Techniques de Traitement et de Conservation du Lait
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Homogénéisation et Clarification du Lait
L'homogénéisation vise à rendre la concentration en matières grasses aussi uniforme que possible. Pour ce faire, le lait passe à travers un filtre très fin avec des rainures, ce qui pulvérise les gouttelettes de graisse. La clarification est l'élimination des impuretés par centrifugation.
Différences entre Pasteurisation et Stérilisation
La pasteurisation détruit les microorganismes non sporulés à une température inférieure. La stérilisation détruit les spores et est réalisée à haute température.
La Thermisation (Traitement Préliminaire)
La thermisation est un échauffement du lait avant l'écrémage. Elle dure 15 secondes entre 67 et 78 °C et vise à prévenir la prolifération de nouveaux organismes.
Composants Clés du Lait
- Lactose: Sucre du lait, principale composante du lactosérum (petit-lait).
- Galactose: Produit obtenu par hydrolyse du lactose sous l'action de l'enzyme lactase. Le pH optimal doit être de 2.
Gestion et Valorisation du Lactosérum
Le lactosérum est généralement utilisé pour fabriquer du fromage cottage ou du bioéthanol. Le concentré de lactosérum peut être utilisé pour produire des tartinades au fromage, des boissons énergétiques ou des produits fruités.
Processus de Concentration et Stérilisation
Point 13: Croissance Microbienne et Teneur en Graisse
La crème a une teneur plus élevée en matières grasses, ce qui permet aux organismes de se développer plus rapidement que dans l'eau. Le lait concentré contient plus d'eau que le lait évaporé. La stérilisation est réalisée sur le lait évaporé (car il est plus riche en matières grasses), tandis que le lait concentré est souvent traité par pasteurisation (comme le yaourt pasteurisé).
Point 14: Lait Évaporé
Le lait évaporé est souvent la première phase de production du lait en poudre.
Point 15: Valorisation du Lactose en Bioéthanol
Le lactose est le composant qui permet de transformer un résidu en sous-produit, car son hydrolyse suivie de fermentation produit du bioéthanol.
Méthodes de Coagulation pour la Fabrication du Fromage
Point 16: Méthode Lactique vs. Méthode Enzymatique
- Méthode Lactique: Les coagulants sont des bactéries d'acide lactique. Elles rendent la caséine plus poreuse et fragile, ce qui entraîne une grande quantité de lactosérum dans le fromage (fermentation légère). C'est le cas, par exemple, des fromages frais (type Burgos).
- Méthode Enzymatique: Les coagulants sont des enzymes. Elles provoquent la précipitation d'une variété de caséine, rendant le caillé plus compact et facilitant le retrait du lactosérum. Les fromages à pâte dure (comme l'Emmental) sont compacts grâce à cette méthode qui précipite la caséine plus fermement.
Point 17: Résistance des Bactéries Thermophiles
Les bactéries thermophiles sont plus résistantes à la destruction; il faut donc appliquer un temps de traitement plus long pour les éliminer.
La Crème et le Beurre: Types d'Émulsions
Point 18: Définitions
La crème naturelle est une émulsion huile dans eau avec une teneur élevée en matières grasses (MG). Les émulsions peuvent être eau dans huile ou huile dans eau. Le beurre est le solide obtenu par barattage de la crème, où les particules de graisse se soudent ensemble.
Production de Lait en Poudre
Point 19: Le Processus de Séchage
Le lait est pulvérisé en très fines gouttelettes (sous forme d'aérosol) et entre en collision avec un courant d'air chaud et sec. Cette collision permet à l'air d'extraire la partie aqueuse du lait, laissant la partie solide que nous appelons lait en poudre.
Point 20: Efficacité de la Pré-concentration
Réduire la quantité d'eau à 50-55% augmente l'efficacité de la tour de séchage. Le lait est ainsi plus concentré, ce qui permet de briser plus facilement les gouttelettes de graisse que si le lait passait directement dans un évaporateur, où l'on obtiendrait une émulsion.
Point 21: Avantages de l'Évaporateur à Effets Multiples
Il est plus avantageux d'utiliser un évaporateur à effets multiples, car cela réduit le coût des matières auxiliaires et permet des économies d'énergie. Cela optimise l'efficacité des processus et peut atteindre un rendement supérieur à la vapeur standard.
Étapes de Fabrication du Lait Concentré Sucré
Point 22: Processus d'Ajout de Saccharose
- Inspection visuelle et stockage du lait.
- Clarification (élimination des impuretés).
- Ajout d'une première fraction de saccharose.
- Chauffage et ajout d'une deuxième fraction de saccharose.
- Évaporation pour réduire l'eau de 30% et ajout de la dernière partie de saccharose.
- Normalisation (ajustement des paramètres).
- Refroidissement.
- Ajout de lactose.
- Stockage, puis distribution.
Le saccharose est ajouté en trois fois pour améliorer sa dissolution et assurer une distribution uniforme. Le chauffage facilite également la dissolution.
Contrôle Microbien et Facteurs de Croissance
Point 23: Méthodes de Contrôle
Le contrôle microbien se fait de deux manières : la destruction directe (détermination de la létalité) ou l'inhibition de leur croissance. La létalité est plus rapide mais entraîne une perte des qualités sensorielles du lait, tandis que l'inhibition est plus lente mais préserve les éléments sensoriels.
Point 24: Facteurs de Croissance
Les facteurs influençant la croissance microbienne sont l'acidité, la température et la teneur en matières grasses.
Impact de la Température sur les Réactions Biochimiques
Point 25: Effets Négatifs et Positifs
La dénaturation des protéines est un effet négatif de la chaleur. La chaleur tue ou inhibe l'activité des enzymes et des micro-organismes.
Point 26: Quantification de l'Effet Thermique (Q10)
Le paramètre qui quantifie l'effet de la température sur les réactions biochimiques est le $Q_{10} = K_{t2}/K_{t1}$. L'augmentation de la température accélère les réactions biochimiques et la destruction des micro-organismes.
Point 27: Traitements Thermiques Rapides (HTST et UHT)
Les traitements thermiques rapides utilisent des délais très courts et des températures élevées (HTST ou UHT). Le traitement HTST (Haute Température Court Temps) est plus court que l'UHT (Ultra Haute Température).
Stérilisation: Vrac vs. Conditionné
Point 28: Types de Stérilisation
Les aliments solides sont stérilisés conditionnés (en conserve), tandis que le lait et autres liquides sont stérilisés en vrac.
Considérations pour la Stérilisation
- Stérilisation en vrac: Nécessite de travailler en atmosphère inerte et de stériliser le matériel, les vêtements et l'emballage séparément.
- Stérilisation emballée: Nécessite de nettoyer les contenants avant le remplissage et d'assurer une fermeture correcte.
Point 29: Comparaison des Inconvénients
La stérilisation en vrac permet d'atteindre plus rapidement la température au point froid (car il n'y a pas de contenant ralentissant le transfert de chaleur) et assure une température uniforme pour tout le produit. Cependant, la stérilisation des aliments emballés nécessite beaucoup plus de matériel, d'espace et d'investissement.