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La fabrication fromagère dans le contexte réglementaire canadien
31 mai 2011 Centre de recherche et de développement sur les aliments St‐Hyacinthe La fabrication fromag ère dans le contexte La fabrication fromagère dans le contexte rréglementaire canadien – églementaire canadien – consid érations considérations techniques Michel Britten [email protected] Agriculture and Agriculture et Agroalimentaire Canada Agri-Food Canada Enrichissement protéique des laits fromagers ¾ Usage d’ingrédients laitiers en production fromagère Stabiliser la composition protéique du lait et uniformiser la qualité du produit Accroître la productivité des lignes de transformation Réduire le coût des matières premières • Incorporation des protéines du lactosérum • Importation d’ingrédients laitier (ingrédients de caséine) Agriculture et Agroalimentaire Canada Agriculture and Agri-Food Canada Règlement sur la composition des fromages ¾ Nouvelles normes de composition des fromages (décembre 2008) Établissement de limites minimales quant au contenu en caséine dérivé du lait (lait, crème, lait ultrafiltré) dans la fraction protéique des fromages Trois catégories Caséine de lait Type de fromage (minimum requis) 1 Pizza mozzarella ou Pizza mozzarella partiellement écrémé 63% Brick, Brick canadien, Colby, Farmer’s, Jack, Monterey (Monterey Jack), Mozzarella (Scamorza), Mozzarella partiellement écrémé (Scamorza 2 partiellement écrémé), Munster canadien, Pizza partiellement écrémé ou Pizza 3 Autres variétés de fromage 83% 95% Agriculture et Agroalimentaire Canada Agriculture and Agri-Food Canada Règlement sur la composition des fromages ¾ Nouvelles normes de composition des fromages Avoir un rapport protéine sérique à la caséine qui ne dépasse pas celui du lait (~20% de la protéine vraie) Dans un fromage de lait non chauffé la teneur en protéine sérique est nettement plus faible • Type Cheddar : • Type Mozzarella: ~1 % de la protéine vraie ~2 % de la protéine vraie Les options Les ingrédients de caséine MPC/MPI, caséine et caséinate Les protéines du sérum UF, Chauffage du lait, WPC‐D Agriculture et Agroalimentaire Canada Agriculture and Agri-Food Canada Choisir les ingrédients ¾ Critère de sélection Le coût de l’ingrédient est important… mais attention! À considérer: • • • • • Taux de rétention dans le fromage Impact sur la composition du lactosérum Impact sur la coagulation présure et les caractéristiques du gel Impact sur l’humidité et la texture des fromages Impact sur la fonctionnalité des fromages et son évolution pendant l’entreposage Agriculture et Agroalimentaire Canada Agriculture and Agri-Food Canada Les ingrédients de caséine ¾ Les concentrés de protéine de lait (MPC/MPI) Ultrafiltration de lait écrémé et séchage • 50‐90% protéine (diafiltration) • Structure micellaire des caséines • Composante active du fromage • Effet structurant • Contribue à la formation du gel présure • Favorise l’égouttage du caillé • MPC/MPI produits par microfiltration • Phosphocaséinate natif • Teneur en caséine accrue • Stabilité accrue La micelle de caséine (Rollema, 1992) Agriculture et Agroalimentaire Canada Agriculture and Agri-Food Canada Les ingrédients de caséine ¾ Les caséines et caséinates Précipitation acide du lait (caséine) et neutralisation (Na/Ca caséinate) «Remicellisation» de la caséine acide (Mounsey et al., 2005) • Minéralisation à pH 7.2 ‐ 60° C • 36 mg Ca/g caséine • Restauration de la coagulation présure 1.2 DO normalisée • Caséine NON micellaire • Effet déstructurant (chélation du calcium) • Rétention passive dans le caillé présure MPC 0.8 0.4 CaCas 0 0 10 20 30 Temps min 40 Cinétique de coagulation présure du MPC et du caséinate de calcium (dispersions à 2.8% caséine), dialysés 24 heures contre le lait Agriculture et Agroalimentaire Canada Agriculture and Agri-Food Canada Les ingrédients de caséine ¾ Les concentrés de protéine de lait issus de mélanges Composition protéique semblable à celle des concentrés obtenus par procédé de concentration sur membrane Composantes des mélanges • Poudre de lait écrémé / caséine / caséinate / concentrés de protéines du lactosérum • Proportion de caséine micellaire faible et variable • Mal adapté à la fabrication fromagère • Faible caractère structurant Agriculture et Agroalimentaire Canada Agriculture and Agri-Food Canada Les ingrédients de caséine ¾ Facteurs influençant la qualité des MPC Charge thermique • Dénaturation de la protéine sérique • Fixation aux micelles de caséine • Formation de complexes solubles κ‐cas/β‐Lg (Kethireddipalli et al. 2011) Interférence à la formation du gel présure Capacité réduite de contraction du gel Gonflement des micelles et déstructuration (Singh, 2007) • Observé pendant la diafiltration (MPI) • Dissociation partielle • Formation d’agrégats à l’évaporateur Perte de solubilité Gélification hétérogène Agriculture et Agroalimentaire Canada Agriculture and Agri-Food Canada Les ingrédients de caséine ¾ Facteurs influençant la qualité des MPC Conditions l’entreposage des poudres (Anema et al., 2006) • Détérioration favorisée à haute température • Polymérisation des caséines • Réactions de brunissement Effets de l’entreposage de la poudre 7j à 50°C •Perte de solubilité (‐8%) •Augmentation du diamètre micellaire (+10%) et de l’indice de polydispersité •Augmentation de la consistance (+80%) et diminution de l’indice d’écoulement (‐7%) des dispersions Impact sur les bilans fromagers •Peu d’effet sur les rétentions protéique et lipidique •Augmentation significative de l’humidité des fromages Agriculture et Agroalimentaire Canada Agriculture and Agri-Food Canada Les ingrédients de caséine ¾ Défis technologiques Qualité variable des concentrés de protéine de lait • Besoin d’indices de qualité fiables (outils de contrôle) • Optimisation des conditions de transport et d’entreposage des ingrédients Minéralisation excessive des fromages • Réduction de la teneur en protéine dans le lait • Utilisation d’ingrédients partiellement déminéralisés • Adaptation du procédé de fabrication fromagère Agriculture et Agroalimentaire Canada Agriculture and Agri-Food Canada Les ingrédients de protéine sérique Ultrafiltration du lait fromager • Augmente la concentration de protéine sérique dans la phase aqueuse du fromage • Protéine native (peu d’impact) Chauffage du lait fromager [protéine sérique] % ¾ Approche #1: Accroître la rétention de la protéine sérique du lait fromager 5 4 3 2 1 0 • Dénaturation, agrégation et fixation de la protéine sérique Lait UF 2X 10% dén. aux micelles de caséine Effet des traitements du lait sur la teneur • Protéine dénaturée (humidité) en protéine sérique du fromage exprimée • Complexes solubles (interférence) en pourcentage de la protéine totale (type Mozzarella; 50% humidité) Agriculture et Agroalimentaire Canada Agriculture and Agri-Food Canada Les ingrédients de protéine sérique ¾ Approche #2: Agrégation des protéines du lactosérum fromager >40 ans de développement • Centriwhey, Simplesse, DairyLow, Microformula… Procédé en trois étapes • Concentration (UF/DF) • [protéine], [lactose], [minéraux] • Chauffage • Temps, température, pH • Traitement mécanique Intégration d’agrégats de protéine sérique dans la matrice fromagère Agriculture et Agroalimentaire Canada Agriculture and Agri-Food Canada Les ingrédients de protéine sérique ¾ Caractéristiques importantes des concentrés de protéine sérique après chauffage Taux de dénaturation • Rétention dans le caillé Taille des agrégats • Encombrement du réseau de para caséine • Rétention du gras • Humidité des fromages • Texture du fromage Présence de « contaminants » • Interférence à la contraction des gels présure • Associée à la présence de lactose pendant le chauffage Agriculture et Agroalimentaire Canada Agriculture and Agri-Food Canada Les ingrédients de protéine sérique ¾ Défi technologique Optimisation du procédé de dénaturation pour répondre à des besoins spécifiques Profil de température Traitement mécanique Concentration protéique Composition minérale, pH Teneur en lactose Taux de dénaturation Dimension des agrégats Rétention d’eau Comportement dans le fromage Agriculture et Agroalimentaire Canada Agriculture and Agri-Food Canada Deux classes d’ingrédients Ingrédients de caséine (MPC) Composante active Caractère structurant Favorise la contraction du caillé (réduit l’humidité) Augmente la rétention des lipides Ingrédients de protéine sérique Composante passive Caractère déstructurant Interfère avec la contraction du caillé (augmente l’humidité) Diminue la rétention des lipides Ingrédients complémentaires Agriculture et Agroalimentaire Canada Agriculture and Agri-Food Canada Utilisation stratégique des ingrédients ¾ Avantage économique Contrôle des coûts de matières premières ¾ Avantages technologiques Contrôle de l’humidité des fromages Contrôle de la texture des fromages Contrôle de la fonctionnalité selon le type de fromage • Ex.: Pizza Mozzarella • Maturation lente (ingrédients actifs, structurants) • Maturation rapide (ingrédients passifs, déstructurants) Agriculture et Agroalimentaire Canada Agriculture and Agri-Food Canada Conclusions ¾ La réglementation fixe les limites minimales quant au contenu en caséine dérivée du lait dans les fromages vendus au Canada ¾ L’utilisation judicieuse d’ingrédients laitiers permet de réduire les coûts de matières premières et de mieux contrôler la composition et la fonctionnalité des fromages ¾ Pour atteindre ces objectifs, les entreprises doivent pouvoir Évaluer objectivement la qualité des ingrédients disponibles Maîtriser les techniques de conditionnement des ingrédients Optimiser la fabrication fromagère pour maximiser la performance des ingrédients Agriculture et Agroalimentaire Canada Agriculture and Agri-Food Canada Merci de votre attention et un merci spécial à Nathalie Rémillard Agriculture et Agroalimentaire Canada Agriculture and Agri-Food Canada
