conservation souhaitée, vous avez besoin de deux indicateurs de mesures simples : la perméabilité de l’emballage et le niveau critique d’activité de l’eau.
Trouver le taux de transmission de la vapeur d’eau
La force motrice du mouvement de l’eau à travers l’emballage est l’existence d’une différence dans les conditions d’activité de l’eau à l’intérieur et à l’extérieur de l’emballage. Les fabricants utilisent l’emballage pour contrôler la vitesse à laquelle l’eau se déplace. L’humidité est transférée à travers l’emballage à une vitesse appelée taux de transmission de la vapeur d’eau (WVTR pour « water vapor transmission rate »). Vous pouvez utiliser ce taux dans des modèles mathématiques afin de déterminer l’emballage optimal pour la durée de conservation souhaitée.
Identifier la plage d’activité critique de l’eau
L’un des principaux objectifs des tests de durée de conservation est de déterminer la meilleure plage d’activité de l’eau pour votre produit. Il peut s’agir d’un niveau d’activité critique de l’eau qui, en cas de dépassement, entraînera immédiatement des problèmes de sécurité ou de texture du produit qui mettront fin à sa durée de conservation. Il peut aussi s’agir du « point d’équilibre idéal » qui maximise les bénéfices et élimine les problèmes potentiels en matière de goût, de texture et de sécurité.
Si les changements physiques sont le principal mode de défaillance de votre produit, une courbe isotherme dynamique du point de rosée (DDI) peut permettre d’identifier l’activité critique de l’eau. Une courbe DDI mesure le changement des propriétés de sorption d’un échantillon lorsqu’il adsorbe et désorbe de l’eau (voir figure 1).


Les courbes DDI permettent de gagner un temps considérable dans l’identification de l’activité critique de l’eau. Pour les obtenir, envoyez un échantillon de votre produit aux services de laboratoire METER ou utilisez l’AQUALAB VAPOR SORPTION ANALYZER pour développer vos propres courbes DDI.
Si la détérioration microbienne est le facteur qui limite votre durée de conservation, vous pouvez identifier un niveau critique d’activité de l’eau ou une plage d’activité de l’eau en utilisant des limites qui ont été bien établies par la recherche. De nombreux micro-organismes préoccupants sont répertoriés dans ce tableau qui montre la relation entre l’activité de l’eau et la croissance microbienne.
Si des facteurs chimiques tels que l’oxydation des lipides, le brunissement de Maillard ou la perte de vitamines constituent le principal mode de défaillance de votre produit, un travail supplémentaire est nécessaire. L’activité de l’eau est corrélée à bon nombre de ces réactions chimiques, mais vous devez procéder à des expériences pour déterminer cette corrélation pour votre produit particulier.
Emballage pour une durée de conservation idéale
Une fois que la perméabilité de l’emballage et l’activité critique de l’eau sont connues, ces valeurs peuvent être utilisées pour effectuer une modélisation prédictive.
La modélisation prédictive est souvent réalisée à l’aide d’une série d’équations compliquées (décrites dans la section Ressources complémentaires), mais il existe une méthode plus simple. Un logiciel, appelé MOISTURE ANALYSIS TOOLKIT, effectuera ces calculs pour vous. Ce logiciel utilisera ces données de base pour déterminer la durée de conservation, définir des spécifications d’emballage idéales et même vous permettre de varier les paramètres d’analyse afin d’examiner différentes options d’emballage.
En savoir plus sur la durée de conservation
Dans ce webinaire de 30 minutes, Mary Galloway et Zachary Cartwright, chercheurs en agroalimentaire, vous expliquent comment obtenir des réponses aux questions portant sur la durée de conservation. Découvrez comment :
- résoudre les problèmes et les réclamations afin de déterminer pourquoi la durée de conservation prend fin plus tôt que prévu
- prévoir l’impact des changements de recettes sur la durée de conservation
- comparer les effets de différentes options d’ingrédients
- évaluer si une option d’emballage spécifique vous permettra d’atteindre ou d’améliorer la durée de conservation
Ressources complémentaires
ASTM International. ASTM E96-00 Standard Test Methods for Water Vapor Transmission of Materials (Méthodes de test standard pour la transmission de la vapeur d’eau des matériaux). West Conshohocken, PA : ASTM International, 2000.
Azanha, A.B., et Faria J. A. F. « Use of Mathematical Models for Estimating the Shelf-life of Cornflakes in Flexible Packaging » (Utilisation de modèles mathématiques pour l’estimation de la durée de conservation des cornflakes en emballage souple) Packaging Technology and Science 18, nº 4 (2005) : 171-178.
Carter, B.P., Galloway, M.T., Campbell, G.S., et Carter, A.H. 2015. The critical water activity from dynamic dewpoint isotherms as an indicator of premix powder stability. (L’activité critique de l’eau à partir des isothermes dynamiques du point de rosée en tant qu’indicateur de la stabilité des poudres prémélangées.) Journal of Food Measurement and Characterization. 9(4):479-486.
Carter, B.P., Galloway, M.T., Campbell, G.S., et Carter, A.H. 2015. The critical water activity from dynamic dewpoint isotherms as an indicator of crispness in low moisture cookies. (L’activité critique de l’eau à partir des isothermes dynamiques du point de rosée en tant qu’indicateur de croustillance dans les biscuits à faible teneur en humidité.) Journal of Food Measurement and Characterization 9(3):463-470.
Carter, B. P., et Schmidt, S. J. « Developments in Glass Transition Determination in Foods using Moisture Sorption Isotherms » (Développements dans la détermination de la transition vitreuse dans les aliments à l’aide d’isothermes de sorption de l’eau) Food Chemistry 132, nº 4 (2012) : 1693-1698.
Risbo, J. « The Dynamics of Moisture Migration in Packaged Multi-Component Food Systems I : Shelf Life Predictions for a Cereal-Raisin System. » (La dynamique de la migration de l’eau dans les systèmes alimentaires emballés à composants multiples : prévisions de la durée de conservation d’un système céréales-raisins) Journal of Food Engineering 58, nº 3 (2003) : 239-246.
« The Stability and Shelf-Life of Food » (La stabilité et la durée de conservation des aliments), édité par David Kilcast et Persis Subramaniam. Woodhead Publishing, 2000.
Koutsoumanis, Konstantinos, et George-John E. Nychas. « Application of a systematic experimental procedure to develop a microbial model for rapid fish shelf life predictions. » ("Application d’une procédure expérimentale systématique pour développer un modèle microbien permettant de prévoir rapidement la durée de conservation des poissons) International Journal of Food Microbiology 60, nº 2-3 (2000) : 171-84. doi:10.1016/s0168-1605(00)00309-3.
Del Nobile, M. A., Buonocore, G. G., Limbo, S. et Fava, P. « Shelf Life Prediction of Cereal-based Dry Foods Packed in Moisture-sensitive Films » (Prévision de la durée de conservation des aliments secs à base de céréales emballés dans des films sensibles à l’humidité) Journal of Food Science 68, nº 4 (2003) : 1292-1300.
Labuza, T.P., et Hyman, C. R. « Moisture Migration and Control in Multi-domain Foods » (Migration et contrôle de l’eau dans les aliments multi-domaines) Trends in Food Science & Technology 9, nº 2 (1998) 47-55.
Wong, Ee Hua, et Teo, Y. C., et Lim, T. B. « Moisture Diffusion and Vapor Pressure Modeling of IC Packaging » (Modélisation de la diffusion de l’humidité et de la pression de vapeur dans l’emballage des circuits intégrés) Présentation à la conférence annuelle sur les composants électroniques et la technologie, Seattle, WA, 25-28 mai 1998.
Yuan, X., Carter, B. P., et Schmidt, S. J. « Determining the Critical Relative Humidity at which the Glassy to Rubbery Transition Occurs in Polydextrose using an Automatic Water Vapor Sorption Instrument » (Détermination de l’humidité relative critique à laquelle se produit la transition de vitreuse à caoutchouteuse dans le polydextrose à l’aide d’un instrument automatique de sorption de la vapeur d’eau) Journal of Food Science 76, nº 1 (2011) 78-89.