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sur la qualité des produits
La qualité des laits et sesconséquences
de transformation : quelques techniques de mesure dans les essais
zootechniques
(4),J.L. PEYRAUD(1), Y NOEL (2)
C. HURTAUD(1),S. BUCHIN (2),B. MARTIN(3),I, VERDIER-METZ
(1) INM-ENSAR, UMRProductiondu Lait, 35590Saint-Gilles
et AnalysesLaitières,39801Poligny
(2) INM, Stationde Recherches
en Technologie
sur lesHerbivores,Theix,63122Saint-Genès-Champanelle
& INM, Unitéde Recherches
(4) INM, laboratoirede Recherches
Fromagères,15000Aurillac
RESUME - La qualité des laits représenteune notion complexeparcequ'elle possèdeplusieursdimensionstellesque la qualité
biochimiqueet microbiologique,Itaptitudefromagèreet beurrièreet qu'elle se décline différemmentselon I'interlocuteur(producteur,tiansformateuret èonsommàteur).La valeur d'un lait peut êtrejugée par son efficacité à la transformationen fromage
ou en beurre.L'aptitude à la coagulationdu lait dépendde son pH initial, puis de sa teneur en calcium colloïdal et en caséines
qui jouent un rôleprimordial dans la mise en place du gel. Le rendementfromager,qu'il soit de fabricationou simulé en laboratôirè, est fortemeniconélé à la teneuren protéinesou caséineset en matièresgrassesdu lait. L'aptitude beurrièreest quant à elle
fortementliée à la taille des globulesgras,à la teneuren matièresgrasseset à la compositionen acidesgras de la crème.
sensoriellesdes produits laitiers se définissentpar leur aspect,leur texture et leur flaveur et peuvent être
Les caractéristiques
par
appréciéespar desjurys de dégustationou par des méthodesinstrumentales.La texture et la flaveur des fromages.appreciées
à la teneuren acidesgrasdu lait, à la protéolyseet à I'ac-tivitémicrobiologiqueexisdè-sjurys sont fortementliéesrespectivement
tanidans le fromage,I'analyseinstrumentaleconfirmantces paramètres.La texture du beurreest définie par 2 propriétésprincipales: la tartinabilitéappréciéepar desjurys de dégustationet la fermetémesuréede façon instrumentale,les 2 mesuresétantévidemmentcorrélées.Les 2 paramètressont liés à la compositionen acidesgras du beurre et particulièrementau rapport acide
palmitiquesur acideoléique.
En conclusion,I'appréciationdes propriétéstechnologiquesdes laits et des produits laitiers demeureun sujet d'actualité pour
Iequeldes échangesdoivent s'intensifierentre zootechnicienset technologues.
on quality of dairy products : several
Milk quality and consequences
somemeasuring techniquesof measurein dairy corvstrials
(4),J,L PEYMUD (1), Y NOËL (2)
C HURTAUD(1), S. BUCHIN (2),B. MARTIN(3),I. VERDIER-METZ
(1) INM-ENSAR,UMRProductiondtrLait, 35590SainrGilles
SUMMARY - Milk quality is a complicatedsubjectdue to its severalways as chemicaland microbiologicalproperties,cheese
and buttermaking efficiency and its variousinterlocutorsas farmers,industrialsand consumers.Milk value is determinedthrough
its ability of cheéseand butter making. Milk coagulatingpropertiesdependon initial pH, then on colloidal calcium and case-in
contents.Real or laboratorycheeseyields are relatedto protein or caseincontentsand to fat content.Butter making efficiency is
relatedto fat globule size,to cream fat contentand fatty acid composition.
Sensorypropàrtiesofdairy productsare definedby appearance,
texture and flavour and can be appreciatedby specialcommittee
or by instrumental methods. Texture and flavour of cheeseare related respectively to milk fatty acids , to proteolysis, and to
microbial activity of cheese.Texture of butter is defined by 2 parameters:spreadability (consumers)and firmness (instrument)
relatedto butter fatty acids and especiallyto palmitic acid on oleic acid ratio.
R e n c . R e c h . R u m i n a n t s , 2 O O 1 ,I
INTRODUCTION
Aujourd'hui, les consommateursrecherchentdes produits de
meilleure qualité, plus typés dont I'origine est connueet présentantune bonneimagequantaux méthodesde productionen
rapport avec I'environnementet le bien-êtredes animaux.La
qualité des laits et des produits laitiers représenteen fait une
notion- complexe, non seulement parcè qu'elle présente
-l'odeur,
possède plusieurs dimensions telles que le goût,
I'arôme, la texture, la valeur hygiéniqueet la vàleur nutritive
pour I'homme, mais aussi parce que la notion de qualité se
pose différemment selon les points de vue (producteur, transformateur, distributeur, consommateur)et le type de transformation. Ainsi, les exigencesdes transformateuis,qui ont des
exigencesvis à vis de la qualitédes laits en dépendentfonction
du produit visé, et ils pourraient aussi valoriser directement
certainespropriétésdes laits ou, au contraire,aiusterles conditionsde fabricationaux caractéristiques
deslalts livrés.
Parallèlementà cette demandede plus en plus complexe, la
notion de qualité des laits ne se réduit plus uniquementà la
compositionglobale en protéineset en matièresgrassesdont
les lois de variation sont d'ailleurs bien connues(Hoden et al1985)mais elle doit aussiprendreen considérationdescritères
de plus en plus !n.s de la-compositionbiochimiqueainsi que
les aptitudesdu lait à la transformationet les piopriétés âes
produitsqui en sont issus.Il importepour cela d'iniroduire de
nouvellestechniquesd'investigation dans les essaisvisant à
mieux cernerles effets de I'alimentation,de la génétiqueet de
la conduited'élevagesur la qualité des produiti.
L'objectifde cetterevue est de faire le point sur les principaux
tests actuellementdéveloppéspour caractériserles effets de
I'alimentation,des animauxet de la saisonsur la qualitédes
laits et desproduitsfinis et de montrerles relationsqui peuvent
êtreétabliesavecles élémentsles plus déterminantsde la composition des laits. Nous nous limiierons volontairementà certains aspectsde la qualité.Dans la premièrepartie,nous aborderons les techniquespermettantde caractériserles laits en
vue de I'efficacité de transformationen fromageet en beurre.
Dans la secondepartie nous aborderonsles aspéctsrelatifs à la
caractérisationdes produits en faisant porter I'accent sur les
propriétésde texture,d'arôme et de goût. D'autres aspectsde
la qualité des produits, notammentceux relatifs à la valeur
nutritionnelledes produits pour I'homme et aux aspectssanitaires ne serontpas abordés.De même les techniquesd'analysesbiochimiqueset microbiologiquesne serontpas abordées
en tant que telles.
r. EFFICACITE DE LA TRANSFORMATION
L'aptitude du lait à la transformationest un problème qui
conceme le producteur de lait et le transformateur.Le producteur devra essayerde fournir au transformateurun lait qui corresponde à ses attentes et le transformateur devra quant à lui
avoir des critèresdejugement rapidesdespropriétésfonctionnelles de I'aptitude du lait à la transformation.La quantitéde
fromage ou de beurre produite à partir d'une quantitéconnue
de lait est égalementd'une grande importanceéconomique
pour l'industrie de transformation.
1.1. Aprrruor À la coAGULATToN
DULArr
La coagulationdu lait par la présureet/ou par acidificationest
la premièreétapede la fabricationd'un fromagequi peut être
considéré comme le résultat d'un processusdans lequel la
caséineet les matièresgrassessont concentrées
aprèsélimination du lactosérum.Pour le fromager,le comportèmentdu lait
lors de la coagulationjoue un rôle importantsur le bon déroulementdesétapesultérieuresde la fabricationfromagère(Mart i n e t C o u l o n ,1 9 9 5 ) .
La mesurede I'aptitudeà la coagulationpermetde caractériser
le comportementdu lait lors de la mise en nlaceformation du
gel.Ceile-cipeutêtremesuréeà I'aided'un Formagraph
qui est
un viscosimètre
de torsioncomposéd'un ensemble
de 10 cuves
de l0 ml. Danschaquecuve,plongeun anneaureliéà un rniroir
qui réfléchitun rayon lumineuxsur un papierphotosensible.
Les cuvessontaniméesd'un mouvementoscillatoirede faible
amplitude(4"45'). A la fin de chaqueoscillationdu support,il
36
y a une émission périodique d'un flash lumineux. A l'état
liquide, -l'anneau n'est pas entraîné ; lorsque la coagulation
débute, l'anneau se trouve progressivemententraîné eile spot
lumineux réfléchi par le miroir trace une courbe en forme^de
diapason sur le papier photosensible.Cet appareil permet de
mesurerl) le temps de prise (r en min), 2) le temps-deraffermissement.(k20en min) qui correspondau temps nécessaire
pour obtenir un écartementde 20 mm entre les 2 branchesdu
tracé et qui représenteI'inverse de la vitessed'organisationdu
gel et enfin 3) la fermetédu caillé (a30 ou ar en mm) qui est
obtenue par la distanceentre les 2 branchesdu diapasonaprès
30 min ou une fois le temps de prise (figure l). Cet appàreil
entièrementmanuel a souventété remplacépar d'autres-techniques.Toutefoisil resteutilisé en routine enitalie pour classer
les laits avant leur transformationen Parmigiano?Zannoniet
Annibaldi, 1981) dans la mesureoù les paiamètrèsobservés
sont reliés au rendementfromager(Hurtauï et al 1995).
Les différents 0"""-f,t"liJ.o.o,
A
",,
Formagraph
Tempsde prise
r
Tempsde
raffermissement
k20
30 min
V
Fermeté
a30 ou ar
Nous avons recherchéles relations entre ces les différents
paramèlresmesurésau Fromagraphet la composition des laits
à partir d'une base de données constituéedes résultats de
12 essaisconduirs à I'UMRPL (Tableau 1). Neuf essaiscorrespondaientà des étudesen lot (151 données)et 3 essaisont
permis d'isoler le facteur individu (61 données).Sept essais
testaient la complémentationazotéedont 5 la supplémentation
en acidesaminésprotégés,quatreessaistestaientla nature de
l'énergie et I essaiconsidéraitles interactionsénergiex azote.
Pour chaque essai, 11 paramètres biochimiques ont été
mesurés(Hurtaud et al, 1995) : teneur en matièresazotéeset
protéinestotales,en caséines,rapport caséinessur protéines,
matières azotéesnon protéiques(NPN), ou non caséiniques
(NCN), teneur en calcium total, soluble et colloïdal,teneuren
lactose,teneur en matière sèche.L'aptitude à la coagulation
des laits a été mesuréeà leur pH initial (ri, k20i et a30i) ou à
un pH standardiséà 6,6 ou 6,5 avec de I'acide lactique (rs,
k20s et a30s).La mesureau pH initial était un reflet du représentaitle comportementtechnologiquedu lait à la sortie de la
mamelle alors que la mesure au pH standardisésymbolisait
rendait plutôt comptedu le comportementdu lait en fromagerie aprèsacidification.
Caractéristiqu*
Tableau I
iTnîTirffi
Moyenne
Lots
Ind
n
k20i
a30i
l5
k20s
a30s
18,8
/\
I
t5,4
34 .8
Minimum
Lots
Ind.
t7,3
l2,l
R?
11
30,7
I t;t
t,7
10,0
5.6
t. r
43,2
7,5
R e n c. R e ch. Rum inants,2OO1,8
résul
tatsd'aptitude
8,5
3,1
1,2
5,0
2,5
22,0
Maximum
Lots
Ind
30;7
25,4
4,8
23.1
15,4
58,0
27,2
22,6
52,5
)t)
12,2
58;7
Le pH initial du lait a un effet déterminantsur les 3 paramètres
de coagulation bien que pour bien que pour le temps de raffermissement,,ce ne soit ce ne soit pas le paramètrestatistiquement le plus significatif (Tableau2). La teneuren calcium colloidal intervient dans le début de la coagulation (ri), puis et la
teneur en caséinesjoue un rôle primordial dans la mise en
plase place du gel (k20 et a30). Aucune autre paramètrebiochimique mesurén'a d'influence significativesur le début de
la coagulationà pH initial.
Tableau2
Liaison entre les paramètresbiochimiqueset les paramètres
d'aptitude à la coagulationau pH initial du lait
Effet
Teneuren
caséines
Lots
ri
k20i
a30i
Effet
pH initial
Pentede la droite
de régression
(donnéescorrigées)
< 0,00t
< 0,001 0,6'l
/
0,51
< 0,001 0,61
50,6
- 0,59
130,8
/
< 0,001
/
< 0,001 0,63
n 5?
|
< 0,001 0,60
46,9
-0,61
-115.3
Individus
n
k20i
a30i
L'effet du pH sur le tempsde prise et la fermetéavait déjà été
décrit(Storryet Ford, 1982; Okigboet al, 1985;Bastianet al,
et al, 1994et Martin et
l99l ; Remeufet al, l99l , Hermansen
Coulon, 1995).Il pourrait refléter reflèteraitI'activation de la
présureaux pH plus faibles. Le pH originel des laits pourrait
aussireflétercertainsaspectsde leur composition: distribution
du calcium et du phosphoreentre les micellesde caséineet le
sérum qui pourrait avoira un impact sur le temps de prise
(Grandisonet al, 1984). Martin et Coulon (1995) ont mis en
évidenceune relation linéaire entre la fermetédu gel mesurée
à une fois le temps de prise (et non à 30 min) et la teneur en
protéinesfromageables(f : 0,72). La mesurede la fermetéà
une fois le temps de prise ne seraitplus reliée au pH initial du
lait.
L'ajustementdu pH conduit en généralà réduire les temps de
prise et de raffermissement et à augmenter la fermeté
(Tableau1). A pH standardisé(Tableau3), le temps de raffersous la
missementet la fermetédu caillé sont essentiellement
dépendancede la teneuren caséinecomme cela avait déjà été
montré (Marziali et Ng-Kwai-Hang, 1986 ; Bastian et al,
1991;Remeuf et al, 1991).Certainsélémentsde composition
du lait comme la teneur en citrate peuvent influer négativement sur ces paramètres(Grandisonet al, 1984).Le temps de
prise dépenddu rapport Ca colloidal/caséineou plus simplement de la seuleteneuren calcium colloïdal.Le sodium,minéral non mesuré lors de nos études,aurait un effet négatif sur ce
paramètre(Grandisonet al, 1984).La teneur en caséinea été
dans tous les cas un prédicteurplus précis que la teneur en
protéines totales. Les variants génétiques des protéines
(caséinesou protéinessolubles)peuvent égalementavoir un
impact sur I'aptitudeà la coagulation.Sur des laits individuels
à teneursen caséinescomparables,le variantB de la caséineK
conduit à un gel plus ferme de 46 Yapar rapport au variant A
(Macheboeuf et al, 1993). Sur des laits de troupeau oir les
écartsde variants sont plus faibles, Martin et Coulon (1995)
ont confirmé que, à mêmeteneuren protéinescoagulables,les
laits pour lesquelsle variantB de la caséineK est plus fréquent
conduisentà un gel plus ferme. De la même façon, le polymorphismede la b-lactoglobulinea un effet sur le temps de
pnse.
à la fois les variations
L'ensemblede ces relationstt'aduisent
entretraitementset entreindividuspuisqueles pentesvarient
peu entre les 2 types d'essai. Elle sernblentaussi assez
les
robustesen fonction du facteur initial de variation pr"risque
interactionsde pentecovariable- essaine sont que rarement
s.
significative
Tableau 3
Liaison entre les paramètres biochimiques
et les paramètres d'aptitude à la coagulation
au pH standardisé (6'6 ou 6'5) du lait
Pente de la droite
de régression
(donnéescorrigées)
Effet
Effet
Calcium
Teneur
en caséines colloidal
Lots
rs
k20s
a30s
< 0,001
< 0,001
Individus
rs
k20s
a30s
< 0,001
< 0,001
< 0,001 0,70
0,60
0,59
NS
0,67
0.61
0.70
-0,008
- 0,45
1,49
0,45
-0,M
I 51
La mesurede I'aptitude à la coagulationavec le Formagraph
présentecertainsbiais. Un lait très riche en caséineset coagulant donc très vite présentedes phasesde rétraction(synérèse)
avant les 30 min qui correspondentà la lecturede la fermeté.
Dans ce cas, la mesurede la fermetéà 30 min est sousestimée
et il n'existe pas véritablementde moyens de correction.De
plus, toutes les mesuressont manuelles et I'effet opérateur
peut être importantsi la techniquede mesuredu tracén'est pas
définie correctement.Ce problème peut être partiellement
résolu par I'utilisation d'un témoin interne (nous avonsutilisé
danstous nos essaisun lait en poudretémoin) or"rpar I'utilisation de la version informatiséede I'appareil actuellementen
FossElectric,
ventesur le marchéitalien (Lattodynamographo,
Italie). Il existeégalementdes une méthodesoptiqueséquivalente (proche infra-rouge, Optigraph) ou des une méthodes
thermiques (CoagulomètreSGT-INRA) pour la mesure du
temps de prise et l'évaluation du temps de décaillagequipermettent de mesurer des paramètresde coagulation analogues
(ces 2 appareilsétant commercialiséspar la sociétéYsebaert,
France)
1..2.EvaluatloN
FRoMAGERS
DEsRENDEMENTS
1.2.1. Rendements fromagers de fabrication
Les rendementsfromagers correspondentà la quantité de fromage que I'on peut obtenir avec une quantitéfixée de lait. Ils
varient principalementen fonction de la quantitéd'eau retenue
dans le fromage,définie par les paramètrestechnologiqueset
de la teneur du lait en protéineset en matières grasses.De
nombreux auteursont proposédes équationsde prévision des
rendement fromagers en fonction des taux butyreux et
protéiquesdes laits (Banks et al, 1984, Emmons et al, 1990).
Afin d'étudier cetterelation dans le cas de laits extrêmes(très
pauvresou très riches),nous avons utilisé les résultatsde 189
fabrications de fromages à pâte presséenon-cuite, réalisées
dans le cadre de 8 essaiszootechniquesdifférents,en conditions contrôléesdansune fromagerieexpérimentale.Les laits,
de haute qualité hygiénique,étaient partiellementécrémésde
manière à avoir un rapport TB/TP de 1,15. La teneur en
matière utile des laits utilisés a varié de 55 à 85 g/kg (taux
protéiquede 25,6 à 39,5 g/kg). Sur cette large plage de variation, la relation entre la teneur des laits en matière utile et le
rendementfromager a été linéaire. La teneur en matière utile
explique à elle seule17 Yodu rendementfrais et 87 o/odu rendementen matièresèche(Figure l).
Une fois pris en compte la teneur en matière utile, d'autres
caractéristiquesdu lait (pFI, variantsde la caséinek) peuvent
modifier le rendementfromager,mais de manière marginale.
Ainsi, dans le cas de laits de bonne qualité hygiénique,les
seulstaux butyreux et proléiquesconstituentde très bons prédicteursdes rendementsfromagers.
1.2.2.Rendementsde laboratoire
La mesurede < rendementfromager > de laboratoireobtenu
par centrifugationd'un caillé présureest un testtrèssimple.Il
R e n c . R e c h . R u m i n a n t s , 2 O O 1 ,I
37
consisteà centrifugerpen.dantl0 min à 2700 g un gel empré_
suré pré-tranchéaprès caillage à l'étuve à 356C pàndant'une
heure.Cettecentrifugatiol permetuneséparationôu caillé qui
forme un culot au fond du tube et du laciosérum qui reste èn
surface.Le < rendementfromageren frais > est caiculé par le
rapport poids de calllé lpoids de caillé et lactosérum.Cè ren_
dement fromager peut également être évalué en matière
secneet en ivote.
Figure 2
Relation entre la teneur en caséinesdu lait
et le rendement fromager de laboratoire en MS
1) : donnéesen lots, I : données individuelles)
y = ll,5'12+ 1,098x
12= 0.88
ETR= 1,55
\6 -so
Retarionentrela,.*fiiliT"rière
utite du lait
et le rendementfromageren MS
8.0
Ê
y = 14,890
+ 0,964x
12= O,B9
ETR = 1.00
E4U
s 7.5
Ë :.s
ô
l:
À<
ôo
Ero
tv
5 0'c
,!
y = 0 , 1 9 +1 0 , 0 9x1+ 0 , 1 6 5
rr = 0,87n=I 89
Euo
5.0
5s
60
65
70
75
80
85
Taux butlreux + Taux protéique.g.kg-r
Les < rendementsliomagers > ainsi calculéssont étroitement
corrélésaux rendementsfromagersde fabricationdes camemberts(r'?:0,70 à 0,90) (Hurtaudet al, 1995)mais sonrsuresllmes.
Nous avons recherchéles relationsentre les différents ( rendementsfromagers 1 9t la compositiondes laits à partir des
basesde donnéesprécédentes,
la variabilité des donnéesétant
donnéedans le tableau4.
Tableau4
Caractéristiquesmoyennesdesrendementsde laboratoire
Moyenne
Lots Ind.
l\4mimum
Lors Ind.
Maxrmum
Lots Ind
Rendement
Frais
17,5 16,6 13,1 l 1 , 1 25,4 23;7
MS
40,3 39,6 33,8 3 2 , 1 4'7,3 47;7
Azote
78,2 77,6 74,7 1 ) ) 88.r 80.8
Ecart-type
Lots Ind
)1
3,1
4,0
)l
La teneur en caséineexplique à elle seuleprès de 90vo de la
variancetotale des rendementsen frais et en sec (Figure 2) et
70 Yode la variabilité des rendementsen azote.Les pentesdes
relationsne diffèrent pas entre des donnéesmoyennesde lots
ou entre individus. Les protéinestotales sont dês covariables
légèrementmoins précisesque la caséine(r, : 0,86 , ETR :
1,7). L'effet prépondérantde la caséineavait déià été bien
décrit (Remeuf et al, 1991, Colin et al 1992).Nôs données
confrrmentque Ia relationrestelinéairejusqu'à desteneursen
caséinestrès élevées(3a g/kg lait).
Il faut noter que, dans ces essais,il s'agit toujours de rendements pour des laits écrémés.Pour du lait entier, Ies rendements s'expliquentpresquepour moitié par la matièregrasse
et pour I'autre moitié par les protéinesou les caséines(Colin
et al. 1992;.
Le seul défautde la techniquede mesuredu rendementfromager au laboratoireest une insuffisanced'égouftage.la technique de centrifugation ne permettant pai une-évacuation
totale du lactosérurn.De plus le gel ainsi ègouttépar centrifugation n'est pas acidifié avant emprésurageet est donc moins
pennéableque le gel de fromagerie,dont le pH descendrégulièrementau coursde la fabrication(Weber,1987).De ce iait
le caillé restehurride,est plus minéralisédu fait de I'absence
d'acidificationet les rendements
mesurésen frais sont foftement surestimés
(presquedu double,Hurlaudet al, 1995).Ce
défautest compensépal le calcul des rendements
en matière
sèchequi sontdu mêmeordrede grandeurpour lesmesuresen
laboratoireet dansles fabricationsfromasères.
16
l8
20
22
24
26
28
30
32
34
36
Teneur
encaséines,
g/kg
1.3. ArrlruoE BEURRTÈRE
DE LA cRÈME
Le beurreest une émulsionde type eau dans huile. Le beurre
peut être obtenu selon 2 méthodes : méthode classiquede
baratt^age
de crème maturée au pH acide ou méthodeNIZO (la
plus.fréquentedans I'industrie beurrière,environ 90 %)
{ui
consiste en un barattagecontinu d'une crème douce,'nàn
maturée,le réensemencement
intervenanten fin de fabrication.
La fabrication du beurre de baratte qui peut être réaliséeen
laboratoirecomprend-4_étapesprincipales bien décrites par
Pointurieret Adda (1969) : maturationphysique,maturation
biologique,barattageet malaxage.BrièvèÉeni la maruration
physiquede la crème a pour bui d'établir un rapport optimal
entre les composantssolides et liquides de la mâtière grasse
pour obtenir une bonne inversionde phaseau cours du-barattageet pour diriger la solidificationde la matièresr€rsse
en vue
d'obtenir un beurre de bonne consistance.La ma-turationbiologiq-ueest une fermentation lactique qui a pour objectifs de
dév.elopper-dansle_beurre un arôme harqire et fpique et
d'abaisser le pH afin de favoriser I'inversion ae ihas'e. t_e
barattagepermet de réaliser I'inversion de phasé par une
agglomérationdes globules entre eux. Son but est d^'obtenir
des grainsde beurredont la taille et la consistancepernettront
les traitementsultérieurs-d'égouttage,
de lavage,dé malaxage,
avec une séparationfacile d'un babeurrefluide contenanttiès
peu de matièregrasse.
Aucun test de laboratoiren'a été développéjusqu'à présent
pour analyserI'aptitudebeunièred'une crème-àI'imaeè de ce
qui a été réalisépour I'aptitude à la transformarionfràmagère
des laits. Le seul moyen disponibleest la déterminationd-ela
compositionen acidesgrasdes laits. Il est connudepuis longt^empsqr"rela durée de barattageest déterminéepar lè point à'e
fusiondesacidesgras.
Liaison entre te o"rr.."âtËi:;3ct8rt
trorrl|et ta durée
de barattagede la crème(Hurtaud,non publié)
40
-J:)
30
l)
E
y=11,787+l.613x
. ,- .ô-/
r )- = u
F]TR=.+.8.3
20
!
t:)
t0
aa
o
.+
6
8
t0
Acide-sras
C I 8:I rizrrr,r
I 0. 7r
Elle est dès lors d'autantplus courteque le point de fusion des
acides gras constitutifs des triglycérides est bas (Pointurier et
Adda, 1969) et donc que I'on a des acides gras insaturésou à
chaîne très courtes.
Des travaux récents montrent que la durée de barattage est
d'autant plus longue que le lait est riche en acides gras de
forme trans (notamment le C18:1 trans 10) (Hurtaud, non
publié) qui sont des acidesà point de fusion élevésbien que
mono insaturés(Figure 3).
Au delà de la compositionen acidesgras, les caractéristiques
des globules gras interviennent. Les gros globules se barattent
plus vite. Sirks (cité par Pointurier et Adda, 1969) donne des
durées de barattagede 31 et 80 min pour des globules ayant
respectivementdes diamèlresmoyens de 3 et 2 trrm.Enfin, la
duréede barattagetend à diminuer lorsquela teneuren matière
grassede la crèmes'accroît(Figure 4), sansdoute du fait de la
proximité des globules gras entre eux, (Pointurier et Adda,
le6e).
Liaisonentreta ,."."" Tlgirï,,1"., ,rur"", deta crème
et la durée de barattage (Hurtaud, non publié)
40
35
Ë. :o
ôo
y = 46,664- 0,076x
=)\
12=0,18
ETR = 7.66
d - -
o=
2o
'o9 r {
l0
5
320 340 360 380 400
420 440 460
Teneuren matièregrassede la crème,g/kg
Très peu de donnéessont disponiblessur les déterminantsdu
rendement beurrier. Celui-ci est assez naturellement bien
corrélé à la teneur en matière grassede la crème (r'?:0,61),
mais il sembleaussiassezétroitementrelié à la teneuren acide
gras insaturés(rz :0,44) (Hurtaud,non publié). Il faut cependant souligner que la modification de certainestechniques
beurrières (nature des ferments, température de barattage,
températurede I'eau de lavage...) permetde s'adapterplus ou
moins bien aux crèmesun peu particulièresliées aux changementsd'alimentationdesanimaux.
2. APPRECIATION DES CARACTERISTTQUES
SORIELLES DES PRODUITS
SEN-
2.1. GÉNÉnelnÉs
Les qualitéssensoriellesd'un produit sont appréhendées
différemment selon les acteurs: les consommateurss'attacheront
au côté hédoniquedu produit, alors que les transformateurs
chercherontune caractérisationplus objectivede leur produit.
De même, les transformateurss'attacherontà différentespropriétésselon la filière : recherched'un produit consrantou au
contraire d'une certaine diversité, absencede défauts, ... Il
existe une diversité de méthodologiesd'analyse sensorielle
selon le type de réponseattendue.
La qualité sensorielled'un fromage ou d'un beurre se définit
par son aspect,sa texture, et ses propriétésolfacto-gustatives
(égalementconnuessous le terme de flaveur). L'aspect peut
êtreévaluépar l'æil maisausside façoninstrumentale,
comme
c'est le cas pour la couleur.La texturepeut être évaluéeen
bouche, mais aussi au toucher et égalementde façon instrumentalepar rnesurcsrhéologiques.Les propriétésolfacto-gustatives,ou flaveur,se décomposent
ainsi : I'odeur.évaluéepar
le nez. l'ar'ôme,évalué en bouchepar voie rétronasale,^
la
saveurévaluéepar différentsrécepteursde la cavité buccale.
Les méthodes d'évaluation sensorielle progressenten perrnanence, y compris celles faisant appel à I'utilisation de jurys
d'analyse sensorielle, qui peuvent être plus ou moins complexes selon I'objectif recherché (SSHA et ISHA, 1990).
L'utilisation en complémentde techniquesinstrumentalespermet d'explorer en détailquantitativement les effets de la qualité des laits sur la qualité finale des fromages.
La mise en relation des caractéristiquessensoriellesdes fromagesavecdesfacteursd'amont tels que la qualité deslaits ou
les facteurs technologiquesfait intervenir classiquementla
méthodedite du < orofil sensoriel>. C'est une méthodedescriptive objective.L'évaluation sensorielleest réaliséepax un
jury de dégustateursentraînésqui donnent pour chaqueéchantillon une note d'intensitéà des descripteurssensorielschoisis
préalablement.Chaquedescripteurestbbjectif et fait référence
à une définition précise (caractèreferme ou arôme de noisette,
par exemple).Il existe des techniquesde descriptiondétaillée
et précisede la textureet de la flaveur telle celle mise au point
(FLAIR
dans le cadred'un programmed'actionseuropéennes
COST 902, AIR 2039) en collaborationavec I'INRA, qui permet I'utilisation d'une centainede descripteurs(Lavanchy et
at,1993; Bérodieret al, 1997).
L'analyse rhéologique est une méthode intéressantepour
caractérisercertainesdimensionsde la texture,comme lespropriétés mécaniques (Couarraze et Grossiord, 1991 ?lDF,
1991).Elle apportedes informationscomplémentairesà I'analyse sensorielle.Etant une méthodeinstrumentale,eElle présenteI'avantagede ne pas solliciter unjury de dégustateurs,
et
donc d'être moins lourde, moins coûteuseet plus sensible.
De nombreusesétudesont été entreprisescesdernièresannées
sur différents modèlesde fromagesAOC à pâte presséecuite
ou non cuite (Abondance, Beaufort, Comté, Morbier, Saint
Nectaire),pour déterminerles relations entre la composition
des laits et les caractéristiquessensoriellesdes fromages.Le
principe commun à toutes ces étudesest de mettre en relation
les caractéristiques de texture et de flaveur des fromages,
mesuréespar analysesensorielleet rhéologique,avec la composition physico-chimiquedes laits et des fromages(composition de base,compositionen acidesgras,en composésvolatils,
teneur en enzymes)et leur compositionmicrobiologique.
2.2. ANelysps sENsoRTELLES
2.2.1 Des fromages
2.2.1.1.Texture
Un ensembled'expérimentationsa été réalisépar I'URH (de
I'INRA de Theix) et le LRF (INRA Aurillac) sur le (modèle
Saint-Nectaire),en collaboration avec I'unité SRTAL (de
I'INRA de Poligny) sur les (modèlesAbondanceet, Beaufort),
pour déterminer I'influence de la nature des fourrages ingérés
par les animatx sur la composition du lait et, en conséquence,
sur les caractéristiquessensoriellesdes fromages. Dans deux
expérimentations sur le fromage d'Abondance, nous avons
constaté qu'à un stade de lactation équivalent, la nature des
pâturagesinduit dans le lait des variations de la teneur en une
protéaseendogène,la plasmine,et de la compositionen acides
gras. Ces variations ont un impact sur la texture des fromages
(Buchin et al., 1999; Bugaudet al., 2001b).Quandles laits sont
plus richesen plasmine,la protéolyseprimairedesfromagesest
plus forte, avec pour conséquenceune moindre résistance
mécaniqueet une moindreélasticitéde cesfromages,due à des
modificationsde la matriceprotéique.Par ailleurs,plus les laits
sont riches en acidesgras insaturés,moins la résistancemécanique des fromagesest forte, car la présencede ces acidesgras
augmentela fluidité de la matièregrasse.Cette influencede la
compositionen acidesgras sur la texture des fromagesa été
décrite par quelquesauteurssur I'Emmental suisse(Steffen,
1975), le Morbier (Buchin et al., 1997), et le Camemberr
(Houssinet al., 2000).Par ailleurs,Bugaudet al. (2001b)ont
observéque le pH du lait à I'emprésurage,
lié au type de pâturage, influence la texture des fromages d'Abondance. Par
modificationde la minéralisation
le pH influence
descaséines,
à la fois le tempsde prise, l'égouttageet la fermeiédu coagu-
R e n c. R e ch. Ruminants,2OO1,I
39
lum (Mietton et al, 1994; Martin er Coulon, 1995).Ces mêmes
auteursont égalementobservéque sur certainsalpages,les laits
présentaientune baissedu pH souspresseplus lenté,avecpour
conséquenceun égouttagemoins pousséèt une texture mbins
ferme. Cette modification de la cinétique du pH pourrait être
liée à la présencedansces laits de moléculesà actlvité antimicrobienne,ou à une plus grande concentrationde molécules
agissantsur le pouvoir tampon du lait, tels que les phosphates
ou les carbonates(Figure 5).
Influenceau f" ,r"tor"Ïiliulo?rages et despâturages
sur la compositiondu lait et sur la texture dei fromâges
d'Abondance(Bugaudet al, 2fi)lb)
rciûs gre
6c\V3:-/
F6mne
gra
æi&s
&s gr$
longs
ins aaurés
wls
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rlcott'lérbnes
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cohésil
élûliquc
déforwbl.
des plantes vers le fromage, via le lait, confirmant les observations de Viallon et al (1999, 2000). Ainsi, la composirion
botanique des pâturagesinfluence la composition et là teneur
en terpènes des laits, les graminées étant très pauvres en ces
c.omposés.
Bien que les terpènessoient des composéspotentiellement aromatiques, ils semblent être en qùantitéi trop
faibles dans les fromagespour avoir un rôle significatif sur
I'arôme. Par contre, il- semble exister une relaiion néeative
entre leur présenceet la perception d'arômes forts teii que
<<fermenté > (Buchin et al, 1999), <<chou > (Bugaud et'al,
2001a)ou < animal> (Martin et al,200l). Ainsi, il semblerait
que leur présencepuisse inhiber la synthèsede certains composésd'origine protéiquepar les microorganismes.
Inlluence de Ia présenceÏlfirf".rnrre
endogènedu lair
sur les caractéristiquesde flaveur de différenti fromages
à pâte presséeet à pâte presséecuite
(l) Beuvieret al. (1997),(2) Demartgnyet al. (1997),
(3) Buchin et al. (1998),(4) Buchin et al. non publié
présente
+ : microfloreendogène
- : microflore endogèneéliminéepâr miirofiltration (1) (2) (4)
ou pasteurisation (1) (3)
) |
o"r"'#"*
Ioûdanl
Sur le même principe,des étudesont été menéessur la microflore endogènedu lait, en comparant des fi-omagesor) la
nricrofloreoriginelledu lait était présenteà des fromâgesoù la
pl'esquetotalité de cettemicroflore avait été éliminée.La présencede cettemicroflore sembleavoir sur la textureun impact
assezfaible, dont I'origine seraitune libérationaccruede pètits
peptideset d'acidesaminés libres (Grappinet Beuvier,1997).
2.2.1.2.Flaveur
Dans la formationde la flaveur desfromages,I'activité microbiologique paraît fondamentale. En effet, la plupart des composésvolatils présentsdansle fromage,parmi lesquelssetrouvent les plus aromatiques,sont d'origine microbiologique.
Parmi les microorganismesprésentsdansle fromage,la Àiéroflore endogènedu lait sembleavoir une influencéplus déterminantesur la flaveur que sur la texture.D'une façon générale,
la présencede cette microflore entraîneune intensitéglobale
de l'arôme plus forte, ainsi qu'une maturationdes fromages
accélérée(Grappin et Beuvier, 1997). Elle influence également les caractéristiquesd'arôme des fromagesen modifiant
leur compositionen volatils. Buchin et al (1998) ont montré
dans des fromagesau lait cru une productionaccruede composésà fort potentielaromatiquecommeles alcools,les acides
gras volatils ou les composéssoufrés, avec comme conséquencesun arômeplus fort. Demarignyet al (1997) et Beuvier
et al (1997) ont par ailleurs montré que non seulementla présence,mais aussi I'origine de cefte microflore influence les
caractéristiques
desfromages,sansdoutevraisemblablement
à
cause d'une composition différente selon la provenancedu
lait. Ainsi, Ia compositionde la microfloreendogènedu lait, de
par sa complexité,contribueraità la diversitéaromatiquedes
fromages,notion de première importanceessentielle
pour les
fromagesAOP (Figure 6).
En ce qui conceme la compositionphysico-chimiquedu lait,
son influence sur la flaveur des fromagesserait en maieure
partied'origine indirecte,bien que Buchin et al (1999)âient
trouvé une relation positive entre la teneur en plasmine et
I'ameftumedesfromages,cetteenz\''meayantsansdoutefavorisé I'apparitionde peptidesou d'acidesaminésamersdansles
frornagesétudiés.D'aprèsBugaudet al (2001a),les variations
de facteurstels que le pH, la quantitéde terpèneset de moléculesà activitéanti-microbienne
deslaitspourraientinfluencer
la flaveurdesfromagesde façonindirecte,en agissantsur I'activité,microbienne.En ce qui concerneles terpènes,nous
avons montré qu'il existe un transfertdirect de ces composés
40
lail frais
lait acidilié
piquqil
légurn.s
fruit
Dans les-fromag-estraditionnels oir le lait est utilisé avec peu
ou pas de transformationpréalable,la diversité de la miôroflore endogènedu lait ainsi que la diversitédespâturagespeuvent contribuer à la diverslté des caractéristiquesdes'fromages.Mais I'influence de ces facteurs,et en particulier le
facteur alimentation, peut être modulée par le travail du froTager, qui adaptesa techniquede fabricationà la composition
de la matièrepremière.
2.2.2. Des beurres
L'analyse sensorielledes beurresva dans la plupart des cas,
permettrede discemer une préferencegrâce à uï tèst de classement numérique.Ce test permet un classementd'après diverses
caractéristiques: aspect, structure, consistanceodeur et goût.
Des relationsont ainsi pu être misesen évidenceentre I'arôme
du beurre et sa teneur en diacétyle ou en acides gras volatils,
entre le goût de rance et la teneur en acides gras libres de la
matièregrasse(Pointurieret Adda,1969).La taille desglobules
gras peut aussi modifrer les caractéristiquessensoriellesdes
beurres. Un beurre réalisé avec une crème riche en gros globules (> 2 pm) est plus onctueuxet moins dur qu'un beunà de
référence avec une distribution aléatoire des slobules. par
contre,le beune réaliséavecune crèmeriche en pétitsglobules
(< 2 pm) est plus huileux (Goudédrancheet al, 2000).
2.3. ANar-ysr TNSTRUI\{ENTALE
2.3.1. Des fromages
2.3.1.1.Texture
!'a,n9ly9einstrumentaledes fromagesmobilise destechniques
rhéologiques
qui ont été décritesen détailpar un grouped;experts de la FIL (lDF, l99l). La compressionuniaxiale à
R e n c . R e c h . R u m i n a n t s , 2 O O 1 ,8
vitesseconstanteest le test le plus utilisé. Il est adaptépour les
fromagesà pâte dure et semi-dure,dont il évalue les propriétés
élastiqueset les propriétésà la fracturepar compressiond'un
échantillonde géométriedéfinie.
L'influence de la nature des pâturages(montagneou vallée)
sur les propriétésrhéologiques(élasticité,propriétésà la fracture) de I'Abondancea été mise en évidencepar Bugaudet al
(2001b), en relation avec la composition en acides gras des
laits et la protéolysedans les fromages.
2.3.1.2.Couleur
La couleur est une caractéristiquedirectementidentifiablepar
le consommateur.La mesureobjective de la couleur des fromasesest effectuéeavecun colorimètreà trois filtres. Les trois
filties rouge, vert et bleu utilisés pour mesurer la couleur
reproduisentla sensibilitéspectralede nos cellules visuelles.
Les degrésde réflectancespectralesont ensuiteconvertis en
valeurscolorimétriques: L qui est un indice de luminosité,et
a et b qui sont 2 indicesde chromaticitéallant respectivement
du vert au rouge (indice a) et du bleu aujaune (indice b).
Les différences de couleur sont essentiellementdues aux
teneursdes fromagesen caroténoidesqui sont des pigments
naturels du lait provenant des aliments ingérés par les animaux. Ainsi, les fromagesréalisésavec des laits de printemps
sont beaucoupplus jaunes que ceux réalisésavec des laits
d'hiver en raison de la teneur élevéede I'herbe verte en piget en hiver, les fromagesréalisésavec des
mentscaroténordes
laits d'ensilaged'herbesont plusjaunesque ceux réalisésavec
des laits de foin (Coulon et al, 2000). L'ensilage de maïs,très
pauvreen carotènes,conduit à des fromagestrès blancs.
considérécomme dur. Un beurre dont les teneurs en acide
oléique et palmitique varient de 23 à 30 % est considéré
comme mou. C'est notammentle cas pour les beurresd'été. Il
y-une
donc intérêt à calculer le rapport C16:0 / Cl8:1 pour avoir
idée de la dureté (Arilait, 1989). Dans un travail récent
(Hurtaud, non publié) nous avons égalementconfirmé que le
rapport palmitique/ oléiqueétait I'indicateur le plus précisde
la-fermetédu beurre(Figure 7) comparéau Cl6:0 (r'?= 0,65 ,
E T R : 0 , 0 4) , a u C l 8 : 0 ( r 2= 0 , 6 1 ,E T R : 0 , 0 4) e t a u C 1 8 : l
pris seuls(r'?: 0,69, ETR : 0,04 ).
Figure 7
Relationentrele rapport Cl6:0/C18:l
et la fermetédu beurre (Hurtaud, non publié)
z
.+
/6
q
0.35
0.30
0.25
oo
y=-0,020+0,128x
o
12= 0,'17
=
ETR 0,03
a
o
E 0.20
'a
o
o
F
q
\o
6
0.15
0.r0
0.05
t2
R a p p oC
r tl 6 : 0/ C l 8 : l
2.3.2. Des beurres
2.3.2.1. Texture
La texture des beurresest définie par deux propriétésprincipales : la tartinabilité et la fermeté (Prenticecité par Yélez'
Ruiz et al 1997).La tartinabilité est la propriétéphysique la
plus importantepour le consommateur.Elle reflète l'état de
disoersionentre les cristaux de matière grasseet la matière
graise liquide et est souvent décrite par-des paramètresde
résistancedu beurreà la déformation.Elle estjugée par la facilité d'étalementdu beurresur un biscuit ou sur un papier filtre
mais ce test n'est pas standardisé.La fermeté est liée à la
réponse structurale du beurre à une force externe ; elle représente I'aptitude élastique de la matière pour répondre à une
force de compression.Quatre méthodesont été identifiées
pour évaluer la fermeté du beurre : pénétration (mesure de la
déformation du beurre à une force connue), découpe (mesure
de la force de section d'un fil métalliquecoupant),extrusion
(mesure de la force nécessaireau ptrssagedu beurre à travers
un orifice), compression(mesurede la force nécessaireà I'enfoncementd'un capteurà une profondeurdéfinie). Parmi les 4
méthodes réferencées,la compression et I'extrusion sont
actuellementles plus utiliséespour des raisonsde précision,
reproductibilitéet simplicité (Vélez-Ruiz et al, 1997).
Certains acides gras ont un effet spécifique sur la dureté et la
tartinabilité des beurres.Une relation de type linéaire existe
entre la fermeté du beurre et le pourcentageen acide palmitique (Cl6:0) (Cullinaneet al, 1984; Hurtaudnon publié).A
partir de lait de mélange un travail réalisé dans différentes
régions de France (Arilait, 1989) a montré que 3 acidesgras
ont un rôle prédominant: I'acide palmitique(C16:0),I'acide
stéarique(Cl8:0) et I'acide oléique(C18:l). Une augmentation de la teneuren acidepalmitiquecoupléeà une diminution
desacidesgrascourtsentraîneune moindretartinabilité.Wood
mis en évidenceunerelationde type
et al ( 1975)ont également
curvilinéaireentre Ia duretédu beurreà 4"C et le pourcentage
d'acidelinoléique(C l8:2). La duretédu beunedécroîtde 12,9
à 0.1 kg/4cm2(taille de l'échantillonmesuré)quandla teneur
e n C l 8 : 2 d e l a m a t i è r eg r a s s ep a s s ed e 1 , 8% à 2 1, 8 % .
En pratique, les notions de dureté et de tartinabilité ont été
à des valeurslimites d'acide oléiqueet palmitique.
associées
Un beurrçdont la teneuren acideoléiqueest inférieureà23 %
et Ia teneur en acide palmitique supérieure à 30 9/o est
Les mesuresde fermeté du beurre sont assezsimples à réaliser. Il faut toutefois être très vigilent sur les conditionsopératoires : températurede la pièce,hygrométrie,et surtouttempératurede l'échantillon.Des variationsde quelquesdegrésde la
températurede l'échantillon peuvent entraînerdes variations
aux points
de la fermetéliéesessentiellement
non-négligeables
de fusion des acidesgras. Les mesuresde pénétrométriepeuvent être associéesà des paramètresd'appréciationde la tartinabilité par un jury de consommateurs(Tableau 5) (Arilait,
1989).
Tableau 5
Relationentre I'appréciationde la tartinabilité par un jury
de consommateurset une mesurede pénétrométrie
(Arilait, 1989)
Classificationpar
le consommateur
Mou
Tartinable
Critique
Trop dur
Pénétrométrie.kPa
<80
8 0à l l 0
1 1 0 à1 7 0
> 170
2.3.2.2.Couleur
La technique de mesure instrumentale de la couleur des
beurresest identique à celle décrite pour les fromages.Les
différencesde couleur mesuréesselon la nature des régimes
distribuésaux animaux sont au moins aussi importantesque
celles mesuréespour les fromages (Houssin et al, 2000) et
ellesreflètentégalementla teneurdes laits en pigmentscaroténoides.
La mesuredirecte de la couleur pourrait être une solution de
remplacementà la déterminationde Ia teneur en caroténoides
d'autantplus que celle-ci n'explique pas toujours les variations de couleur.
CONCLUSION
scientifiques
sur leseffetsde I'alimentation
Les connaissances
sur la qualité des laits en vue de la transformationont progressé ces demières annéeset des techniques relativement
simples d'emploi ont été développéespour caractériserplus
R e n c. R e ch. Rum inants,2OO1,8
41
complètementles laits et les produits qui en sont issus.Les
connaissancesacquises restent toutefois encore partielles
notamment vis à vis de la composition fine des laiis et des
caractéristiques_
sensorielleset technologiquesdes produits
élaborés.Dans le contexteactueld'évolution des systèmesde
productionet de segmentationdes marchés,l'améliorationdes
connaissancesà ce niveau est indispensablepour aider les
filières à raisonnercesévolutions.Ce travail nécessiteplus que
jamais deséchangesétroitsentreles zootechnicienset ies teôhnologues.
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