Bac ES-L 201 - partie

PARTIE (8 points) : « NOURRIR L’HUMANITE » (8 POINTS)

La conservation des fruits a toujours été l’une des préoccupations de l’être humain. De nombreuses techniques de séchage ont été élaborées, permettant d’allonger considérablement la durée de vie de l’aliment sans altérer ses qualités nutritives, de le rendre plus léger et moins volumineux.
Certaines techniques classiques de séchage consistent à installer le fruit en plein soleil directement au sol, sur les toits ou encore sur des claies ; la durée du séchage varie de 3 à 5 jours. D’autres techniques consistent à déshydrater les produits entre 40 à 60°C à l’aide d’un appareil électrique ; le temps de séchage est alors de 10 à 15 heures.

On s’intéresse aux avantages d’une nouvelle technique de séchage des fruits : la swellification.

Document 1 : Le procédé de Détente Instantanée Contrôlée
La swellification d’un produit est basée sur le procédé de la Détente Instantanée Contrôlée (DIC). Ce procédé consiste en une chute brutale de pression vers le vide, à la suite d’un traitement thermique de courte durée, il est constitué de cinq étapes principales (1 à 5), illustrées par le graphe qui suit :

Etape 1 : à température ambiante, instauration d’un vide préliminaire dans l’enceinte de traitement
Etape 2: injection de vapeur d’eau pour créer une atmosphère pressurisée et, augmentation de la température jusqu’à 100-120 °C
Etape 3 : maintien de la haute pression et de la haute température pour une durée de 5 à 60 secondes
Etape 4 : chute brutale de la pression vers le vide ce qui entraîne un refroidissement du produit ainsi que la perte de son eau par évaporation instantanée. Cette étape modifie la structure du produit ; le résultat visible étant son expansion par effet dit de « puffing »
Etape 5 : retour à la pression atmosphérique normale et à la température ambiante

D’après http://fr.slideshare.net

Document 2 : Aspect d’un aliment séché
Des entreprises proposent aujourd’hui un nouveau procédé de séchage des fruits : la swellification, qui permet d'obtenir de nouvelles gammes de produits alimentaires (snacks ou pétales de fruits croustillants) sans additifs, ni conservateurs et avec une forme proche de celle du fruit frais.

D’après http://www.cder.dz

Document 3 : Effet du procédé sur les micro-organismes
Photographies en microscopie électronique (× 15000) de cellules de Saccharomyces cerevisiae (champignon unicellulaire)

D’après « Instant Controlled Pressure Drop (D.I.C.) in Food Processing » de T. Allaf , éditions Springer

COMMENTAIRE RÉDIGÉ :

Un fabricant d’abricots secs s’intéresse à la technique de swellification. Développez les arguments pour montrer les avantages de cette technique par rapport aux techniques classiques de séchage.
Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances personnelles (qui intègrent, entre autres, les connaissances acquises dans différents champs disciplinaires).

Barême corrigé officiel

Les éléments de correction :

Descripteurs (génériques)

Indicateurs (éléments de correction spécifiques à chaque sujet)

Qualité de l’argumentaire :

o Problématique énoncée et respectée
o Nombre suffisant d’arguments
o Texte personnel sans paraphrase ni citations intégrales des textes des documents
o Enchaînement cohérent des idées scientifiques avec utilisation rigoureuse des connecteurs logiques (« donc » et/ou de « parce que » ...)
o Réponse à la problématique présente et correcte

Des éléments scientifiques solides (complets, pertinents), utilisés à bon escient en accord avec le sujet...
- Issus des documents
- Issus des connaissances
(qui intègrent les connaissances acquises dans d’autres champs disciplinaires)
(le candidat doit saisir des informations des documents et en faire des arguments sans qu’il soit exigé qu’il cite chaque document source de façon explicite)
- ...

Qualité de l’expression écrite :
o respect de la forme d’expression attendue o qualité de l’orthographe et la grammaire ...

Problématique possible attendue :
Montrer les avantages de la swellification par rapport aux techniques classiques de séchage.
Qualité de la réponse à la problématique donnée :
On attend du candidat qu’il ait expliqué que :
- La swellification offre un gain de temps avec une durée de séchage réduite par rapport aux techniques classiques (70 secondes contre 10- 15h ou 3-5j)
- Le procédé permet une évaporation instantanée de l’eau par chute brutale de pression suite à un traitement thermique de courte durée
- La swellification est une transformation physique (eau passe de l’état liquide à l’état gazeux)
- Le produit étant dépourvu d’eau, les micro-organismes ne peuvent plus s’y développer, ce qui permet la conservation du produit
- La swellification permet aussi une décontamination du produit (destruction des micro-organismes) par éclatement des cellules. Ce qui permet également une meilleure conservation de celui-ci.
- La swellification offre un avantage qualitatif, elle permet de conserver les propriétés organoleptiques, d’obtenir un produit plus « attractif » avec une forme plus proche de celle du fruit frais par effet de
« puffing » et avec une croustillance.

Issus des connaissances :
- Le développement des micro-organismes est lié à la teneur en eau d’un aliment
- La conservation d’un produit est plus longue lorsque celui-ci est dépourvu de micro-organismes et d’eau.
- Distinguer une transformation physique d’une réaction chimique

Issus des documents :
Document 1 :
- Le procédé de Détente Instantanée Contrôlée est rapide : environ 70
secondes.
- Il permet de faire évaporer l’eau du produit alimentaire par une chute
brutale de pression vers le vide après un traitement thermique de courte durée.
Document 3 :
- En comparant les expériences b et c, on remarque que c’est la chute
de pression vers le vide qui fait éclater les cellules des micro- organismes, ce qui permet de décontaminer le produit.
Document 2 :
- Les produits obtenus par la swellification présentent un aspect plus
proche du fruit frais avec une taille plus grande que celle d’un fruit
séché par une technique classique
- La texture « expansée » rend l’aliment croustillant
- De plus, le produit ne contient ni additif, ni conservateur
Issus d’autres champs disciplinaires (si cela est possible au regard du sujet) :
- la swellification offre un avantage économique (vitesse de séchage, ...)