Cette fiche a pour objet de faire le point sur les outils portatifs de mesure rapide de la qualité, destructifs ou non, et employant des technologies complexes. Ces mêmes technologies peuvent être utilisées sur des équipements en ligne dans les stations de conditionnement par exemple, mais ne sont pas abordées ici.

>> Lien vers le Point sur les outils de mesure de la qualité sur fruits et légumes

Contrairement aux outils classiques d’analyses physicochimiques utilisés pour caractériser la qualité des fruits et légumes (titrimètre pour mesurer l’acidité, réfractomètre pour mesurer la teneur en sucres), ces « nouveaux » outils d’analyse, pour la plupart non destructifs, permettent de mesurer un ou plusieurs critères de qualité, en conservant l’intégrité du produit et ce, de façon quasi instantanée. Dans le cas des appareils non destructifs, la rapidité de la mesure permet également d’envisager des analyses sur des échantillons de fruits plus représentatifs, qui peuvent être réintégrés ensuite dans le circuit de distribution sans perte financière. Ces avantages permettent un contrôle des lots plus fréquent, à tous les stades de la filière, ou encore un suivi d’évolution du même échantillon dans le temps.

Le développement de ces outils étant encore relativement récent, des améliorations régulières sont apportées par les équipementiers concernant la précision de la mesure. De nombreux équipements sont proposés sur le marché et on assiste à une miniaturisation forte des composants, ce qui devrait encore renforcer leur intérêt à court terme. Les outils utilisant la spectrométrie proche infrarouge ne permettent pas, pour la plupart, une mesure directe et une utilisation dès l’achat de l’équipement. Dans un premier temps, il est nécessaire d’étalonner des modèles de prédiction (voir paragraphe dédié). Cette opération doit être réalisée par une personne formée et disposant d’un certain niveau de compétence en prise de mesure et informatique. Par ailleurs, comme tous les outils, des mesures de contrôle (destructives) devront être réalisées régulièrement à l’aide des méthodes de référence pour s’assurer de la bonne réponse de l’outil ou pour alimenter la base de données utilisée par l’appareil. Enfin, même si les prix s’orientent à la baisse, ils peuvent encore être un frein à l’achat de ces outils.

Les outils de Spectroscopie Proche InfraRouge (SPIR) ou Near InfraRed Spectroscopy (NIRS)

Principe : Essentiellement utilisée pour mesurer les niveaux de sucres, de matière sèche, d’acidité et la détection de défauts internes, cette technique repose sur l’analyse de la lumière proche infrarouge (800-2500 nm) traversant un fruit : une partie de la lumière est absorbée par les constituants internes, une autre est redirigée vers l’extérieur, soit en transmission après avoir traversé tout le fruit, soit en réflexion diffuse, après avoir été réfléchie par les différents éléments constitutifs du fruit. Cette analyse, réalisée par un spectromètre, génère un spectre d’absorption dont le profil varie en fonction de la composition du fruit mesuré et de sa structure interne. Les variations du spectre proche infrarouge n’étant pas directement proportionnelles aux variations de la composition des fruits, il est donc nécessaire, dans un premier temps, de construire un modèle mathématique sur un grand nombre de fruits pour relier les spectres lumineux aux valeurs de taux de sucres, par exemple, mesurées de façon destructive. L’outil devient réellement non destructif une fois ces modèles construits et stabilisés.

Principe de la SPIR	Spectre d’absorption généré par le spectromètre

L’outil ATAGO PAL – BX - ACID, un outil destructif pour la mesure de la teneur en sucres et de l’acidité titrable 

Principe : l’outil ATAGO PAL – BX - ACID combine deux mesures (teneur en sucres et acidité titrable) et repose sur la combinaison de deux méthodes : la réfractométrie pour la mesure de la teneur en matière sèche soluble, largement corrélée à la teneur en sucres, et la conductivité électrique pour celle de l’acidité totale titrable (ATT).

Les mesures sont réalisées sur des échantillons de jus pour la teneur en sucres et sur le même jus dilué pour l’ATT. Le produit analysé est donc détruit mais l’outil offre l’avantage d’obtenir les deux mesures d’évaluation des saveurs les plus importantes pour un grand nombre de fruits, de façon quasi-instantanée : le niveau de sucres (les réfractomètres ont déjà cette fonction) et l’acidité (la méthode classique de titration acido-basique, complexe à mettre en œuvre et chronophage, nécessite une personne formée). Pour la mesure de l’ATT, l’outil n’a pas besoin de réactif particulier ou d’indicateur coloré.

Évaluation CTIFL de quelques outils portatifs dédiés spécifiquement à des mesures sur fruits (mise à jour janvier 2019)

Le CTIFL a étudié l’utilisation de quelques outils présents sur le marché. Il s’est attaché à vérifier la bonne adéquation des résultats avec les mesures de référence de la qualité. Cette étude demandant un nombre important de répétitions sur un grand nombre d'espèces et de variétés, les résultats ci-dessous sont partiels et feront l’objet de mises à jour.

	SACMI NIR Case Non destructif, technologie SPIR
Types de mesure (annoncées par le fabricant)	Teneur en sucres Matière Sèche Défauts internes Acidité totale
Espèces concernées	Tous fruits, mesurables sur le même outil à l’aide de différents supports de fruits.
Calibration/ étalonnage	Modèles à créer par l’utilisateur, par type de fruit et par type de mesure. Logiciel constructeur fourni pour réaliser cette étape d’étalonnage. Nécessité d’une formation en Italie pendant 2-3 jours pour la prise en main de l’outil.
Évaluation CTIFL	Évaluation CTIFL Teneur en sucres : bonne corrélation sur pomme, pêche, fraise, kiwi (Précision +/- 0,5 % Brix sur un lot de fruits) Matière Sèche : bonne corrélation Défauts internes (brunissement) : bonne détection obtenue sur pomme Acidité totale : pas de bonne corrélation obtenue à ce stade   Pas de possibilité d’extraire les données spectrales et de faire évoluer les modèles sans utiliser le logiciel constructeur.

	Felix Instrument F750 Quality meter Non destructif, technologie SPIR
Types de mesure (annoncées par le fabricant)	Teneur en sucres Matière Sèche Défauts internes Acidité totale
Espèces concernées	Tous fruits, mesurables sur le même outil.
Calibration/ étalonnage	Modèles à créer par l’utilisateur, par type de fruit et par type de mesure. Logiciel constructeur fourni pour réaliser cette étape d’étalonnage. Possibilité d’intégrer l’effet température des fruits dans le modèle de prédiction pour s’affranchir de ce problème lors de la mesure.
Évaluation CTIFL	Teneur en sucres : bonne corrélation sur pomme, pêche, abricot (erreur de mesure < 0,5 % Brix sur un lot de fruits) Matière Sèche : non évaluée à cette date Défauts internes : non évaluée à cette date Acidité totale : corrélation moyenne obtenue à ce stade Possibilité d’extraire les données spectrales et de faire évoluer les modèles avec des logiciels de traitements statistiques du commerce ou gratuits.

>> Lien vers la présentation Comparaison de 6 spectromètres SPIR portatifs ou miniatures pour prédire la qualité de pêches et nectarines

	Sunforest H-100 Series   Non destructif, technologie SPIR
Types de mesure (annoncées par le fabricant)	Teneur en sucres Matière Sèche Chlorophylle Brunissement interne
Espèces concernées	Plusieurs outils différents en fonction des espèces et leur taille : mandarine/kiwi, pomme/poire/pêche/prune, orange, melon.
Calibration/ étalonnage	Certains modèles sont proposés avec l’instrument pour une utilisation directe Difficulté pour faire évoluer les modèles de prédiction : contact à prendre avec le fabricant en Corée.
Évaluation CTIFL	Teneur en sucres  sur pomme : surestimation observée (+ 0,3 à + 0,5 % Brix) par rapport à une mesure comparative avec l’outil Pimprenelle* et en utilisant le modèle intégré dans l’outil.

* : Pimprenelle est un automate d’analyse globale de la qualité, qui utilise les techniques classiques de mesure (réfractométrie, titration…) et qui permet d’automatiser la mesures de plusieurs critères, de manière destructive.

	Atago Pal-Hikari 5 Non destructif, technologie SPIR
Types de mesure (annoncées par le fabricant)	Teneur en sucres uniquement.
Espèces concernées	Un outil différent par espèce : outils développés à cette date pour raisin, pomme, pêche et nashi.
Calibration/ étalonnage	Aucun, utilisation directe de l’outil.
Évaluation CTIFL	Évaluation menée uniquement sur l’outil dédié à la pomme. Possibilité de recaler en plus ou moins la valeur du sucre, en moyenne l’appareil surestime sur la pomme le % Brix, il est recommandé de régler l’outil avec un niveau de -2 % Brix (Biais). Précision +/- 0,5% Brix sur un lot de pomme, après réglage. Forte influence de la température des fruits (mesure à faire sur des fruits à 20°C) Pas de possibilité d’extraire les données spectrales et de faire évoluer les modèles.

 

	Atago PAL – BX - ACID Destructif, réfractométrie + conductivité électrique
Types de mesure (annoncées par le fabricant)	Teneur en sucres Acidité totale titrable ou exprimée en g/L d’acide malique, citrique en fonction des espèces et outils.
Espèces concernées	Outils existants : Un outil multifruits PAL – BX – ACID F5 (Agrumes, raisin, tomate, fraise, myrtille)  Autres outils mono-espèce : nombreuses espèces disponibles.
Calibration/ étalonnage	Aucun étalonnage nécessaire pour la mesure de la teneur en sucres. Corrélation à réaliser entre mesures faites par l’outil et mesure de référence pour l’acidité pour avoir un affichage sur l’outil en meq/100 g ou g/L d’acide malique ou citrique (équation à intégrer dans l’outil, sinon expression en % - unité propre à l’outil).
Évaluation CTIFL	Évaluation réalisée à cette date sur pomme (outil spécifique), tomate et agrumes (outil Multifruits F5). Mesure identique pour la teneur en sucres car même méthode que la mesure de référence. Bonnes corrélations obtenues pour l’acidité titrable avec la méthode de référence (titration) sur les principales variétés de pommes mais remise en question de la dilution par 50 proposée par le constructeur : une dilution par 20 permet de mesurer des variétés peu acides. Validation en cours de l’équation pour exprimer le résultat en acidité malique. Bonnes corrélations obtenues sur agrumes (oranges et clémentines) sur quelques lots (poursuite de l’évaluation début 2019). Mauvaises corrélations obtenues sur tomate avec la méthode de référence (titration).

Concernant la technologie seule : matériaux / sécurité opérateur / conditions d’entretien

Se reporter aux recommandations des fabricants/revendeurs. Ces outils font appel à des technologies optiques, un soin tout particulier doit être apporté au nettoyage des cellules de mesure.

Liste non exhaustive de quelques fournisseurs d’outils de mesure rapide de la qualité.

* D’après les informations recueillies auprès des fournisseurs, en 2018.
Prix indicatifs, sous réserve de modification des tarifs par les fournisseurs.