Fondements physicochimiques de la technologie laitière

Gérard Brulé, Jeantet Romain, Thomas Croguennec

Description

À l'interface de la science du lait et de la technologie des produits laitiers, Fondements physicochimiques de la technologie laitière décrit de façon synthétique les principales caractéristiques physicochimiques des constituants du lait qui permettent d'expliquer leurs comportements au cours des divers traitements technologiques.
En mobilisant les acquis les plus récents de la science du lait et en développant une démarche raisonnée, les techniciens peuvent mieux comprendre et appréhender les mécanismes impliqués dans l'élaboration des produits laitiers tels que les procédés d'extraction et de purification, mieux maîtriser les étapes successives de transformation du lait et optimiser ainsi la production.
Fondements physicochimiques de la technologie laitière est destiné aux ingénieurs et techniciens de l'industrie laitière exerçant des activités en production ou en recherche et développement ainsi qu'aux étudiants des filières agroalimentaires niveau master et écoles ingénieurs.
Fondements physicochimiques de la technologie laitière s'adresse également à toute personne souhaitant élargir ses connaissances dans la compréhension des mécanismes physicochimiques intervenant dans les opérations de transformation du lait.

Composition et caractéristiques physicochimiques des laits. Composition et facteurs de variation. Propriétés physicochimiques du lait. Le lactose. Structure. Pouvoir sucrant. Pouvoir réducteur. Mutarotation. Solubilité. Cristallisation. Stabilité du lactose amorphe. Dérivés du lactose. La matière grasse laitière. Composition de la matière grasse laitière. Membrane du globule gras. Propriétés physiques de la matière grasse. Propriétés chimiques de la matière grasse. Stabilité de l'émulsion laitière. Les protéines du lait. Propriétés générales des protéines. Composition protéique des laits. Caséines. Protéines solubles. Enzymes. Les minéraux du lait. Composition et facteurs de variation. Répartition des minéraux entre les différentes phases du lait. Concentration des différentes espèces ioniques. Équilibres ioniques et facteurs de variation. Dynamique de la micelle. Rôle des minéraux et conséquences dans le traitement et la transformation des fluides laitiers. Stabilité des micelles de caséines. Déstabilisation thermique des micelles de caséines. Déstabilisation isoélectrique. Déstabilisation enzymatique. Bibliographie.

Informations

• Publié par: Tec & Doc - Editions Lavoisier
• Date de parution: 10 mars 2008
• Nombre de lectures: 102
• EAN13: 9782743018641
• Licence : Tous droits réservés
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 55 Mo

Extrait

1033-Croguennec.pdf 13/02/08 15:34:46
Thomas Croguennec Romain Jeantet•
Gérard BruléÀ l’interface de la science du lait et de la technologie des
produits laitiers, Fondements physicochimiques de la
technologie laitière décrit de façon synthétique les principales
caractéristiques physicochimiques des constituants du lait qui
permettent d’expliquer leurs comportements au cours des
divers traitements technologiques. Fondements
En mobilisant les acquis les plus récents de la science du lait
et en développant une démarche raisonnée, les techniciens
peuvent mieux comprendre et appréhender les mécanismes physicochimiques
impliqués dans l’élaboration des produits laitiers tels que les
procédés d’extraction et de purification, mieux maîtriser les
étapes successives de transformation du lait et optimiser ainsi de la technologie laitière
la production.
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Cet ouvrage est destiné aux ingénieurs et techniciens de
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dustrie laitière exerçant des activités en production ou en
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recherche et développement ainsi qu’aux étudiants des filières
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s’adresse également à toute personne souhaitant élargir sesCJ
CMJ connaissances dans la compréhension des mécanismes
physiN cochimiques intervenant dans les opérations de transformation
du lait.
Thomas Croguennec, Romain Jeantet et Gérard Brulé
enseignent tous les trois au sein du département agroalimentaire d’Agrocampus
Rennes. Ils ont également participé à la rédaction de Produits laitiers
e(2 édition), Initiation à la technologie laitière, Génie des procédés
appliqué à l’industrie laitière ainsi que Sciences des aliments, parus aux
éditions Tec & Doc.
978-2-7430-1033-1
9:HSMHOD=UVUXXV:
Thomas Croguennec • Romain Jeantet • Gérard Brulé
Fondements physicochimiques de la technologie laitièreFondements
physicochimiques
de la technologie laitière
Thomas Croguennec
Maître de conférences en physicochimie des bioproduits
à Agrocampus Rennes.
Romain Jeantet
Professeur en génie des procédés et technologie laitière
à Agrocampus Rennes.
Gérard Brulé
Professeur émérite à Agrocampus Rennes.
11, rue Lavoisier
75008 ParisChez le même éditeur
Les produits laitiers
eR. Jeantet, T. Croguennec, P. Schuck, M. Mahaut, G. Brulé, 2 édition, 2008
Science des aliments – Biochimie, microbiologie, procédés, produits (deux volumes)
Collection « Sciences et techniques agroalimentaires »
R. Jeantet, T. Croguennec, P. Schuck, G. Brulé, coord., 2006
Bactéries lactiques et probiotiques
F.-M. Luquet, G. Corrieu, coord., 2005
Minéraux et produits laitiers
F. Gaucheron, coord., 2004
La science alimentaire de A à Z
eJ. Adrian, J. Potus, R. Frangne, 3 édition, 2002
Génie des procédés appliqué à l’industrie laitière
R. Jeantet, M. Roignant, G. Brulé, 2001
Lait, nutrition, santé
G. Debry, coord., 2001
Initiation à la technologie fromagère
M. Mahaut, R. Jeantet, G. Brulé, 2000
DANGER
LE
PHOTOCOPILLAGE
TUE LE LIVRE
© LAVOISIER, 2008
ISBN : 978-2-7430-1033-1
Toute reproduction ou représentation intégrale ou partielle, par quelque procédé que ce soit, des pages publiées dans le présent ouvrage,
faite sans autorisation de l’éditeur ou du Centre français d’exploitation du droit de copie (20 rue des Grands Augustins – 75006 Paris), est
illicite et constitue une contrefaçon. Seules sont autorisées, d’une part, les reproductions réservées à l’usage privé du copiste et non
destinées à une utilisation collective, d’autre part les analyses et courtes citations justifiées dans le caractère scientifique ou d’information de
erl’œuvre dans laquelle elles sont incorporées (Loi du 1 juillet 1992 – art. L. 122-4 et L. 122-5 et Code pénal art. 425).Avant-propos
Sécrétion des glandes mammaires déclenchée à la parturition des femelles
mammifères, le lait est l’aliment liquide le mieux adapté aux besoins du jeune : il
apporte l’eau, l’énergie et tous les éléments nutritionnels nécessaires à son
développement. Les caractéristiques de cette sécrétion varient au cours des premiers
jours suivant la naissance et diffèrent selon les espèces. La production de lait
étant souvent supérieure aux besoins du jeune mammifère, la traite s’est
développée et, progressivement, le lait de diverses espèces, essentiellement de
ruminants (vaches, chèvres, brebis, etc.), est devenu dans la plupart des civilisations
un produit de consommation courante ; c’est un aliment complet susceptible
d’être consommé tout au long de la vie.
Une des difficultés de l’exploitation du lait en tant qu’aliment était à l’origine
son caractère instable en raison de sa fermentescibilité et de son hétérogénéité
physicochimique. Cependant, la déstabilisation biologique et physicochimique du lait
est apparue rapidement comme un moyen permettant d’éliminer une partie de l’eau
et de concentrer les fractions lipidiques et protéiques d’intérêt nutritionnel. C’est
ainsi que les bases de la technologie fromagère et beurrière ont émergé il y a
plusieurs millénaires. La fermentation lactique conduisant à des caillés acides pouvait
se dérouler naturellement sans aucune intervention de l’homme, si ce n’est la
séparation du caillé et du sérum. La coagulation du lait à l’aide de caillette de veau
(présure) a été découverte à partir d’observations faites chez des animaux abattus
immédiatement après avoir ingéré du lait. Le lait liquide est alors devenu une
matière première qu’il était possible de transformer en caillés pouvant être mis en
forme (formage est l’origine du mot « fromage »), et les produits ainsi obtenus
présentaient une meilleure aptitude à la conservation.
La concurrence entre l’élevage et les cultures céréalières, au Moyen-Âge, a
contribué à déplacer les élevages bovins et laitiers dans les régions peu favorables
aux cultures au regard de leurs caractéristiques climatiques et pédologiques (zones
montagneuses). En conséquence, la saisonnalité de la production laitière étant très
marquée dans ces régions, la transformation du lait en fromages est apparu comme
une forme de report des éléments d’intérêt nutritionnel : c’est le cas en particulier
des fromages à pâte pressée et pâte cuite. Les fromagers ont su, sans aucune
connaissance de la matière qu’ils façonnaient et encore moins des agents
biologiques (micro-organismes et enzymes) intervenant dans la transformation, faire
évoluer leur technologie pour créer une grande diversité de texture et d’arôme.
© Lavoisier – La photocopie non autorisée est un délitIV Fondements physicochimiques de la technologie laitière
e Au cours du XX siècle et plus particulièrement des trois dernières décennies,
nous avons assisté à une véritable révolution dans le domaine laitier tant au
niveau de la production que de la transformation. Les progrès scientifiques et
techniques, aussi bien en génétique que dans la conduite des élevages, ont permis
des gains de productivité considérables et une plus grande maîtrise de la qualité
des laits. Parallèlement, des avancées significatives ont été enregistrées dans la
connaissance des éléments constitutifs du lait et des principaux mécanismes
impliqués dans sa transformation. Les travaux de ces dernières années ont permis
tout particulièrement d’approfondir les connaissances relatives à la structure des
macromolécules et à l’organisation supramoléculaire des éléments dispersés du
lait (globule gras, micelles de caséines), à leur évolution suivant les conditions du
milieu dispersant et leur comportement au cours des traitements technologiques.
Ces acquis scientifiques dans le domaine de la physicochimie du lait ont
fortement contribué aux développements de nouveaux produits de consommation
bien adaptés aux exigences du marché et d’ingrédients fonctionnels issus du lait
et des coproduits laitiers.
Nous nous proposons dans cet ouvrage de rassembler toutes les connaissances
acquises à ce jour sur les caractéristiques physicochimiques de chacun des
constituants du lait (glucides, lipides, protéines, minéraux) pris isolément ou en
interaction pour mieux comprendre leur comportement technologique et
expliquer les procédés d’extraction et de purification mis en œuvre en vue d’exploiter
leur fonctionnalité. Cet ouvrage est destiné à tous les techniciens et ingénieurs
qui souhaitent mieux comprendre les fondements scientifiques de la technologie
laitière pour mieux appréhender les phénomènes impliqués dans chacune des
étapes des procédés industriels qu’ils conduisent ; par une démarche raisonnée,
ils seront plus à même de maîtriser la qualité de leurs produits et d’en optimiser
la production.
© Lavoisier – La photocopie non autorisée est un délitTable des matières
Avant-propos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . III
Chapitre 1
Composition et caractéristiques physicochimiques des laits . . . . . . . . . 1
1. Composition et facteurs de variation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1. Influence des espèces et des races . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2. Influence du stade de lactation . . . . . 3
1.3. Influence de l’alimentation et de la saison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.4. Influence de l’état sanitaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2. Propriétés physicochimiques du lait . . . . . . 5
2.1. Masse volumique . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.2. Pression osmotique, points de congélation et d’ébullition . . . . . . . 7
2.3. Acidité (pH, acidité titrable). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.4. Potentiel d’oxydoréduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Chapitre 2
Le lactose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1. Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2. Pouvoir sucrant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3. Pouvoir réducteur . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
4. Mutarotation . . . . . . . . . . . .