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Publications du Centre ACER

 
Chimie des produits de l'érable (3 de 3)

 

Reculé
Études des facteurs les plus susceptibles de contrôler de développement de la qualité (saveur et couleur) du sirop d'érable 342 Ko


Ce projet visait l’approfondissement des connaissances des phénomènes physicochimique s’opérant lors de l’ébullition de la sève d’érable et pouvant régir le développement de la couleur et la saveur du sirop d’érable.
La sève d’érable provenant de deux années consécutives (1991 et 1992) a été analysée afin de pouvoir reconstituer une sève synthétique reproduisant les profils de pH et de coloration lors de la concentration. Les résultats finaux (sève synthétique) se rapprochent assez bien des résultats observés lors de l’ébullition de la sève naturelle. Cette solution synthétique est composée de saccharose, de sucres réducteurs, de minéraux, de protéines (d’origine enzymatique), d’acides organiques et de composés phénoliques. La différence appréciable entre les deux années de récolte est observée au niveau des sucres réducteurs. Une concentration plus forte en sucres réducteurs induit un brunissement plus intense.  À un pH de départ voisin, l’intensité de la coloration est proportionnelle au taux de sucres réducteurs.
Le bruissement est aussi fonction du pH du milieu lors de l'ébullition. Un milieu basique favorisera le brunissement. Une sève synthétique constituée d’eau, de saccharose, de sucres réducteurs, d’acides malique et succinique et de minéraux ne développe pas autant de coloration lors de l’évaporation qu’une sève naturelle de composition semblable, cette composition ne permettant pas de maintenir un pH alcalin au moment du développement de la couleur. D'autre part, l’ajout d’un composé phénolique augmente le développement de la couleur surtout à 460 et 560 nm, même si le développement de la couleur se produit en milieu acide. L’ajout d’une protéine à la sève synthétique permet de reproduire les effets de moussage et de floculations observés dans la sève naturelle et de moduler les variations de pH lors de l’évaporation.
En utilisant un banc d’essai permettant de contrôler le flux thermique au cours de l’évaporation, on constate que la température de la surface en contact avec la solution à évaporer influence le bruissement. Ainsi une température plus élevée favorisera une coloration finale moins intense alors que la vitesse d'évaporation n’a pas d’effet significatif sur le profil de pH lors du processus.

 


Qualité, conditionnement et conservation du sirop d’érable.

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Devant les problèmes de mise en marché du produit, plusieurs ont réagi en désirant développer de nouveaux marchés. Cependant, rien n’est plus difficile à vendre qu’un produit qu’on ne connaît pas ou trop peu. Des acheteurs et des transformateurs peuvent se demander alors ce qu’est un sirop d’érable de qualité. Les producteurs ont certainement une réponse à cette question et il y a fort probablement, presque autant de définition qu’il y a de producteur. Sans vouloir changer votre propre définition de ce qu’est un sirop d’érable de qualité, l’exposé qui suit pourra jeter une base commune déduite d’observations technologiques et scientifiques

 

Techniques et procédés améliorant la conservation des fondants d'érable

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Le succès commercial des confiseries d'érable de type fondant est limité par leur vie de tablette qui ne dépasse pas trois mois. Ce produit a cependant un potentiel notable et, avec les surplus de sirop d'érable que l'on connaît maintenant, il devient essentiel de pouvoir les fabriquer à plus grande échelle et d'en améliorer la conservation

 

L'eau d'érable

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La définition de la qualité des produits d'érable repose en grande partie sur la connaissance de sa composition, de l'importance relative des diverses composantes et de leur rôle dans le développement de la couleur et de la saveur du sirop. La connaissance de la composition de l'eau d'érable est à la base d'une meilleure compréhension de la chimie et de la biochimie de la transformation de l'eau d'érable en sirop et pourrait donc influencer l'évolution des techniques de transformation.

Étude des résidus de produit de lavage sur les caractéristiques physico-chimiques du sirop d’érable. Première partie : effets de l’iodophore

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Lors du lavage de la tubulure avec des solutions à base d’iodophore, compte tenu de la difficulté de pouvoir bien drainer et ressuyer le réseau de tubulure, un volume non négligeable de ces solutions de lavage peut se retrouver mélangé à l’eau d’érable amenant ainsi la teneur en iodure des sirops des premières coulées à dépasser la limite acceptable de 1 mg/kg. De plus, la tendance de l’iode (I2) à être adsorbé sur certaines surfaces peut augmenter le volume de rinçage nécessaire. Le volume minimum d’eau d’érable nécessaire pour rincer la tubulure et assurer la production d’un sirop ayant une teneur en iodure inférieure à la limite acceptable, doit être déterminer. Un dispositif expérimental composé de 2 systèmes de 450 m de tube collecteur munis de contrôleur de débit permettant de simuler une faible coulée (0,39 litre/min) dans l’un des systèmes et un débit normal (1,39 litre/min) dans l’autre système, a été lavé avec une solution ayant une concentration en iodophore conforme à la recommandation du fabriquant (15 mg/kg) et une seconde fois avec une solution ayant une forte concentration en iodophore (45 mg/kg). Après chacun des lavages, l’eau d’érable ayant circulé dans le système de tubulure est recueillie et est transformée en sirop. Quelque soit le débit de coulée, faible ou normal, après un lavage à l’iodophore à 15 mg/kg, il faudra éliminer un volume de 1000 litres d’eau d’érable pour 250 entailles, pour obtenir un sirop ayant une teneur acceptable en iodure de moins de 1 mg/kg, ce qui peut représenter 2 jours de coulée normale. Après un lavage à 45 mg/kg d’iodophore, le volume d’eau d’érable à éliminer peut atteindre 5000 litres pour 250 entailles. Étant donné les grands volumes d’eau d’érable qu’il faudra jeter pour s’assurer que le sirop produit ait une teneur en iodure acceptable, inférieure à 1 mg/kg, l’iodophore ne peut être utilisé pour le lavage de la tubulure.

  

Traitement de la sève d’érable printanière par rayonnement ultraviolet
  

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Le but de ce travail était d’évaluer l’effet de l’absorbance de la sève d’érable printanière à la longueur efficace de la source ultraviolette sur le taux de destruction des bactéries par exposition au rayonnement ultraviolet et de déterminer quels seront les facteurs déterminant qui optimisent l’efficacité du traitement, soit le temps d’exposition et le parcours optique du rayonnement. Nous avons d’abord observé que la sève d’érable printanière stérile avait un taux de transmission moyen de 50% à 254 nm pour un parcours optique de 10 mm et que ce taux n’était plus que de 30% pour la sève contaminée. L’incidence de cette absorbante sur l’efficacité du traitement est d’autant plus important que le parcours optique du rayonnement est grand. Avec un parcours optique de 38 mm, une exposition au rayonnement de 9 secondes, ne nous permet d’atteindre qu’un taux de destruction de 97%, alors qu’avec un parcours optique de 13 mm, une exposition de 6 secondes, nous permet d’atteindre un taux de destruction de 99.97%. Ces conditions optimisées pourraient permettre de prolonger la durée de l’entreposage de la sève d’érable mais ne devraient pas se substituer aux bonnes pratiques sanitaires recommandées pour obtenir un sirop d’érable de qualité.

  

Bonbons à l’érable de type sucre d’orge.

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Recette de bonbons.

  

Caractéristiques chimiques et nutritives du sirop d’érable.  Les acides aminés de la sève et du sirop d’érable.

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Des échantillons de sève, de concentré d’osmose inversé et de sirop d’érable récoltés chez trois producteurs lors du printemps 1993 ont été analysés pour en déterminer la teneur en acides aminés libres.
Les acides aminés les plus souvent détectés dans ces échantillons sont l’acide aspartique, l’arginine, la tyrosine et la cistathionine. Les échantillons les plus riches peuvent en compter plus de 10 différents à des teneurs variant de 1 à 100 nmol/g de sucre alors que certains sirops n’en comptent aucun.
On note un enrichissement en teneur et en variété en fonction de la saison, que l’on peut relier à deux facteurs, soit, la contamination microbienne accrue lorsque la température ambiante se réchauffe et l’augmentation du métabolisme de l’arbre à l’approche de l’éclosion des bourgeons. On peut d’ailleurs lier les défauts de goût dit de bourgeon à une teneur accrue d’acides aminés dans la sève.
On note aussi des variations dans les profils d’acides aminés de la sève au sirop. Ces variations peuvent aussi être liées au traitement thermique, les acides aminés ayant des réactivités variables, alors que d’autres acides aminés peuvent être libérés lors de l’hydrolyse de résidus protéiques présents dans la sève.
Le rôle des acides aminés dans les produits d’érable, par leur faible teneur et les faibles variétés, demeurent avant tout, un rôle de précurseur de goût, bon ou mauvais, par leur participation aux réactions de Maillard, pour former des arômes plus ou moins souhaitables dans le sirop selon leur identité et leur concentration. Il serait donc intéressant de relier les profils d’acides aminés observés aux autres propriétés de ces échantillons comme les profils d’arômes et leur qualité gustative.

  

Maîtrise de la transformation des produits de l’érable

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Les principaux paramètres influençant la cristallisation des sucres sont la température du mélange, la concentration en solides totaux et la présence de solides autres que le saccharose. Pour la fabrication de beurre d’érable, le sirop évaporé à 84 °Brix doit être refroidi rapidement avant d’être brassé. La grande viscosité du milieu permet alors de contrôler la cristallisation et d’obtenir des cristaux suffisamment fins pour être imperceptibles sur la langue (< de 30 µm). L’utilisation d’un cristallisoir à vis sans fin n’est pas recommandé puisque ce type d’appareil provoquant le réchauffement du produit par friction, on obtient un produit rude et granuleux. Par contre, un cristallisoir à surface raclée muni d’un échangeur de chaleur au fréon permet d’obtenir des cristaux plus fins et plus uniformes. Le beurre d’érable fabriqué à l’aide du cristallisoir semble être plus stable que le produit fabriqué selon la méthode artisanale. L’ajout de 4.1 % de maltodextrine dont l’équivalent-dextrose est de 20, permet d’inhiber le phénomène de séparation de phase pendant au moins 175 jours sans apporter d’arrière-goût au produit.
Les confiseries d’érable de type fondant fabriquées par la méthode artisanale durcissent, sèchent et blanchissent en moins de trois mois. Les différentes étapes de la fabrication des fondants d’érable ont été analysées afin de déterminer les facteurs principaux influençant la dureté et la stabilité du produit. La dureté du produit est reliée à la fois à l’état de la cristallisation et au taux d’humidité. Le blanchiment est un phénomène de recristallisation qui se produit aux imperfections de surface. Ainsi pour limiter ce phénomène de vieillissement, il faut éliminer les sources de défauts de surface lors de la fabrication. En utilisant un dépositeur muni d’un bain-marie, il est possible de mouler les pièces de confiserie rangée par rangée et d’éliminer l’étape du raclage source de défauts de surface. Il devient aussi possible de produire de plus grande quantité de confiserie à la fois et d’obtenir une qualité plus uniforme.
Les pièces de confiserie trempées selon la méthode artisanale ont une apparence vitreuse. Un enrobage constitué de cristaux fins et uniformes serait plus stable. La formation d’une telle couche de cristaux, appelée candisation dans la confiserie européenne, a été expérimentée comme moyen de prolonger la conservation des confiseries d’érable de type fondant. La candisation idéale est obtenue par trempage dans un sirop de saccharose à 75 °Brix, à la température de la pièce, pendant 4 heures. Il est aussi possible de candir dans un sirop d’érable sursaturé, dans les mêmes conditions. On obtient alors une vie de tablette du produit d’environ 9 mois, ce qui pourra en faciliter la commercialisation.

Production de polysaccharides microbiens sur des milieux glucidiques en surplus au Québec.

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Le but de ce projet était d'explorer les possibilités afin de découvrir un nouveau polysaccharide alimentaire en utilisant les sources glucidiques en excès au Québec. Le projet a été réalisé en deux volets. Dans un premier temps, l'étude a porté sur la production de polysaccharides sur milieu à base de lactosérum déprotéiné avec des souches de collection déjà reconnues pour leur propriétés filantes et capables de métaboliser le lactose. Dans un deuxième temps, un cribblage a été effectué afin de sélectionner un organisme capable d'épaissir le milieu à base de sirop d'érable déclassé. Pour les deux types de polymères, une optimisation des conditions chimiques, physiques et nutritionnelles du milieu a été menée afin d'accroître au maximum la production. Après isolement et purification, les polymères ont été analysés pour leur composition en monosaccharides et leur masse moléculaire. Une analyse globale de la fraction précipitable à l'alcool contenant le polysaccharide a été conduite dans le but de déterminer le pourcentage de protéines, de sucres, de cendres et d'humidité pour chacune des fractions précipitables et solubles à l'eau.

The aim of this projet was to investigate the possibility to discover a new food grade polysaccharide when using growth media based with carbohydrate source in excess in Québec. The projet was carried out in two steps. First, the production of polysaccharide by slimy well-known microorganisms able to metabolise lactose was studied on deproteinated whey based media. Secondly, a screening was performed with the purpose of choosing a microorganism able of thickening none commercialy viable maple sirup based media. An optimisation of the chemical, physical and nutritionnal conditions of the media was performed on both polymers in order to enhance the production to the maximum. The two polymers were analysed for their monosaccharides composition and their molecular weight next to isolation and purification. A global analysis of the alcool precipitable polysaccharide containing fraction was conducted with the intention of establishing the protein, sugar, ash and moisty percentage on each water soluble and insoluble fractions.

    
Variations de la qualité et du goût du sirop d'érable au cours de la saison de coulée.

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La qualité et la saveur du sirop d’érable varient en fonction de la composition de la sève qui change au cours de la saison et varient aussi selon le traitement thermique que subit la sève lors du procédé d’évaporation.

Le but de ce travail est d’observer la variation de la qualité et des goûts des sirops d’érable durant la saison et de caractériser ces différents goûts pour éventuellement améliorer la qualité du sirop d’érable et pour tirer un meilleur parti de ces variations

   
Injecteurs d’air pour la fabrication du sirop d’érable : prudence!

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Les résultats préliminaires d’une étude réalisée au Centre ACER inc. ont permis de voir un peu plus clair sur les effets de cette nouvelle technologie sur la couleur du sirop d’érable et sur sa stabilité lors de l’entreposage et une certaine prudence est de mise suite aux conclusions de cette étude. En effet, selon ces travaux, il semblerait que certains désavantages soient associés à cette technologie. On remarque, une acidification du sirop plus importante reliée à l’utilisation de l’injecteur d’air ainsi qu’une plus grande présence de défauts de saveur. Il faut souligner cependant, qu’il a également été possible d’établir que cette nouvelle technologie permet, dans une certaine mesure, d’améliorer la couleur du sirop d’érable avec toutefois certaines limites qui seraient liées à l’évolution de la saison. De plus, l’injection d’air permettrait d’accroître sensiblement la stabilité de la couleur à l’entreposage
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Spectrofluorimetric Determination of Formaldehyde in Maple Syrup
(Source : Journal of AOAC International )

A quick and simple method was developed for determination of formaldehyde in maple syrup. In this method, formaldehyde reacts with Fluoral P to form a complex which is chemically extracted by isobutanol and determined by spectrofluorimetry. Performance, as gauged by the limits of detection (0.16 mg/kg) and quantitation (0.21 mg/kg), recovery (>79%), and variability (1.9–16.1%, depending on fortification level and class of syrup) were superior to the current official AOAC standard method.
 

Level of Endogenous Formaldehyde in Maple Syrup as Determined by Spectrofluorimetry
(Source : Journal of AOAC International )


The level of endogenous formaldehyde in maple syrup was established from a large number (n = 300) of authentic maple syrup samples collected during 2000 and 2001 in the province of Quebec, Canada. The average level of formaldehyde from these authentic samples was measured at 0.18 mg/kg in 2000 and 0.28 mg/kg in 2001, which is lower than previously published. These average values can be attributed to the improved spectrofluorimetric method used for the determination. However, the formaldehyde values obtained demonstrate a relatively large distribution with maximums observed at 1.04 and 1.54 mg/kg. These values are still under the maximum tolerance level of 2.0 mg/kg paraformaldehyde pesticide residue. Extensive heat treatment of maple syrup samples greatly enhanced the formaldehyde concentration of the samples, suggesting that extensive heat degradation of the sap constituents during evaporation could be responsible for the highest formaldehyde values in maple syrup.

 

Systèmes à injection d’air pour la production de sirop d’érable –Étude préliminaire
Il existe sur le marché, depuis quelques années déjà, des systèmes composés d’une prise d’air, d’un filtre, d’un compresseur et de tubes perforés déposés dans le fond des casseroles de l’évaporateur, le tout permettant d’injecter de l’air ambiant à travers l’eau d’érable lors du processus d’évaporation. Selon les allégations des fabricants, l’utilisation d’un système semblable permettrait à l’acériculteur d’améliorer la couleur du sirop d’érable. Au moment de démarrer cette étude, ce type de systèmes avait déjà été utilisé par certains et la plupart disaient avoir en effet observé une certaine amélioration de la couleur des sirops produits. Plusieurs questions restaient cependant sans réponse. En effet, certains doutes subsistaient dans le milieu acéricole quant à l’efficacité réelle d’un tel procédé, d’autant plus qu’il est encore impossible, à l’heure actuelle, de quantifier et d’expliquer le phénomène. C’est donc à la fin de 2002 que les intervenants du secteur acéricole demandaient au Centre ACER inc. de réaliser un projet de recherche permettant de documenter les effets reliés à l’utilisation des systèmes à injection d’air sur la couleur du sirop d’érable et sa stabilité durant l’entreposage, en déterminant s’il y a une différence entre la couleur du sirop d’érable produit avec la technologie, en comparaison avec le procédé de fabrication traditionnel; en évaluant cette différence au cours de la saison de production 2003; et en évaluant les changements de couleur du sirop d’érable pendant l’entreposage.
 
Innovation en acériculture APIA en bref

Innovation en acériculture : La valorisation de la saveur grâce à la spectroscopie
Luc Lagacé, Ph.D., Centre de recherche, de développement et de transfert technologiqueacéricole Inc. (Centre ACER Inc.)

 

Assessment of maple syrup physico-chemistry and typicity by means of fluorescence spectroscopy

Maple syrup is a natural sweetener obtained from the transformation of maple sap collected mostly from sugar maple (Acer saccharum Marsh) in North America. At present, simple physico-chemical tests are used for routine quality control. Inspectors also taste all batches on the market to ensure authenticity.  Because of the presence of various aromatic compounds in sap and syrup, intrinsic fluorescence was tested as a means to characterize the physico-chemistry and typicity of maple syrup. Two hundred samples of sap and their corresponding syrup were obtained from various farms in 2003 and 2004. They were analysed by conventional physico-chemical tests and by fluorescence spectroscopy. Two major regions of fluorescence were found, which were mostly the same for sap and syrup. The first one was at 320 nm, excited at 275 nm, and the second one at 460 nm, excited at 360 (syrup) or 370 nm (sap). The first peak diminishes as harvesting season progresses, while the second peak increases, making it possible to predict the harvesting period of syrup from its spectra (r2 = 0.88 in 2003 and 0.81 in 2004). Color of syrup (r2 = 0.91 and 0.88) and bacterial counts in sap (r2 = 0.75 and 0.78) were also predicted from syrup spectra.  Results show that sap spectra are related to syrup spectra and could potentially be used as predictor of quality prior to transformation. Discriminant analysis revealed that between 71% and 95% of syrup samples were correctly classified according to  the farm of origin in 2003, and between 78% and 100% in 2004. Proximity was not always a factor of explanation of misclassification, suggesting that precise farm location, rather than the broad region of production is the major factor of typicity.

 

 

Ce qu'il faut savoir sur le contrôle du gonflement dans les casseroles par les antimousses. Nathalie Martin, chimiste , chercheur

Article publié dans Info Sirop Hiver 2011.
Reculé

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