Figure 120 — Evolution de la température au cours de la
congélation d'un tissu biologique
(d'après GAC AJ”)
Dans la deuxième étape l'eau
,
libre commence à cristalliser : la température
Temperature
remonte à 6( température du changement d'état
physique de l’eau (fig. 120) par suite de la forte
élévation de la chaleur spécifique (fig. 116). Au
cours de cette période de solidification de l'eau,
la température varie peu ; c'est la zone dite
‘
«d’arrêt thermique» pendant laquelle la plus
grande partie de l'eau est congelée. Le très faible
9
_
_
_
_
_
_
_
abaissement de température s‘accompagne d'une
°
'
"
_
'
'
'
'
'
variation d'enthalpie considérable (fig. 118). Dès
1
que la congélation est amorcée, un équilibre
Surtusion
s'établit entre la concentration des solutions
‘
résiduelles et la température du milieu : lorsque
‘
la température diminue (ou augmente) il y a
formation de glace et concentration des divers
.
T
solutés de la phase résiduelle (ou fusion de glace
emps
.
.
,
.
.
,
,
,
,,
,
,.
,
,
,
,
…
…
et dilution dela phase résiduelle). Dans les tissus
‘
de poissons le titre moléculaire de la phase
liquide est assez faible (0,01). Or, la cristallisation
étant d'autant plus rapide que la surfusion est importante et le titre petit, il se produit un «choc osmotique»179 dont
nous verrons ultérieurement la conséquence sur la structure tissulaire. Il convient de franchir au plus vite la zone d'arrêt
thermique pour limiter la formation des cristaux extracellulaires et le développement des bactéries psychrotrophes
(voir @ 51.3). Selon la technique de congélation, la durée de cet arrêt thermique entre —0,8°C et —5°C peut aller de
20 minutes (parfois moins) à 10 heures (fig. 121). Le point de congélation dépend de la composition des tissus. Un
cas singulier a été observé avec des poissons polaires de l‘Antarctique (T rematomus borchgrevinki et Dissostichus mawsoni
par ex.) dont le sang contient des glycoprotéines, constituées d'unités répétées de triglycopeptide ALA-ALA-THR - 0
—
dissacharide, qui abaisse le point decongélation ; cependant en laboratoire, le point de congélation des solutions
de ces glycoprotéines est le même que celui de l'eau. Les auteurs suggèrent que l'hystérésis observé lors de la
congélation des poissons pourrait être dû à la distribution de l’eau parmi ces molécules ou à des états
Figure 121 - Courbes de congélation (simplifiées) de
poisson montrant la durée de la zone d'arrêt thermique
selon les techniques de congélation
(adapté de DYER W.}. et al-153 et de MEAD J.T.396)
Pendant la troisième étape de la
congélation, la solidification ne concerne que l‘eau
5
‘
’
'
‘
"
‘
jusque vers -ZO°C. Au—delà les divers solutés
atteignent leurs concentrations eutectique respec0
ïîät
tives. Chaque cristallisation nouvelle au mente la
.
—
——
_
-
chaleur spécifique et diminue la concen%ration de ?
ËÊÊÊ’Ë
la solution résiduelle. Les divers solutés arrivant à
‘E,'
'5 '
l—2h
‘
à-5°è
saturation
à des températures différentes, la
%
C—
5 hf-—l
solidification s'effectue à des températures pro«5
-10
€
gressives et non à une température déterminée. Les
%
eutectiques cristallisent sous forme de cristaux
13
_15
mixtes glace et soluté. La présence d'un soluté visà-vis d‘un autre peut modifier le point d'eutexie de
20
ce dernier. En fait, on ne peut parler de «point
1
2
eutectique».
Du fait de la complexité de la phase
25
3
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y a
zgne
de
0
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6
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10
12
14
16
18
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easmucamnesttotae'
“*
.Latem"
pérature de fin de congélation réelle est inférieure
,
.
.
.
Temps de °°ngelauon
à celle de l'eutectique le plus bas ; dans les muscles
ÊZZËÊËEZZ î:
de pOISSOŒ elle aVOIS…e
3 - Congélatîon par contact en congélateur à plaques
4 - Congélaüon à l‘air froid pulsé
186
congélation d'un tissu biologique
(d'après GAC AJ”)
Dans la deuxième étape l'eau
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libre commence à cristalliser : la température
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remonte à 6( température du changement d'état
physique de l’eau (fig. 120) par suite de la forte
élévation de la chaleur spécifique (fig. 116). Au
cours de cette période de solidification de l'eau,
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nous verrons ultérieurement la conséquence sur la structure tissulaire. Il convient de franchir au plus vite la zone d'arrêt
thermique pour limiter la formation des cristaux extracellulaires et le développement des bactéries psychrotrophes
(voir @ 51.3). Selon la technique de congélation, la durée de cet arrêt thermique entre —0,8°C et —5°C peut aller de
20 minutes (parfois moins) à 10 heures (fig. 121). Le point de congélation dépend de la composition des tissus. Un
cas singulier a été observé avec des poissons polaires de l‘Antarctique (T rematomus borchgrevinki et Dissostichus mawsoni
par ex.) dont le sang contient des glycoprotéines, constituées d'unités répétées de triglycopeptide ALA-ALA-THR - 0
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dissacharide, qui abaisse le point decongélation ; cependant en laboratoire, le point de congélation des solutions
de ces glycoprotéines est le même que celui de l'eau. Les auteurs suggèrent que l'hystérésis observé lors de la
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Figure 121 - Courbes de congélation (simplifiées) de
poisson montrant la durée de la zone d'arrêt thermique
selon les techniques de congélation
(adapté de DYER W.}. et al-153 et de MEAD J.T.396)
Pendant la troisième étape de la
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