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ROLE DES ADDITIFS DANS LE MAINTIEN OU
L’AMELIORATION DES QUALITES NUTRITIONNELLES,
ORGANOLEPTIQUES ET HYGIENIQUES DES ALIMENTS
Annick Masson
Responsable du LSTA
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* Haute qualité
* Stabilité des qualités
* Durabilité maximale
* Diversité produits
* Constance dans la variété
* Prix • •
Méfiance Additif
Produits “Naturels”
AMBIGUITE
Critères physiologiques, psycho-sensoriels
et temporels :
* Forme, Santé, Minceur
* Fraîcheur
* Rapidité préparation • •
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Industrie alimentaire doit répondre aux :
* Besoins consommateurs
* Besoins du marché
( production industrialisation)
Amélioration – Innovation des
procédés technologiques
+
Additifs
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ADDITIF
- Substance volontairement ajoutée à un aliment
- processus de fabrication
de traitement
de conditionnement
de stockage
- But technologique
- Ayant ou non une valeur nutritive
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Additif (ou ses dérivés)
subsiste dans le produit fini
Additif ≠ auxiliaire technologique
≠ ingrédient
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L’auxiliaire technologique
Substance employée dans un but technologique
Rôle non permanent Ne subsiste pas dans
l’aliment (sauf traces)
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Législation
- Période transitoire
L. Nationale L. Européenne
- E X Y Z où X est la catégorie de l’additif (rôle principal)
N° Additif
Europe
Législation traite de :
* Procédure d’inscription (liste d’additifs)
* Commerce et étiquetage
* Annexes :
- Catégories d’additifs
- Critères généraux pour l’utilisation des additifs
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Dose Journalière Admissible (DJA)
Additifs
DJA = Dose Journalière Admissible
= mg/kg poids corporel et par 24 heures
Admissible tous les jours pendant une vie entière, sans risque
significatif pour la santé
Etudes toxicologiques (animaux)
+
Facteur de sécurité (100 – 200)
Dose admissible dose toxique
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Méthode Budgétaire Danoise (MSD)
DJA Nouveau produits alimentaires Evolution habitudes de consommation
Estimation de la consommation future ?
Risque > DJA ?
But : rendre DA acceptables
contenu additifs DJA
Contrôle du budget de la DJA
Besoins physiologiques universels
Variant fonction âge, travail, T°, …
Etudes Food and Nutrition Board (USA)
Consommation maximale pour enfants et adultes : 100 ml et 100 kCal/kg poids corporel en 24 heures
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Conclusion :
DJA pas dépassée si :
100 ml boissons et 100 kCal d’aliments n’apportent pas plus
que la DJA de l’additif concerné
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Good Manufacturing Pratice (GMP)
Règlement strict (FDA)
Procédés fabricationHygièneStockageDistributionContrôle
Législation concept utiliséEgalement Europe et autres pays
Suisse – Grande Bretagne
Législation “Edulcorants“ réglée par GMP
Concept DJA non appliqué
Pas de dose maximale d’utilisation
“Confiance“
Forte dose trop sucré
Invendable
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Catégories d’additifs
Colorant Edulcorant
Conservateur Poudre à lever
Anti-oxydant Anti-moussant
Emulsifiant Agent d’enrobage
Sel de fonte Agent de traitement de la farine
Epaississant Affermissant
Gélifiant Humectant
Stabilisant Séquestrant
Exhausteur de goût Enzyme
Acidifiant Agent de charge
Correcteur d’acidité Gaz propulseur et gaz d’emballage
Anti-agglomérant Divers
Amidon modifié
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A. Agents conservateurs
- Anti-enzymatiques
- Anti-microbiens
- Anti-oxydants
But Limiter altérations
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B. Améliorants Sensoriels
Texture Saveur Odeur
- Colorants: législation à part de celle des additifs
- Arômes: législation à part de celle des additifs
- Exhausteurs de goût
- Agents de texture
But Augmenter, améliorer les caractéristiques organoleptiques
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Remarques :
- Traitements combinés : thermiques + chimiques
- Fonctionnalité double ou triple de certains additifs
- Synergie de propriétés des additifs
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AGENTS CONSERVATEURS
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ALTERATIONS ET ADDITIFS
1. OXYDATION
* AG Insaturés
- Oxygène - Chaleur Initiation catalysée - Lumière - Certains métaux
Radicaux libres (R. )
Propagation
Hydroperoxydes
Polymères Acides, Alcools Aldéhydes et Cétones volatils
( PM odeur rance)
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* Vitamine à (Axérophtol)
Vitamine E (Tocophérol) Oxydation
Pigments caroténoïdes
Conclusion : * Odeurs désagréables
* valeur nutritionnelle (AG essentiels, vitamines, …)
* coloration
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Antioxydants type I :
Composés phénoliques: AH
1) AH + R. A. + RH
radical libre lipidique
Cède radical H.
2) A. + A. Produits non radicalaires
A. pas de réaction avec lipides
radicaux libres
vitesse d’oxydation
OH
R2
R4
R3
R1
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* AH au début de l’oxydation ok
si oxydation avancée pas d’effet de AH
* AH antioxydant
pro-oxydant
AH + ROOH RO. + A. + H2O
* Conservation jusqu’à épuisement de l’AH
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Antioxydants type I :
- Gallate de propyle
- Butylhydroxyanisol (BHA)
- Butylhydroxytoluène (BHT)
- Tocophérols (AH naturels des huiles végétales)
NB : Fumage (fumée de bois)
Plantes aromatiques (Romarin)
Composés phénoliques (AH)
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Antioxydants type II :
Empêchent ou diminuent la formation radicaux libres
(phase initiation)
Principalement en complexant métaux de transition (Cu, Fe, …)
Catalyseurs d’oxydation
Exemples :
- Acide citrique (sels, esters)
- Acide tartrique (sels, esters)
- Lactate de Na, K, Ca
- Orthophosphate de Na, K, Ca
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Antioxydants type III :
Procédés de protection
Mise en œuvre de conditions physiques convenablement choisies
Exemple :
- Teneur en O2 (sous vide, sous azote)
- Protection Lumière
- aw faible ≈ 0,3
Conclusion :
En pratique, association des Antioxydants de type I, II et III
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Législation :
- Substances à action anti-oxydante seule
- Substances à action anti-oxydante
+
autres fonctions
- Substances pouvant renforcer l’action anti-oxydante d’autres substances
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2. ALTERATIONS ENZYMATIQUES
< Enzymes Endogènes Microbiennes
a). Hydrolases :
- Protéases - Lipases - Glucosidases, Amylases - Pectinases
b). Oxydases
- Lipoxygénases - Polyphénol – Oxydases (Brunissement végétaux) • •
Qualités organoleptiques : - Couleur - Texture - Goût • •
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Action : - Traitements thermiques (inactivation des enzymes) - pH - Complexation métaux (Cu, Fe, …) (Constitution des enzymes) - aw
Exemples : - Acide citrique (complexant de métaux)
- Anhydride sulfureux (SO2) et Bisulfites * Réduction ponts disulfures enzymes * Réaction avec Quinones Blocage Retard brunissement
- Acide Ascorbique = réducteur
Quinones Phénols Retarde ou empêche brunissement enzymatique
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3. ALTERATIONS BACTERIENNES ET FONGIQUES
- Détériorations des aliments
- Risques sanitaires * Taux trop
* Pathogènes
* Toxines
Actions : - Traitements thermiques
- Antiseptiques
- aw
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Antiseptiques
Bactériostatiques Bactéricides
( Doses interdites ) Amélioration Qualité Etat sanitaire
Stabilisation Qualité et Etat sanitaire
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1. Antiseptiques minéraux
A. Anhydride Sulfureux et Sulfites:
- Désinfection matériel de vinification
- Contrôle de la fermentation en vinification
* Sensibilité : Bactéries Moisissures
* Sensibilité + faible : Levures
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- Antiseptique + Protection xBrunissement Enzymatique
Exemples : Blanchiment à froid; Tranches pommes; Tomates pelées; …
- Jus, Pulpes, Purées fruits; Fruits séchés; Sirop de glucose; Amidon; Fécules de pommes de terre; Confitures; Bières; Vins; • •
- Personnes sensibles : Maux de tête; Irritations appareil digestif
- Cuisson, Ebullition :
Elimination SO2
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B. Nitrates – Nitrites (et sels de Na, K)
* Nitrates Nitrites Formes actives
Réduction par nitrates–réductases de certaines bactéries
Exemples : Microcoques Lactobacilles • • •* Mécanisme d’action mal connu : - Action sur réactions enzymatiques (not. Oxydo-réduction) - Action sur mécanismes de transport
Réduction
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* Actifs sur nombreuses bactéries
Not. Staphylocoques
Clotridium . . . Nitrites : Inhibiteurs de croissance
Surtout agent anti-botulinique
* Nitrates et Nitrites de Na, K
Préparations de viande, volaille et gibier
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2. Antiseptiques organiques
*Acides organiques (aliphatiques mono-carboxyliques) et leurs dérivés
*Activité faible utilisation combinée (additifs ou procédés thermiques)
*Insaturations et polyinsaturations des acides aliphatiques renforcent
l’activité anti-microbienne
A. Acide Acétique : - CH3 - COOH - pH - Permet pasteurisation (stérilisation) - Action sur Bactéries Levures - Action faible sur Moisissures - Utilisé dans une grande variété de produits
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B. Acide Propionique (et sels) :
- CH3 - CH2 - COOH - Action sur Moisissures - Action sur Levures – Bactéries
Exemples :
- Lors pétrissage pâte à pain Lutte moisissures pains coupés (pains seigle, …) - Formation naturelle dans fromages à pâte cuite Auto-conservation - Lutte recontamination après stérilisation refroidissement tranchage emballage • •
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C. Acide Sorbique (et sels) :
- CH3 – CH = CH – CH = CH – COOH - Action sur Moisissures et Bactéries - Action faible sur Levures - Si Moisissures faible Inhibition croissance - Si Moisissures élevée Métabolisation Sorbates
Action Acide Sorbique si Moisissures faible au départ - Activité anti-botulinique (remplacement des nitrites) - Ajouté dans grande variété produits * Margarines * Mayonnaises * Yaourts * Jus de fruits * Fromages fondus * Fruits séchés * Produits animaux cuits * Produits céréaliers cuits……….
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D. Acide Benzoïque (et sels) :
COOH
- Action sur Levures Bactéries- Action faible sur Moisissures
- Utilisé dans grande variété produits : - Sirops de fruits - Cornichons - Oignons - Betteraves (saumure, vinaigre) - Limonades • • •
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E.Autres :
* Anti-oxydants phénoliques + Agents conservateurs synergie de l’action anti-bactérienne
* Antibiotiques : peu utilisés antibiotiques non thérapeutiques
Exemples : Nisine (< Streptococcus lactis) * Thermorésistant * Permet barêmes de stérilisation * Inhibe Clostridium Responsable des gonflements tardifs • Fromages pâtes pressées cuites • Fromages fondus * Susceptible de remplacer Nitrites (agent anti-botulinique)* Agents conservateurs dépresseurs aw
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P Aw =
-Aw de 0 1
- Eau = Réactif Solvant
Véhicule
Partielle vapeur eau dans mélangePartielle vapeur eau pure T°
P
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Exemples dépresseurs aw :
- Chlorure de Sodium (NaCl) - Chlorure de calcium (CaCl2) - Phosphates et Polyphosphates - Acides organiques et leurs sels de Na, K, Ca - Sucres solubles (mono, di, oligosaccharides) - Alcools et Polyols (Ethanol, Sorbitol, Glycérol) - Protéines et leurs hydrolysats - Inclus dans une grande variété de produits : - Confitures - Cakes - Laits concentrés - Confiserie - Fruits séchés - Pâtisserie, Biscuiterie • • •
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AMELIORANTS SENSORIELS
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1. Colorants
Couleur = fraîcheur, qualité
Viande rouge : fraîche
Beurre jaune : meilleur
Interdépendance sens
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Tél. : ++32 (0)2 526 73 41 Fax : ++32 (0)2 526 73 01A. COLORANTS
COLEUR ORIGINE CODE UTILISATION HABITUELLE EN FRANCE
Jaune N E 100 Curcumine Moutardes, Bouillons, Potages, Produits laitiers Jaune N E 101 Lactoflavine Produits laitiers, Confiserie, Pâtisserie, etc., … (Riboflavine) Jaune S E 102 Tartrazine Pâtisseries, Confiseries, Glaces, Boissons, Sirops, Fruits confits, Liqueurs, Desserts Jaune S E 104 Jaune de Confiseries, Boissons, Liqueurs quinoléine Orange S E 110 Jaune orange S Boissons, Sirops, Glaces, Pâtisseries, Desserts, Confiseries Rouge N E 120 Cochenille Apéritifs, Charcuteries, Produits laitiers Acide Carminique Rouge S E 122 Azorubine Confiseries, Sirops, Boissons Rouge S E 123 Amarante En France : Caviar seulement, dans le reste de l’Europe : Boissons, Caviar Rouge S E 124 Rouge cochenille A Confiseries, Pâtisseries, Biscuits, Glaces, Sirops, Boissons, Charcuteries, Desserts Rouge S E 127 Erythrosine Confiseries, Fruits aux sirops, Fruits confits Bleu S E 131 Bleu patente V Confiseries, Sirops, Pâtisseries, Glaces, Liqueurs Bleu S E 132 Indigotine Pâtisseries, Confiseries, Glaces, Fruits confits Vert S E 140 Chlorophylles Peu utilisées en France Vert S E 141 Complexes Rarement utilisées en France Cuivriques des Chlorophylles Vert S E 142 Vert acide brillant Fruits confits, Sirops, Confiseries, Boissons, Liqueurs
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A. COLORANTS
COULEUR ORIGINE CODE UTILISATION HABITUELLE EN FRANCE
Brun N E 150 Caramel Vins, Liqueurs, Eaux-de-vie, Bières, Confiseries, Glaces, Pâtisseries, Bouillons, Produits laitiers, Boissons, CharcuteriesNoir S E 151 Noir brillant BN Confiseries, Glaces, Crèmes glacéesNoir N E 153 Carbo médinalis Confiseries végétalis N E 160 Caroténoïdes Potages, Charcuteries, Sauces, Condiments, Produit laitiers, Desserts N E 161 Xanthophylles Potages, Charcuteries, Sauces, CondimentsNuances N E 162 Rouge de Betterave Bouillons, Potages, Charcuteries, Condiments (bétanine) Produits laitiersDiverses N E 163 Anthocyanes Peu utilisés en France M E 171 Bioxyde de titane Rarement utilisé en France M E 172 Oxydes et Rarement utilisé en France hydroxydes de fer
Colorants M E 170 Carbonate de Rarement utilisé en France calcium de M E 173 Aluminium Décors (confiseries, pâtisseries) M E 174 Argent Décors (confiseries, pâtisseries) surface M E 175 Or Décors (confiseries, pâtisseries)
Pour certains E 180 Pigment rubis Croûtes de fromageusages seulement
N : origine naturelle S : colorants de synthèse M : colorants minéraux
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B. Additifs
Maintenir colorations appétissantes
Exemple : Anti-oxydants, Séquestrants,
Nitrates – Nitrites
Nitrates – Nitrites :
NO2- + H+ HNO2
HNO2 + H+ + e- NO + H2O
oxyde nitrique
Milieu acide et réducteur
(Bactéries lactiques, Acide ascorbique, …)
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- Réactions avec hémo-pigments (Myoglobine)
Myoglobine Met-Myoglobine (Fe2+) (Fe2+ Fe3+) Brune
Nitroso-Myoglobine (Fe2+) Rouge (salaisons crues)
Sulfomyoglobine putréfaction aa Verte
oxydation
+NO
oxydation+ S- -
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Réactivité :
R R N –H + HNO2 N – N = O + H2OR’ R’ Amine Nitrite Nitrosamine
- Réactions rapides en milieu acide
- Réactions :
dans l’aliment; dans la préparation; dans tractus gastro-intestinal
- Nitrosamines = Cancérigènes; Tératogènes; Mutagènes
- Nitrates et Nitrites * Contaminants; * Légumes
< utilisation excessive engrais Nitrités + NaCl sels Nitrités
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2. EMULSIFIANTS – STABILISANTS – EPAISSISSANTS - GELIFIANTS
EMULSIFIANTS
- Agents de texture
- Substances amphiphiles
- partie polaire et apolaire
- Se placent à l’ interface des phases non miscibles
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Exemple : Ethanolamine lécithine (phospholipide)
O
CH2 – O – C – (CH2)16 – CH3
O
CH3 – (CH2)16 – C – O – CH
OH
CH2 – O – P – O – CH2 – CH2 – NH2
O
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1). En dessous de la C.M.C.
gaz gaz
liquide liquide
polaire apolaire
Interface gaz-liquide
apolaire polaire
polaire apolaire
Interface liquide-liquide
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2). A la C.M.C.
polaire apolaireInterface gaz-liquide
polaire apolaire
Interface gaz-liquide
3). Au-dessus de la C.M.C.
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HLB : 0 – 10 : Lipophiles
10 – 20 : Hydrophiles
EMULSION : 2 phases liquides (mayonnaise)
SUSPENSION : 1 phase liquide + 1 phase poudreuse (chocolat)
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Exemples : - Lécithines de l’œuf, de soja
- Mono et diglycérides
(+ ceux estérifiés par des acides organiques)
Acide Citrique
Acide Acétique
Acide Tartrique
Acide Lactique
- Sucroesters
- Sucroglycérides
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EPAISSISSSANTS - GELIFIANTS
- Hydrocolloïdes
- Viscosité Gélification
- Stabilisants d’émulsions
- Pouvoir de rétention d’eau
- Pouvoir liant (protéines, …)
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Origine botanique Type n° CEE
Exsudats de plantes Gomme Arabique E 414Gomme Adragante E 413Gomme Karaya -Gomme Ghatti -
Extraits d’algues Agar-agar E 406Alginates E 400 – E 405Carraghénanes E 407Furcellaranes
Extraits de graines Gomme Guar E 412Caroube E 410
Extraits de céréales ou Amidonsde tubercules Amidons modifiés
Extraits de sous-produits Pectines E 440 a et bVégétaux
Exsudats de microorganismes Gomme Xanthane E 415
Dérivés de cellulose Méthylcellulose E 461Carboxyméthylcellulose E 466
Principaux types d’agentsépaississants et gélifiantsde nature glucidique
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Autres :
- Polyphosphates
Rétenteurs d’eau empêchent la synérèse
- Glycérol
- Mannitol
- Sorbitol
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3. SUBSTANCES GUSTATIVES
A) Edulcorants: - Polyols (sorbitol, mannitol, lactitol, xylitol, érythritol …)
- Acésulfame K
- Aspartame
- Acide cyclamique (+ sels de Na, Ca)
- Saccharine (+ sels de Na, K, Ca)
- Sucralose - Sel d’acésulfame K et d’aspartame
- Thaumatine
- Néohespéridine Dihydrochalcone
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B) Exhausteurs de goût
- Acide Glutamique et sels de Na, K, Ca
(note carnée, bouillon, …)
- Acide Guanylique et sels de Na, Ca
- Acide Inosinique et sels de Na, Ca
- Ethylmaltol (goût fruité, confiture, caramel)
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FDA = Food and Drug Admimistration (USA)
JECFA = Commission mixte d’Experts sur les Additifs Alimentaires
FAO = Organisation des Nations-Unies pour l’Alimentation et l’Agriculture
OMS = Office Mondial de la Santé
CIAA = Confédération des Industries Agro-Alimentaires
CSHA = Conseil Scientifique de l’Alimentation Humaine (CEE)
CE = Conseil de l’Europe