La stabilité commence avec le CO2 dissous
La stabilité des boissons gazeuses dépend du fait que le dioxyde de carbone dissous reste au niveau nécessaire au goût, au mordant, à la mousse, à la pression de l'emballage et à l'effet barrière microbienne.Le CO2 n'est pas seulement un gaz ajouté au niveau du remplissage.Il sépare la boisson de l'espace libre, s'échappe à travers les matériaux d'emballage et les fermetures, réagit fortement à la température et modifie la perception du consommateur en matière d'acidité, de douceur et d'arôme.
La première question de stabilité concerne le volume de carbonatation cible ou les grammes par litre à la température de service prévue.Un cola, une eau gazeuse, une boisson énergisante et un jus légèrement gazéifié nécessitent des niveaux différents.Un produit peut passer au niveau du remplisseur et néanmoins échouer chez le consommateur si la perte de CO2 pendant le stockage est élevée ou si une température excessive chasse le gaz de la solution.
La mousse et les bulles des boissons gazeuses sont des signaux sensoriels.La taille des bulles, la nucléation, la persistance de la mousse et le taux de libération affectent la sensation en bouche et la perception de la fraîcheur.Les analyses sur les bulles de boissons gazeuses montrent que l'évaluation de la mousse est liée à la perception du consommateur ainsi qu'au contrôle analytique.
Emballage et température
Le choix du conditionnement est un levier majeur de durée de conservation.Les bouteilles PET doivent résister à la pression interne et ralentir la perméation du CO2.Les revues d'emballages PET indiquent que les boissons gazeuses peuvent nécessiter une résistance à plusieurs bars de pression à température ambiante.Les études de transfert de masse montrent que la perte de CO2 dépend de la géométrie de l'emballage, de la barrière, de l'épaisseur des parois et du régime de température.Le verre et les canettes offrent des barrières contre les gaz plus solides, tandis que le PET apporte une légèreté pratique mais un risque de perméation plus élevé.
La température affecte à la fois la solubilité et la pression.Le stockage à chaud réduit la solubilité du CO2, augmente la pression de l’espace libre et accélère la perméation.Le stockage réfrigéré améliore la rétention mais peut ne pas représenter une distribution.Les tests de durée de conservation doivent inclure la pire méthode crédible, et pas seulement les échantillons réfrigérés.
Les performances de fermeture sont importantes.Le CO2 peut être perdu à cause du système de fermeture ou d'un mauvais couple/étanchéité.Une bouteille peut utiliser une bonne résine barrière et néanmoins échouer à cause d’une fuite du bouchon.La validation de l'emballage doit inclure le produit rempli, le lot de fermeture, le couple, le cycle thermique et l'orientation de stockage, le cas échéant.
Stabilité de la formule
La carbonatation interagit avec la formule.Les acides, édulcorants, arômes, conservateurs, solides de jus, colorants et minéraux influencent tous le goût et la stabilité physique.Le CO2 crée de l'acide carbonique et modifie la perception de la netteté.Si la carbonatation diminue, la douceur et l’équilibre des saveurs changent même lorsque le Brix et le pH restent constants.
La stabilité microbienne des boissons gazeuses est favorisée par un pH faible, des conservateurs et du CO2, mais elle n'est pas garantie par la carbonatation seule.Les examens de la microbiologie des boissons gazeuses identifient les levures, les moisissures et les organismes tolérants aux acides comme étant des préoccupations pertinentes.La qualité de l'eau, l'hygiène du sirop, le niveau de conservateur, le pH et l'intégrité de l'emballage restent essentiels.
Des problèmes de mousse peuvent apparaître lors du remplissage ou de l’ouverture.L'excès de mousse crée une variation de remplissage et une capture d'oxygène ;une mousse faible peut réduire la perception de fraîcheur.Les ingrédients tensioactifs, les protéines, les saponines, les huiles aromatiques et les particules peuvent modifier la stabilité des bulles.La formulation doit être testée à la carbonatation et à la température prévues, et non sous forme de sirop plat.
Libération et durée de conservation
Les tests de libération doivent inclure le CO2 dissous, la pression de l'emballage, le niveau de remplissage, l'intégrité de la fermeture, le pH, le Brix, l'effet sensoriel, le comportement et l'apparence de la mousse.Les tests de durée de conservation doivent suivre la perte de CO2, le changement de saveur, l’équilibre acide-sucré, la déformation de l’emballage et l’état microbien.Si du PET est utilisé, testez la taille réelle de la bouteille, car le rapport surface/volume affecte la perte de gaz.
Les conditions de remplissage doivent être enregistrées car la perte de carbonatation commence souvent avant que le colis ne quitte la ligne.La température du produit, la pression du bol de remplissage, le réglage de la contre-pression, la vitesse de remplissage, le timing du reniflage et le contrôle du moussage affectent tous la capture du CO2 et de l'oxygène retenus.Un produit plus chaud a besoin d’une pression plus élevée pour retenir le gaz et est plus susceptible de mousser.Si la mousse pousse le produit hors du goulot, la hauteur de remplissage et les performances de fermeture peuvent en souffrir.
L'espace de tête doit être traité comme faisant partie du système de carbonatation.Un espace de tête trop important modifie la répartition des gaz et peut réduire la carbonatation perçue ;trop peu d’espace libre peut créer des problèmes de pression ou de fermeture.L'orientation de l'emballage et l'agitation pendant la distribution peuvent accélérer les échanges gazeux entre le liquide et l'espace libre.Les tests de durée de conservation doivent inclure des vibrations réalistes lors du transport lorsque les plaintes concernent des boissons plates.
La stabilité de la saveur doit être vérifiée par carbonatation, car le CO2 modifie la libération des arômes et l'équilibre du goût.Un produit dont la carbonatation diminue peut avoir un goût plus sucré, plus plat ou moins acide même lorsque les numéros de formulation restent inchangés.Les arômes d'agrumes et de plantes peuvent également s'oxyder pendant le stockage, faisant apparaître ensemble la planéité et la saveur rassis.
Les spécifications des boissons gazeuses doivent définir des paramètres analytiques et sensoriels.Une valeur de CO2 est utile, mais les consommateurs jugent le sifflement, la montée des bulles, le mordant, la mousse et l'amélioration de la saveur.Un bon protocole de libération inclut du CO2 instrumental et des capteurs sensoriels entraînés à la fin de la durée de conservation.
Les changements de ligne doivent être validés.Passer d'une boisson plate à une boisson gazeuse, changer la taille de l'emballage ou changer la température du sirop peut créer des erreurs de carbonatation passagères.Les premières unités après le démarrage et après les arrêts doivent être vérifiées séparément de la production en régime permanent.
Les objectifs en matière de conservation et de carbonatation doivent être examinés ensemble.Si le CO2 est réduit pour un profil sensoriel plus léger, l’obstacle microbien peut également changer.Si la teneur en jus augmente, les nutriments et la pulpe peuvent modifier le risque de détérioration.La stabilité est donc un système formule-emballage-processus plutôt qu'un seul indice de carbonatation.
La stabilité des boissons gazeuses est assurée lorsque la carbonatation, l'emballage et la formule restent alignés.Le consommateur doit ressentir le goût, l'arôme et la fraîcheur souhaités à la fin de la durée de conservation, et pas seulement le jour du remplissage.
FAQ
Pourquoi la carbonatation diminue-t-elle pendant la durée de conservation ?
Le CO2 se répartit dans l’espace libre, s’infiltre à travers les matériaux d’emballage ou les fermetures et est accéléré par le stockage à chaud.
La carbonatation garantit-elle la stabilité microbienne ?
Non. Un pH faible, des conservateurs, une production hygiénique, la qualité de l’eau et l’intégrité des emballages sont également nécessaires.
Sources
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- Modélisation et validation expérimentale du transfert de masse des boissons gazeuses dans des bouteilles en polyéthylène téréphtalateArticle en libre accès utilisé pour la perte de CO2, la barrière PET, les régimes de température et la modélisation de la durée de conservation.
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