Fondements physicochimiques de la technologie laitière

Sommaire et contenu du livre "Fondements physicochimiques de la technologie laitière"

Table des matières Avant-propos............................................... III Chapitre 1 Composition et caractéristiques physicochimiques des laits. . . . . . . . . 1 1.Compositionetfacteursdevariation............................ 1 1.1.Influencedesespècesetdesraces.......................... 1 1.2. Influence du stade de lactation 3 1.3. Influence de l'alimentation et de la saison 4 lA. Influencedel'étatsanitaire ............................... 5 2.Propriétésphysicochimiquesdulait............................ 5 2.1. Masse volumique. ...................................... 6 2.2. Pression osmotique, points de congélation et d'ébullition 7 2.3.Acidité(pH,aciditétitrable)............................... 8 204. Potentield'oxydoréduction............................... 8 Chapitre 2 Lelactose .................................................. 11 1.Structure ................................................. Il 2. Pouvoirsucrant. ........................................... 12 3. Pouvoirréducteur .......................................... 13 4.Mutarotation .............................................. 16 4.1.Suividelamutarotation.................................. 16 4.2.Cinétiquedemutarotation ................................ 17 4.3.Équilibrethermodynamique............................... 18 404. Effets des conditions physicochimiques surlamutarotation...................................... 18 404.1. Température. ..................................... 18 404.2. pH. ............................................. 18 404.3. Autresparamètresphysicochimiques................... 19 5. Solubilité. ................................................ 19 6. Cristallisation ....................................... 21 6.1.Mécanismede cristallisation.............................. 22 6.1.1.Nucléation ....................................... 23 6.1.2.Croissancedescristaux ............................. 26 6.1.3.Cristauxdelactose................................. 28 6.2.Extraction/purificationdulactose .......................... 28 6.2.1. Extraction et purification du lactose par cristallisation. . . . . 30 6.2.2.Productiondulactose spray.......................... 31 6.3. Cristallisation dans les produits laitiers concentrés. . . . . . . . . . . . . 32 6.3.1. Fabrication des poudres de lactosérum. . . . . . . . . . . . . . . . . 34 6.3.2. Lait concentré sucré 35 7.Stabilitédulactose amorphe.................................. 35 7.1. Température de transition vitreuse 37 7.2. Stabilité des produits laitiers déshydratés: poudres de lait. . . . . . . 38 7.3. Stabilité des produits laitiers congelés: crèmes glacées. . . . . . . . . 40 8.Dérivésdulactose.......................................... 41 8.1.Modificationsenzymatiques ............... 41 8.2.Modificationsphysicochimiques........................... 43 8.2.1. Lactulose ........................................ 43 8.2.2.Lactitol.......................................... 43 8.2.3.Acidelactobionique................................ 43 8.2.4. Lactosyl urée ..................................... 44 8.3.Produitsde fermentation................................. 44 Chapitre 3 La matière grasse laitière. .................................... 45 1.Compositiondelamatièregrasselaitière........................ 45 1.1.Triacylglycerols........................................ 45 1.2.Glycéridespartielsetacidesgraslibres...................... 48 1.3.Phospholipides......................................... 48 1.4.Insaponifiable.......................................... 49 2.Membraneduglobule gras................................... 49 2.1.Membranenativedesglobules gras......................... 49 2.1.1. Composition. ..................................... 49 2.1.2.Structure......................................... 50 2.1.3.Caractéristiques................................. .. 51 2.2. Influence des traitements technologiques surlamembranedesglobulesgras ............. 51 2.2.1.Exposition àl'air.................................. 52 2.2.2. Cisaillements '. ............................ 52 2.2.3.Traitements thermiques............................. 53 3.Propriétésphysiquesdelamatièregrasse........................ 54 3.1. Propriétés thermiques (cristallisation/fusion). . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 3.1.1.Polymorphismedestriacylglycérols ................... 54 3.1.2. Propriétés de cristallisation des triacylglycérols . . . . . . . . . . 56 3.1.3. Profil thermique de la matière grasse laitière. . . . . . . . . . . . . 58 3.2.Fractionnementdelamatière grasse........................ 60 3.3.Tartinabilitédesbeurres.................................. 62 4.Propriétéschimiquesdelamatièregrasse........................ 64 4.1.Lipolyse.............................................. 64 4.2. Oxydation 65 4.2.1. Initiation. ........................................ 66 4.2.2. Propagation ...................................... 66 4.2.3. Terminaison. ..................................... 66 4.2.4. Facteurs influençant l'oxydation de la matière grasse laitière 67 5.Stabilitédel'émulsionlaitière................................. 68 5.1.Crémage.............................................. 68 5.1.1.Crémagenaturel................................... 68 5.1.2.Écrémagecentrifuge ............................... 69 5.1.3. Effetde l'homogénéisation. ...... .............. 69 5.2. Floculation/coalescence 71 5.3.Coalescence partielle.................................... 72 5.3.1.Principedelacoalescencepartielle.................... 72 5.3.2. Coalescence partielle et émulsions foisonnées. . . . . . . . . . . 73 5.4.Inversionde phase...................................... 74 . Chapitre 4 Lesprotéinesdulait .......... ............................... 77 1. Propriétés générales des protéines 77 1.1. Définition du point isoélectrique des protéines. . . . . . . . . . . . . . . . 77 1.2.Solubilitéethydratation.................................. 80 1.3. Dénaturation 82 1.4.Propriétésinterfaciales. .................................. 82 2.Compositionprotéiquedeslaits ............................... 83 3.Caséines.................................................. 84 3.1. Caractéristiques physicochimiques des caséines. . . . . . . . . . . . . . . 84 3.2. Autoassociation des caséines 87 3.3. Structure et propriétés des micelles de caséines 89 3.3.1.Caractéristiques physiques.......................... 89 3.3.2. Modèles de structure des micelles de caséines. . . . . . . . . . . 90 3.3.3.Dynamiquedela micelle............................ 93 3.3.4.Stabilitédes micelles............................... 94 3.4. Extraction/séparation des caséines 94 3.4.1.Caséinesacides ................................... 94 3.4.2.Caséineprésure ................................... 95 3.4.3.Caséinates........................................ 96 3.4.4.Séparationdes caséines............................. 96 3.5. Propriétés fonctionnelles des caséinates ..... . . . . . . . . . . . . . . . . 97 3.5.1.Solubilité........................................ 97 3.5.2.Propriétésde texturation............................ 98 2.5.3.Propriétésinterfaciales.............................. 98 4.Prôtéinessolubles .......................................... 99 4.1. Caractéristiques physicochirniques des protéines solubles . . . . . . . 99 4.1.1. p-Iactoglobuline 100 4.1.2. a-lactalbumine 10 1 4.1.3. Sérum albumine 102 4.1.4.Lactoferrine ...................................... 102 4.1.5. Immunoglobulines 103 4.2. Extraction/séparation des protéines solubles. . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 4.2.1.Extractionparinsolubilisation........................ 104 4.2.2.Extractionparultrafiltration.......................... 104 4.2.3. Extraction par chromatographie en échange d'ions. . . . . . . . 104 4.2.4. Séparation des protéines solubles . . . . . . . . 104 4.3. Propriétés fonctionnelles des protéines sériques. . . . . . . . . . . . . . . 105 4.3.1.Solubilité........................................ 106 4.3.2. Propriétés thermogélifiantes . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 4.3.3. Propriétés interfaciales 107 5.Enzymes................................................. 107 5.1.Hydrolases............................................ 107 5.1.1. Protéase alcaline ou plasmine (EC 3.4.21.7)............. 107 5.1.2. Lipase (EC 3.1.1.3) 108 5.1.3.Phosphatasealcaline(EC3.1.3.1)..................... 108 5.2.Oxydoréductases ............................. 109 5.2.1.Xanthineoxydase(EC1.2.3.2) ....................... 109 5.2.2. Lactoperoxydase (EC 1.11.1.7).... .. . 109 Chapitre 5 Les minéraux du lait. ........................................ 111 1. Composition et facteurs de variation III 2. Répartition des minéraux entre les différentes phases du lait 112 3. Concentration des différentes espèces ioniques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 4. Équilibres ioniques et facteurs de variation . . . . . . . . . . . . . . . 115 4.1.InfluencedupH ........................................ 116 4.2.Influencedela température............................... 118 4.3. Influence de l'addition d'espèces ioniques. 120 5. Dynamique de la micelle 120 6. Rôle des minéraux et conséquences dans le traitement et la transfonnation desfluides laitiers.......................................... 122 6.1. Traitements thenniques des fluides laitiers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 6.1.1.Encrassementdes échangeurs........................ 122 6.1.2.Déstabilisationdulait ...................... 123 6.2. Concentration et séchage des fluides laitiers. . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 6.2.1. Concentration par évaporation et par ultrafiltration 123 6.2.2.Séchage ......................................... 124 6.3. Transfonnation du lait en fromage 125 6.3.1. Acidification (effet tampon) 125 6.3.2. Coagulation enzymatique. .......................... 128 6.3.3. Égouttage et caractéristiques des caillés. . . . . . . . . . . . . . . . 128 6.3.4. Affinage 129 Chapitre 6 Stabilitédesmicellesde caséines............................... 131 1. Déstabilisation thennique des micelles de caséines . . . . . . . . . . . . . . . . 131 1.1. Modifications thenniques des constituants du lait 132 1.1.1. Dégradation du lactose 132 1.1.2. Dénaturation des protéines 132 1.1.3. Solubilité des sels phosphocalciques. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 1.2. Agrégation thennique des micelles de caséines 133 2.Déstabilisationisoéléctrique.................................. 136 2.1. Modifications physicochimiques de la micelle de caséines aucoursde l'acidification................................ 136 2.2. Influence des paramètres de coagulation surlescaractéristiquesdes gels............................ 139 2.2.1.Traitementsthenniquesdes laits...................... 139 2.2.2. Homogénéisation 140 2.2.3. Température et cinétique d'acidification 141 2.2.4.Additiondechélatantcalcique........................ 143 3. Déstabilisationenzymatique. ................................. 143 3.1.Modélisationdelacoagulation présure...................... 143 3.1.1.Hydrolyse enzymatique............................. 144 3.1.2.Agrégationdesmicellesdecaséines ................... 145 3.1.3.Réticulation...................................... 146 3.2.Lesfacteursdelacoagulation présure....................... 147 3.2.1. Influence des conditions physicochimiques 147 3.2.2. Influence des traitements technologiques . . . . . . . . . . . . . . . 151 Bibliographie. .............................................. 155