ÉCOLE SUPÉRIEURE DES SCIENCES AGRONOMIQUES Domaine Science de l’Ingénieur Industries Agricoles et Alimentaires Semestre 9 -Master II INDUSTRIE LAITIERE MATIERES GRASSES DU LAIT : BEURRECREME-MARGARINE-MATIERE GRASSE ANHYDRE DU LAIT Réalisé par : ANJOANINA Manakasina Joharitiana Patricia N°06 RAMAHOLIMIHAJA Rado Henintsoa Fitiavana N°20 RAMBELOSON Eurika Haingotiana N°21 RANDRIAMANANTSOA Mino Malala N°23 RAVOALA RAKOTOARINIVO Tantely N°27 Promotion ANDRARANGY Mahasedra Février 2023 ÉCOLE SUPÉRIEURE DES SCIENCES AGRONOMIQUES Domaine Science de l’Ingénieur Industries Agricoles et Alimentaires Semestre 9 -Master II INDUSTRIE LAITIERE MATIERES GRASSES DU LAIT : BEURRECREME-MARGARINE-MATIERE GRASSE ANHYDRE DU LAIT Réalisé par : ANJOANINA Manakasina Joharitiana Patricia N°06 RAMAHOLIMIHAJA Rado Henintsoa Fitiavana N°20 RAMBELOSON Eurika Haingotiana N°21 RANDRIAMANANTSOA Mino Malala N°23 RAVOALA RAKOTOARINIVO Tantely N°27 Promotion ANDRARANGY Mahasedra Encadrant : Professeur Titulaire Jean Marie RAZAFINDRAJAONA Février 2023 i REMERCIEMENTS Au terme de ce travail, nous souhaitons à exprimer nos vifs remerciements à Dieu tout Puissant qui nous a donné la santé, la force, et le courage de surmonter les difficultés. Nous voudrions adresser à exprimer notre profonde gratitude à tous ceux qui ont collaboré à la mise en œuvre de ce présent document : - Au Professeur Arsène Jules Mbolatianarizao RANDRIANARIVELOSEHENO, Directeur de l’Ecole Supérieure des Sciences Agronomiques, - Au Docteur HDR Dina Emile Nicolas Gaylor RAZAFIMAMONJISON, Responsable de la Mention Industries Agricoles et Alimentaires - Au Professeur Titulaire Jean Marie RAZAFINDRAJAONA, Enseignant pédagogique du cours Industrie laitière - À tout ce qui ont participé de près ou de loin à la réalisation de ce rapport. Merci à tous ! REMERCIEMENTS ................................................................................................................... i LISTE DES FIGURES .............................................................................................................. iii LISTE DES TABLEAUX ......................................................................................................... iv INTRODUCTION ...................................................................................................................... 1 Partie I : Cadre générale de l’étude ..................................................................................... 2 1. 1.1. Généralité sur la matière grasse laitière ....................................................................... 2 1.2. Facteurs influençant la teneur en matière grasse ......................................................... 4 2. PARTIE II : MATERIELS ET METHODES ..................................................................... 6 2.1. 2.2. Technologie de fabrication de beurre et ses dérivés...................................................... 23 2.3. 3. Technologie de fabrication de crème ........................................................................... 6 Technologie de fabrication de matière grasse anhydre du lait .................................. 42 PARTIE III : CONTROLES QUALITES ........................................................................ 53 3.1. Facteurs essentiels de composition et de qualité pour les produits à base de matières grasses laitières (CODEX STAN 280-1973) ........................................................................ 53 3.2. Contrôle qualité ......................................................................................................... 54 3.3. Rendements ............................................................................................................... 57 3.4. Equivalents lait .......................................................................................................... 59 CONCLUSION ........................................................................................................................ 61 ii SOMMAIRE Figure 1 : Disposition des globules gras dans le lait ............................................................................. 2 Figure 2 : Diagramme de fabrication du beurre ................................................................................... 25 Figure 3 : Types de margarines ............................................................................................................ 33 Figure 4 : Diagramme de fabrication de la margarine ........................................................................ 36 Figure 7 : Réservoir de mélange............................................................................................................ 39 Figure 7 : Échangeur thermique à plaque .............................................................................................. 39 Figure 7 : Mélangeur à poudre .............................................................................................................. 39 Figure 9 : Refroidisseur mélangeur ....................................................................................................... 39 Figure 9 : Mélangeur à haut cisaillement .............................................................................................. 39 Figure 10 : Machine d’emballage .......................................................................................................... 40 Figure 11 : Malaxeur ............................................................................................................................. 40 Figure 12 : Diagramme de fabrication de la matière grasse anhydre du lait ........................................ 43 Figure 13 : Pasteurisateur ...................................................................................................................... 45 Figure 14 : Centrifugeuses .................................................................................................................... 45 Figure 15 : Homogénéisateurs ............................................................................................................... 45 Figure 16: PH-mètre .............................................................................................................................. 46 Figure 17: Analyseur de protéines......................................................................................................... 46 Figure 18 : Echangeur de chaleur .......................................................................................................... 46 Figure 19 : Réservoir de vapeur ............................................................................................................ 47 Figure 20 : Compresseurs ...................................................................................................................... 47 Figure 21 : Machine d’emballage sous-vide ......................................................................................... 48 Figure 22: Scelleuses à chaud ............................................................................................................... 48 Figure 23: Etiqueteuses ......................................................................................................................... 48 Figure 24: Becher .................................................................................................................................. 49 Figure 25: Tubes à essai ........................................................................................................................ 49 iii LISTE DES FIGURES Tableau I : Composition moyenne de la matière grasse du lait de vache ................................................ 3 Tableau II: Propriétés thermiques des matières grasses laitières) ......................................................... 4 Tableau III: Taux moyen en matières grasses selon la race des vaches ................................................. 4 Tableau IV: Effets des autres facteurs sur la teneur en matière grasse laitière . ..................................... 5 Tableau V : Différents type de beurre .................................................................................................. 23 Tableau VI : Matériels et équipements pour la fabrication du beurre ................................................... 28 Tableau VII : Composition pondérale moyenne du beurre ................................................................... 29 Tableau VIII : Paramètres physico-chimiques du beurre ..................................................................... 30 Tableau IX : Qualité microbiologique du beurre ................................................................................ 30 Tableau X : Composition du babeurre .................................................................................................. 32 Tableau XV: Matières premières utilisées pour la fabrication de la margarine .................................... 34 Tableau XVI: Equipements pour la fabrication industrielle de la margarine ....................................... 38 Tableau XVII: Normes de la qualité physico-chimique de la margarine de feuilletage « Parisienne » 40 Tableau XVIII: Exigences relatives des margarines suivant l’office des normes générales du Canada 41 Tableau XIX: Normes microbiologiques sur la margarine .................................................................. 42 Tableau XX: Tableau sur les compositions de la matière grasse anhydre du lait ............................... 49 Tableau XVII - facteurs essentiels de composition et de qualité pour les produits à base de matières grasses laitières ..................................................................................................................................... 53 Tableau XVIII - Méthodes d'analyse des échantillons ......................................................................... 54 Tableau XIX - Points critiques de contrôle .................................................... Erreur ! Signet non défini. Tableau XXI:Rendement des produits laitiers ...................................................................................... 59 Tableau XXI - équivalents laits basés sur la matière sèche (EL) et des rendements. ........................... 60 iv LISTE DES TABLEAUX $US : dollar américain % m/m : Pourcent masse pour masse % : pour cent °C : degré Celsius µm : micromètre AGI : Acide Gras Insaturé EL : Equivalent lait g: Gramme h : heure L : Litre LC-MS/MS : Liquid Chromatography coupled to tandem Mass Spectrometry meq/kg : milli-équivalent par kilogramme MGL : Matière Grasse Laitière MGLA : Matière grasse laitière anhydre MSNF : Milk Solid Not Fat NaCl : Chlorure de sodium O2 : oxygène PH : Potentiel Hydrogène s : seconde UFC/g : Unité Formatrice de Colonie par gramme v LISTE DES ABREVIATIONS Le lait est une matière première aux ressources considérables ; et face à la demande du consommateur qui sollicite de plus en plus de produits innovants à la qualité constante, l’industrie doit exploiter toutes les richesses de cette matière première à la fois si simple en apparence et si complexe dans sa composition. Dans les pays africains, les produits laitiers jouent un rôle important dans l'alimentation humaine. Pour mieux faire face aux contraintes naturelles du lait découlant de ses variations quantitatives et qualitatives, les technologues ont imaginé des solutions qui ont contribué à augmenter la diversité de la gamme des produits laitiers tout en répondant aux exigences économiques et hygiéniques. La matière grasse du lait est utilisée depuis des siècles pour produire des produits alimentaires précieux et nutritifs tels que le beurre, la crème, et bien d’autres produits innovants. Ainsi, comment sont fabriqués ces produits ? Et quels sont les facteurs de qualité ? Ce présent document se divise en trois parties : • Le cadrage général de l’étude • Les matériels et méthodes • Les contrôles qualités 1 INTRODUCTION 2 1. Partie I : Cadre générale de l’étude 1.1. Généralité sur la matière grasse laitière 1.1.1. Description et composition de la matière grasse La matière grasse laitière se compose de petits sphères appelés globules gras ou globules butyreux, visible au microscope, de diamètre allant de 1 à 10 µm, entouré d’une membrane biologique complexe constituée de lipide majoritairement polaire et de protéine. (LARBALETRIER, s. d.) Les globules gras natifs sont peu sensibles à la lipolyse et à l’oxydation en dépit de la présence naturelle de lipase, et oxygène catalyseur d’oxydation solubilisé dans la phase non grasse (qui tient un rôle protecteur contre ces actions). La figure suivante représente la disposition des globules gras dans le lait. (AGROSCOPE, s. d.) Sérum de lait Protéines de petit-lait Micelles de caséine Globule gras Figure 1 : Disposition des globules gras dans le lait (AGROSCOPE, s. d.) 3 Le tableau suivant représente la composition moyenne de la matière grasse du lait de vache. Tableau I : Composition moyenne de la matière grasse du lait de vache(CHRISTIE, 1995) Composants Teneur Triacylglycérols 97,5 % diaglycérols 0,36 % Monoacylglycérols 0,027 % Acide gras libre 0,027 % Phospholipide 0,6 % Vitamines liposolubles 0,01 % Cholestérol 0,31% Caroténoïdes 0,008 % Hydrocarbures Trace Les triacylglycérols, ester d’acides gras et glycérol sont les constituants majeurs des matières grasses du lait en raison de leur plus grande responsabilité sur les propriétés physiques et rhéologiques. Les phospholipides représentent environ 0,6 % des lipides totaux qui forment avec des protéines membranaires, la membrane des globules gras natifs. Les insaponifiables tels que le cholestérols, vitamines liposolubles, les caroténoïdes jouent un rôle nutritionnel et organoleptique des matières grasses du lait. Les graisses du lait sont caractérisées par une très grande variété d’acides gras qui va de l’acide butyrique (C4) à l’acide béhénique (C22) et comporte environ 400 acide gras différents. (AGROSCOPE, s. d.) 1.1.2. Propriétés thermiques de la matière grasse laitière La longueur de chaîne carbonée, l’insaturation et la position des acides gras sur la molécule de glycérol conditionne les propriétés thermiques des matière grasses. 4 Le tableau suivant représente les propriétés thermiques des MGL. Tableau II: Propriétés thermiques des matières grasses laitières (AGROCAMPUSOUEST, s. d.) Propriété thermique Les triacylglycérols composés d’acide gras saturé forment des Point de fusion structures cristallines compacts et possèdent une température de fusion qui augmente avec la longueur de carbones des acides gras. L’incurvation des chaînes d’AGI présents gène l’empilement en structure cristallines compactes ce qui réduit la température de fusion. MG entièrement solide à -30 °C MG entièrement liquéfié à + 40 °C Coexistence des MG liquide et solide entre – 30°C et + 40°C Propriété de cristallisation La cristallisation est déclenchée par un surrefroidissement de matière grasse Les triacylglycérols ont une possibilité d’opter différents structures cristallines ou polymorphe caractérisé par un agencement différent de chaînes aliphatiques. 1.1.3. Teneur en matière grasse du lait La teneur en matière grasse du lait varie environ entre 3,3 et 4,7 % suivant la race, le stade de lactation, et la saison. La teneur en MGL est corrélée avec la teneur en protéines (AGROCAMPUS-OUEST, s. d.) 1.2. Facteurs influençant la teneur en matière grasse La matière grasse laitière varie qualitativement suivant : le potentiel génétique de la vache , le régime alimentaire, et autres facteurs 1.2.1. Le potentiel génétique de la vache Le tableau suivant représente le taux moyen en matière grasse selon la race des vaches. Tableau III: Taux moyen en matières grasses selon la race des vaches (GNB, s. d.) Composante HOLSTEIN JERSEY AYRSHIRE GUERNSEY 4,8 3,9 4,6 Protéines (%) 3,8 3,3 3,6 3,2 5 Matière grasse (%) 3,6 1.2.2. Le régime alimentaire Une modification est survenue dans les acides gras produits par la fermentation dans le rumen. Plus le rapport Acétate/ propionate est élevé dans le rumen, plus la teneur en matière grasse du lait est élevée. 1.2.3. Autres facteurs que nutritifs ou génétiques Le tableau suivant représente les effets de certains facteurs autres que nutritifs ou génétiques sur la teneur en matière grasse du lait Tableau IV: Effets des autres facteurs sur la teneur en matière grasse laitière .(GNB, s. d.) Facteurs Effets Stade de lactation Diminution de la teneur en matière grasse durant 2 premiers mois de lactation, suivie d’une augmentation Age de la vache La teneur en matière grasse décroît avec l’âge. Saison La teneur en matière grasse est généralement plus basse en été et plus élevée en hiver. Intervalle de la traite Le lait obtenu après la plus brève période comporte une teneur plus élevée. 6 2. PARTIE II : MATERIELS ET METHODES 2.1. Technologie de fabrication de crème 2.1.1. Définition La crème est le produit laitier fluide, épaisse, onctueuse, d'un blanc jaunâtre, agréable au goût, plus ou moins riche en matière grasse qui se présente sous la forme d’une émulsion du type graisse dans lait écrémé et qui a été obtenue en la séparant physiquement du lait par force centrifuge (FAO;OMS, 2011). C’est un concentré des globules gras contenus dans un lait entier. Elle est obtenue par écrémage du lait. À a fin du processus d’écrémage, le crème contient au moins 30% de matières grasse. Il faut 100 litres de lait pour obtenir 9 à 12 litres de crème (Soustre, 2005). 2.1.2. Types de crème et durée conservation de la crème Les crèmes se différencient essentiellement par (Soustre, 2005) : − leur teneur en matière grasse : on différencie la crème (appelée parfois crème entière qui compte au moins 30% de MG) de la crème légère (entre 12 et 30 % MG) ; − les traitements de conservation : on distingue les crèmes fraîches (qui peuvent être crues ou pasteurisées) et les crèmes longue conservation (qui peuvent être stérilisées ou UHT) ; − leur consistance : la crème peut être liquide semi-épaisse ou épaisse. − la structure : crème fouetter ou à fouette − le mode de conditionnement (aseptiques ou non, pots, poches, bouteilles, briques…) Ces mentions - auxquelles s’ajoutent des signes de qualité (AOC, agriculture biologique) peuvent se croiser (crème pasteurisée épaisse). On les retrouve sur les étiquettes. Le tableau suivant montre les différentes caractéristiques de chaque type de crème. Tableau V: Caractéristiques de chaque type de crème Selon (MEIE, 2009) et (CNIEL, 2021) Appellations Traitements Crème n’ayant subi aucun traitement de Crème crue pasteurisation ou de stérilisation Elle contient 30 à 40% de matière grasse Conservations Utilisation la plus rapide Refroidit et stocké à +6°C 7 De texture liquide, pendant les premiers jours, et de saveur douce. La mention « crue » est obligatoire sur l'étiquetage Crème fraiche pasteurisée épaisse (dite crème double) Crème ayant subi la pasteurisation puis une Elle est plus épaisse, acidulée et riche en arômes 30 jours max. Elle contient 30 à 40% de matière grasse Crème ayant subi une pasteurisation et qui n’a pas Crème été pasteurisée ensemencée. liquide Liquide et douce, elle est recommandée pour son 30 jours max. ou « fleurette » aptitude au foisonnement et particulièrement pour réaliser des chantilly Crème stérilisée Crème stérilisée à 115°C pendant 15 à 20 secondes et 8 mois max. liquide puis rapidement refroidit économat Crème UHT Crème stérilisée et puis rapidement refroidit. 4 mois maximum liquide la crème n’est plus qualifié fraîche économat conditionnée Crème utilisée en cuisine minceur qui contient entre 12 et 30% de matière grasse, pasteurisée ou stérilisée Crème légère ou allégée C’est au cours de l’écrémage du lait que l’on décide de la teneur en matière grasse de la crème par un 30 jours à 4 mois réglage de l’écrémeuse Une crème légère peut être liquide ou épaisse, pasteurisée ou stérilisée. Deux types de conditionnements sont retrouvé sur le marché :en briques (0,2L, 0,25L et 1L), pots (0,1 à 1L), et seau (5L). 2.1.3. Composition Les crèmes laitières sont composées majoritairement d’eau et de matière grasse (60 à 75%). Tous les types d’acides gras sont rencontrés dans ces produits. Sur les micronutriments, il est à nutritionnelles des crèmes laitières (100g) est montrée dans le tableau suivant : Tableau VI: Valeurs nutritionnelles des crèmes (ANSES, 2021) Valeurs nutritionnelles Crèmes fraîches Crèmes fraîches allégés (100g) Énergie (kcal) 295 184 Eau(g) 62,2 75,1 Matières sèches (g) 37,8 24,9 Protéines (g) 2,3 3 Glucides (g) 2,8 4,1 Lipides (g) 30,5 17,3 Cholestérol (mg) 100 60 AG saturés (g) 19,34 9,9 AG monoinsaturés (g) 8,65 4,4 AG polyinsaturés (g) 0,75 0,38 Rétinol (μg) 213 180 Bêtacarotène (μg) 106 160 Vitamine D (μg) 0,1 0,1 Vitamine E (μg) 0,5 0,33 Potassium (mg) 101 128 Calcium 73 98 Sodium (mg) 27 40 2.1.4. Processus de fabrication La fabrication de crème à partir de lait entier nécessite plusieurs étapes présentées par la figure suivantes : 8 noter que les crèmes sont riches en Potassium et de bêta-carotène (Soustre, 2005). Les valeurs 9 Figure 2: Processus de fabrication des différents types de crèmes Lait entier Ecrémage centrifuge Crème externe Crème Lait écrémé Pasteurisation Standardisation Réfrigération Maturation physique Réchauffage Ferments lactiques Maturation biologique Stérilisation UHT Homogénéisation Homogénéisation aseptique Stérilisation UHT indirecte Réfrigération Réfrigération Conditionnement Crème fraîche liquide Crème fraîche épaisse Conditionnement aseptique Conditionnement sous pression Conditionnement aseptique Crème stérilisé UHT Conditionnement sous pression Crème stérilisé UHT L’écrémage s’effectue soit naturellement par écrémeuse. 2.1.4.1.1. Ecrémage naturel Il s’agit d’un phénomène naturel de remontée lente de la crème, à la surface du lait, du fait de sa différence de densité avec le lait écrémé (940 g/L < 1035 g/L). Pour cela il faut que différentes conditions soient remplies : l’absence d’agitation, et une basse température (optimum à 12°C). Ce phénomène de crémage est aussi le fait de la présence dans le lait d’agglutinines qui, dans ces bonnes conditions, entraînent une agglomération de la matière grasse (ACTALIA, s.d.). 2.1.4.1.2. Ecrémeuse centrifuge Il s’agit d’un procédé mécanique qui sépare la crème du lait écrémé par la force centrifuge. La température d’écrémage est de 30-35°C, équivalent à la température de sortie de la traite. Ceci garanti un écrémage plus optimisé. Globalement, avec une écrémeuse, l’écrémage du lait est total : d’un côté on retrouve le lait totalement écrémé (maximum 0,5 % de matière grasse résiduelle) et de l’autre un crème équivalent à x % de matière grasse. L’écrémeuse tourne avec une vitesse de 15 000 tours/mn (ACTALIA, s.d.). Si on soumet le lait à une force centrifuge, les éléments se divisent en 3 couches (Graine d'agri, s.d.) : • Les éléments solides : une partie des phosphates de chaux , les grumeaux de caséine, les impuretés. Ils sont rejetés sur les parois au point le plus éloigné de l’axe du bol • La deuxième couche est formée par le lait écrémé ; • Le troisième renferme la crème qui à cause de sa légèreté et la plus rapproché de l’axe. 2.1.4.1.3. Fonctionnement d’une écrémeuse − Ecrémeuse centrifuge Le lait pénètre dans le bol par sa partie supérieure, il descend dans le tube central et s’écroule par les ouvertures latérales de celui, sous la pile de disques. Il est poussé dans les cheminés constituées par la superposition des ouvertures ménagés dans chaque disque. Il subit alors l’action de la force centrifuge qui projette à l’extérieur la partie lourde (lait écrémé). Celleci passe au-dessus du disque supérieur et évacuée par l’ouverture de gauche. La partie légère 10 2.1.4.1.Ecrémage réglage permettant de faire varier la consistance de la crème. Figure 3:Ecrémeuse du lait 11 (crème) remonte le long du tube central et évacuée par l’ouverture de droite qui est munie d’un Figure 5: Vue en coupe d’une écrémeuse Figure 6:Circulation du lait dans les disques 12 Figure 4: Vue en coupe d’une écrémeuse 13 Figure 7: Séparation du lait écrémé et crème − Séparateur centrifuge à disques industriels Le lait pénètre dans la pile de disques par les orifices de distribution. Sous l’effet de la force centrifuge et le poids spécifique, les globules gras du lait commencent par se déposer dans le sens radial, vers l’intérieur, et le lait écrémé vers l’extérieur. 14 Crème Lait écrémé Figure 8:Fonctionnement d’une écrémeuse à disques industriels 2.1.5. Homogénéisation Ce traitement permet d'obtenir des crèmes relativement visqueuses avec des taux de matière grasse assez faibles. Les paramètres d'homogénéisation sont variables suivant la teneur en matière grasse de la crème (pression élevée pour les crèmes légères) (Vignola, 2002).L'homogénéisation est réalisée en pompant le lait à travers une petite ouverture à une pression de 103,4-124,1 bars (1 500-1 800 psi). La matière grasse du lait doit être à l'état liquide pour une homogénéisation efficace, la température du lait doit donc du lait doit être d'au moins 37 °C (99 °F) (Wiley, 2016). 2.1.6. Traitements de la crème La crème obtenue est traitée de façon différente : ➢ Crue ➢ Pasteurisée ou stérilisée ➢ Maturée ▪ Crème fluide crue La crème obtenue est de suite refroidie avec une température de 6°C et conditionnée dans des pots sans être pasteurisée. ▪ Crème fluide pasteurisée Les combinaisons temps-température recommandées sont (Cary, 2013) • 145 °F pour 30 minutes ou 161 °F pour 15 secondes, ou • 191 °F pour 1 seconde ou 204 °F pour 0.05 secondes, ou • 212 °F pour 0.01 secondes. Les traitements thermiques ont pour but : la destruction des germes pathogènes et une grande partie de la flore banale : d’éviter la concurrence entre la flore naturelle du lait et la flore technologique de la crème ; ainsi d’augmenter sa conservabilité. ▪ Crème fluide stérilisé UHT La stérilisation UHT se conditionne avec une température de 146°C (295°F) durant 4 secondes (Cary, 2013) ou 150 °C pendant 2 secondes selon (MEIE, 2009). ▪ Crème fraîche épaisse 15 Figure 9: Séparateur centrifuge industrielle entraîner une solidification des acides gras, permettant un épaississement naturel de la crème 16 Il faut laisser refroidir la crème à basse température (10/12°C pendant 12 à 20 heures) pour (ACTALIA, s.d.). Ensuite, la crème est ensemencée en bactéries lactiques et il va avoir un effet à la fois sur son développement aromatique, sa texture et sa conservation. Le tableau suivant représente les bactéries utilisées pour la fabrication de la crème épaisse (Vignola, 2002). Tableau VII: Bactéries lactiques utilisés pour la fabrication de la crème épaisse Espèce pH optimal de croissance Température de croissance Optimale Rôles Maximale Acidification au cours de la Lc. cremoris 6,0 -6,5 28-32°C 34-39°C production Protéolyse en cours de maturation; amertume si Lc. lactis 6,0-6,5 29-34°C 40-42°C cette protéolyse n'est pas contrôlée Même rôle que pour Lc. lactis Lc. diacetylactis 6,0-6,5 30-34°C 40-42°C et Lc. cremoris Fermentation du citrate avec production d'arômes et de gaz Ln. lactis 5,5-6,0 20-27°C 34-36°C Fermentation du citrate avec productiond'arômes Ln. cremoris Le tableau suivant représente les détails sur les conditions de réussites de la maturation (Vignola, 2002). Tableau VIII: Conditions de réussites de la maturation biologique Température Durée 36-48 h 8°C 24-36 H 20 °C 12-20 h Le PH du produit devrait être comprise entre 5,2 < pH < 4,8 avec une acidité dornique 40°D < A°D < 50°D. C’est surtout à partir de pH 5,0 que l’augmentation de la viscosité de la crème est plus importante et que les Leuconostoc se développent en produisant de l’arôme (Vignola, 2002). 2.1.7. Conditionnement Le mode de conditionnement et le type d'emballage utilisés varient selon le produit, la crème est répartie dans les pots sur une conditionneuse dotée de doseurs à piston. Les pots sont ensuite étiquetés puis stockés en chambre froide (Vignola, 2002). 2.1.8. Utilisations La crème est utilisée dans l’industrie agro-alimentaire. Les principaux secteurs sont (Amrouche, 2018) : • Chocolaterie : la crème est utilisée dans certaines formulations, notamment les fourrages au chocolat. • Boulangerie, Viennoiserie Pâtisserie : la crème est utilisée en pâtisserie dans les fourrages, ganaches). Principalement utilisée pour le goût et le pouvoir émulsifiant (notamment dans les crèmes fouettées, mousses). • Produits laitiers frais : la crème est utilisée dans une grande partie des produits : crèmes desserts et desserts lactés, fromages frais à tartiner, crèmes glacées…La matière grasse de la crème apporte moelleux et flaveur. • Biscuiterie : la crème se retrouve dans les fourrages ou dans le biscuit. Les plats préparés, soupes et potages : utilisées pour leur goût et leur propriété liante. 17 16° C 18 2.1.9. Appareillages et prix Les principaux équipements utilisés pour la fabrication de la crème est montré par le tableau suivant : Type de machines Ecrémeuse Fonctions Séparation par la force Fournisseurs Prix Amazone De 190-300 Euro Alibaba De 500 à 17000 $ Alibaba 300 000 $ centrifuge des matières grasses dans le lait entier Pasteurisateur germes pathogènes sont ainsi détruits, tout en préservant les qualités organoleptiques et nutritionnelles (vitamines...) de la crème Stérilisateurs UHT Ce traitement thermique 500-2000 L n’enlève en rien les qualités nutritionnelles, gustatives et fonctionnelles de la crème 2.1.10. Défauts Au cours de la fabrication des crèmes, il peut y avoir plusieurs défauts retrouvés sur le produits finis. Le tableau suivant montre les différents défauts de la crème et leurs préventions ou correction. 19 Tableau IX : Défauts retrouvés sur les crèmes Défauts Remontée d’eau (synérèse) Origines Prévention/Correction Acidification Ferments, excessive température de maturation Problème dans la Surveillance des chaine de froid pendant la température conservation Crème trop épaisse Excès de matière grasse solide Composition de matière grasse (été/hiver ) Excès acidification Conservation au froid trop longue Réduire maturation biologique Grains de beurre Agitation excessive Eviter de trop agiter la dans la crème Goût aigre, acide crème Acidification Ferments, excessive température de maturation Contamination bactéries d’altération par Hygiène, conditionnement Surveillance des températures Rance Oxydation Altération matière grasse Étanchéité de des la conditionnements Hygiène machine à traire et matériels 2.1.11. Propriétés fonctionnelles de la crème Les propriétés fonctionnelles de la crème et leurs avantages en fonction des applications industrielles (Amrouche, 2018). • Sensations gustatives : exhausteur de goût et de saveurs, rehausseur d’arômes. • La maturation rend la crème plus aromatique La taille des globules gras en suspension permet une fonte rapide de la matière grasse • Apport de texture : viscosité riche et veloutée due notamment à l’étape d’homogénéisation de la crème, parfait pour les potages et les sauces • Propriété émulsifiante : les protéines de la crème facilitent l’émulsification, l’aération, le moussage et le foisonnement 2.1.12. Exemple concret de fabrication de crème pâtissière : crème chantilly (produit foisonner cru) 2.1.12.1. Principe La fabrication de la crème chantilly se repose sur le foisonnement de la crème. Ce foisonnement consiste à incorporer des bulles d’air (ou de gaz) dans une crème pour obtenir un produit léger, volumineux, aéré. 2.1.12.2. Fabrication La crème foisonnée est un système à 3 phases : des bulles d’air piégées dans un milieu aqueux contenant des globules de matière grasse et des protéines. Ce système se stabilise si les surfaces de contact entre air, eau, gras présentent des forces de tension minimales, c'est-à-dire que ces surfaces sont elles-mêmes les plus réduites possibles. Les bulles d’air et globules doivent donc avoir une forme sphérique et un diamètre le plus petit possible. L’utilisation d’une crème réfrigérée et de récipients froids augmente la stabilité du mélange car cela permet une cristallisation partielle des globules. La crème est fouettée : Des bulles d’air de l’ordre du millimètre de diamètre sont incorporées. Le mélange est instable et peut s’écrouler spontanément par coalescence des bulles d’air d’un côté et des globules gras de l’autre, les 3 phases se repoussant spontanément. Plus on fouette, plus on incorpore d’air et plus les bulles déjà incorporées sont scindées (leur diamètre diminue). On peut distinguer 4 étapes, au fil du foisonnement Etape 1 : crème avant incorporation, les globules gras sont finement divisés dans le milieu aqueux. Etape 2 : mousse liquide protéique Les protéines s’accumulent autour des bulles d’air, stabilisant le mélange. Les émulsifiants naturels de la crème jouent ici un rôle déterminant, en particulier les fractions α et β des caséines, principales protéines de la crème. Ces protéines présentent un pôle hydrophile et un pôle hydrophobe, elles s’intercalent donc spontanément 20 • les forces de tension superficielle Etape 3 : mousse liquide grasse Les globules s’accumulent à leur tour à la surface des bulles d’air. Etape 4 : mousse solide grasse Un « squelette » de globules se met en place, structurant l’espace entre les bulles d’air. Ce squelette apparait si la concentration globulaire est suffisante (taux de matière grasse > 30%) La crème « spéciale foisonnement » à 35% de MG s’inscrit dans ce cadre. A froid, ce « squelette » sera plus stable car les globules sont cristallisés. Les 4 stades se chevauchent dans le temps puisque chaque nouvelle bulle incorporée passe par les différentes étapes. Un battage trop long entraine une coalescence plus poussée des globules gras et cela induit un relargage de l’air. Des grains de beurre apparaissent. Si la crème est acidifiée, la transformation en grains de beurre est accélérée car les protéines coagulées en milieu acide ne jouent pas leur rôle stabilisateur. Figure 10: Crème avant le foisonnement 21 entre la surface des globules gras et l’eau, ainsi qu’entre les bulles d’air et l’eau, ce qui abaisse 22 Figure 11: Stabilisation des bulles d’air par les protéines Figure 12: Stabilisation des bulles d’air par les protéines et les globules Figure 13: Formation d’un squelette de globules cristallisés entre les bulles d’air 2.2.1. Définition Selon le Codex Alimentarius, le beurre est un produit gras dérivé exclusivement du lait et /ou de produits obtenus à partir du lait, principalement sous forme d’une émulsion du type eau dans huile (FAO & OMS, 1971). Il est obtenu par barattage de la crème du lait (Benkerroum, 2013). Il existe plusieurs types de beurres présentés dans le tableau suivant : Tableau X : Différents type de beurre (Veisseyre, 1975) in (Ahlem, 2017) Types de beurre Caractéristiques Beurre cru C’est le produit émulsionné, obtenu à partir des matières laitières n’ayant pas subi au préalable une pasteurisation. Beurre allège Produit émulsionné, contenant pour 100g de produit fini, 41g minimum et 65g maximum de matière grasse laitière Beurre concentré Produit émulsionné, contenant pour 100g de produit fini, 95g de matière grasse laitière. Beurre de cuisine Contiens aux minimums 96% de matière grasse Beurre demi-sel Il a une teneur en sel supérieur à 0.5g et en plus égale à 2g pour 100g. Beurre salé Il présente une teneur en sel3%. Beurre fin Il ne doit pas contenir plus de 30% de matière grasse la crème est congelée ou surgelée. Beurre extrafin Il est issu d’une crème pasteurisée, non congelée ni surgelée e fabriquée 72h au plus tard après la collecte, le barattage de la crème a lieu au plus tard 48h après écrémage. Beurre pasteurisé C’est un beurre fabriqué à partir du lait ou de la crème pasteurisée. Beure baratte Cette appellation ne peut s’appliquer qu’à des beurres fabriqués à l’aide d’une baratte pour la totalité du cycle de fabrication. 2.2.2. Matières premières 23 2.2. Technologie de fabrication de beurre et ses dérivés sont (FAO & OMS, 1971): • Lait et/ou produits obtenus à partir du lait (crème). • Chlorure de sodium et sel de qualité alimentaire o Sel 1 à 3% selon les exigences réglementaires et celles du consommateur, le sel doit être chimiquement pur, extra-fin, rapidement et complètement soluble. • Cultures de bactéries lactiques inoffensives (levain) et/ou bactéries productrices d’arômes • Eau potable 2.2.3. Process de fabrication 24 Les matières premières et consommables utilisées et autorisées lors de la fabrication du beurre Crème Pasteurisation 74°C /30s (minimum) Environ 95-98°C/30s Refroidissement (maturation physique) 7 à 10°C en été, 10° à 12.5°C en hiver, pdt 3 à 4h20h Ensemencement en levain lactique Maturation Minimum 12heureus entre 9°C et 15°C Babeure Barattage De 40 à 60 min à 7 à 10°C Séchag Filtration Ensemencement et maturation Lavage Babeurre en poudre Fromage Malaxage (+salage) Conditionnement Conditionnement BEURRE Stockage et commercialisation Figure 14 : Diagramme de fabrication du beurre (ABOUTAYEB , 2018) 25 La figure suivante rapporte les différentes étapes de la fabrication du beurre. Pasteurisation On soumet la crème à une pasteurisation plus sévère que celle du lait : au minimum, 74°C pendant 16 secondes. Cela se justifie par la résistance accrue des microorganismes à la chaleur due à l'effet protecteur qu'exerce la couche de matière grasse. Le chauffage doit être suffisant pour détruire les levures et les moisissures, le plus possible de bactéries et d'enzymes, dont les lipases et la peroxydase. En pratique, on pasteurise au-delà des normes en vue d'une meilleure conservation du beurre. Avec les méthodes de pasteurisation rapide, on traite la crème à des températures de 95°C ou plus (environ 95-98°C pendant 30 secondes). • Refroidissement (maturation physique) La matière grasse liquéfiée sous l'effet de la chaleur se cristallise de façon variable selon le mode de refroidissement. Ainsi, le refroidissement rapide de la crème favorise la formation de nombreux petits cristaux, donc un beurre à texture ferme, alors qu'avec un refroidissement lent, il se produit de gros cristaux, moins nombreux, donc un beurre de texture molle, et plus de gras dans le babeurre. En général, on applique un refroidissement de 7° à 10°C l'été et de 10° à 12,5°C l'hiver, avec une durée de retenue d'au moins trois à quatre heures, de préférence jusqu'à une vingtaine d'heures, afin de permettre la solidification partielle désirable des globules gras. • Maturation biologique de la crème La maturation de la crème peut combiner deux processus : d’une part, la maturation physique qui assure une cristallisation dirigée de la matière grasse et d’autre part, une maturation biologique qui assure le développement de l’acidité et de l’arôme (Jeantet et al., 2008). La maturation biologique se réalise dans le cadre des fabrications traditionnelles ainsi que pour l’obtention de beurres d’appellation d’origine contrôlée (obligation d’une durée minimale de 12 heures entre 9°C et 15°C). Elle consiste à ensemencer la crème avec une préparation de bactéries lactiques à la dose massique de 3 à 5% et à laisser se développer celles-ci pendant une dizaine d’heures afin de développer deux types de fermentations : lactique et aromatique. La fermentation lactique produit de l’acide lactique qui abaisse le pH de la crème entre 4,70 et 5,80 afin d’améliorer la conservation du beurre. En outre, cette diminution du pH permet 26 • l’agglomération des globules gras, recherchée lors du barattage. La fermentation aromatique résulte majoritairement du métabolisme des citrates par les bactéries lactiques, elle conduit à la production d’une molécule très aromatique (goût de noisette du beurre) le diacétyle ou 2-3 butanedione (Latreche, 2016). • Barattage de la crème La fabrication du beurre nécessite deux opérations distinctes : L’inversion de l'émulsion de la crème puis l'expulsion du babeurre. Ce procédé se nomme le barattage. Plusieurs théories sont proposées pour expliquer le phénomène de butyrification lors du barattage. Les principales sont celles de l'agglomération, de la concentration et de la combinaison. La crème est agitée sous des conditions qui favorisent la formation de beurre par la coalescence des globules gras. L'agitation de la crème entraîne la production d'écume abondante, les globules gras s'agglomèrent en granules de plus en plus gros, puis l'écume s'affaisse soudainement et les grains de beurre se séparent du sérum. En principe, pour obtenir un beurre de consistance et texture satisfaisantes, prévenir des pertes excessives de gras dans le babeurre et permettre une bonne conservation du produit fini, il faut choisir une température qui permet une durée de barattage de 40 à 60 minutes. Au printemps et en été, cette température est en moyenne de 7° à 10°C ; en automne et en hiver, le gras étant généralement plus ferme, elle peut se situer entre 10° et 13°C. • Lavage Le beurre est aspergé d’eau pure pour enlever les traces de babeurre. • Salage Cette étape est réservée à la production du beurre salé où le sel contribue à rehausser la saveur et à prolonger la conservation du beurre. Il importe qu'il soit incorporé uniformément au beurre, autrement il en résulterait une texture sableuse et une couleur marbrée. • Malaxage Le malaxage est le traitement destiné à mélanger intimement les granules de beurre entre elles, pour obtenir un produit de consistance et de textures désirables ; il permet aussi de disperser finement l'eau et le sel dans la phase continue, soit la matière grasse. Il a aussi pour effet d'expulser le gras liquide et les cristaux des globules gras. 27 en se rapprochant du point isoélectrique des protéines membranaires de faciliter d'humidité faite sur des échantillons prélevés à quelques endroits de la masse de beurre. On doit 28 On poursuit le malaxage jusqu'à l'obtention de résultats identiques de l'épreuve procéder avec soin au malaxage ; car, mal effectuée, cette opération affectera la consistance du beurre et nuira à sa conservation (ABOUTAYEB , 2018). 2.2.4. Matériels et Equipements Les matériels et équipements utilisés pour la fabrication du beurre sont mentionnés dans le tableau suivant : Tableau XI : Matériels et équipements pour la fabrication du beurre Matériels Fonction Illustration Prix Fournisseur Sceau, pichet, Conditionnement bacs montés de la crème sur verin Baratte butyrateur / Battre la crème 2550 euros (25l, 15l en Toméga pour obtenir du crème) beurre, Malaxage 6420 euros (100l, 75l) du beurre pour 9100 euro (300l, 200l en homogénéiser et crème) mieux répartir le sel Lavage du beurre Moule à Obtention de la beurre forme de beurre 29 Tuyaux 22.80 à 27.50 Alibaba $US selon capacité désirée 2.2.5. Facteur de qualité du beurre Cette section comprend les qualités physico-chimique, organoleptique et microbiologique du beurre. 2.2.5.1.Qualité physico-chimique • Compositions Le beurre contient environ 80 à 84% de matière grasse, de 14 à 16% d’eau et moins de 2% de matières non grasses Tableau XII : Composition pondérale moyenne du beurre (Mocquot , 1969). Composants Phase grasse Pourcentage (%) 82 (82 à 84) Détails et proportions Triglycérides 82% Phospholipides 0,2 à 1% Cholestérol 250 à 270 mg/kg Carotène 3 à 9 mg.kg-1 Vitamines A 9 à 30 mg.kg-1 Vitamines D 0,002 à 0,04 mg.kg-1 Vitamines E 8 à 40 mg.kg-1 <16 (14 à 16) - - Lactose 0,1 à 0,3% Acide lactique Matière azotée Matière sèche (beurre de crème acide) 0,2 à 0,8% <2 (0,4 à 1,8) Sels (autre que NaCl) dont : citrates • 0,15% 30 Eau 0,1% - 0,02% Vitamines C 3 mg.kg-1 Vitamines B2 0,8 mg.kg-1 Norme physico-chimique du beurre Les critères physico-chimiques de beurre sont représentés dans le tableau suivant. Tableau XIII : Paramètres physico-chimiques du beurre (Boubani & Melaha, 2019) Paramètres Matière Unité grasse % m/m Valeurs Norme 82 CODEX minimale STAN 279-1971 Humidité maximale % m/m 16 CODEX STAN 279-1971 Acidité % m/m 0.35 NA 1303 Indice de peroxyde meq/kg <0.5 NA 1303 Taux de sel % <3 NA 1623 • Autres paramètres o Point de fusion : +32°C o Point critique : +125°C o T° de conservation : +4°C à +6°C (à Température ambiante pour le beurre allégés) Le tableau suivant montre la qualité microbiologique du beurre cru. Tableau XIV : Qualité microbiologique du beurre (Boubani & Melaha, 2019). Valeur (UFC/g) Germes aéreobies mésophiles totaux 3.104 Coliformes totaux 10 Staphylocoques aureus 102 Salmonella Abscence Levures 103 Moisissures 3.102 2.2.5.2.Qualité organoleptique Selon la saison, le gout, la texture et la couleur du beurre, les caractéristiques organoleptiques changent. Un beurre de printemps fait avec du lait de vaches nourries à l’herbe aura plus d’arôme et une texture plus tartinable. De même, un beurre de printemps sera jaune pâle tandis qu’un beurre d’hiver sera blanc. Aussi, la texture du beurre se fait en fonction des rapports entre la matière grasse liquide et la matière grasse solide (Cossut et al., 2002) in (Boubani & Melaha, 2019). 2.2.6. Babeurre 2.2.6.1.Définition et provenance Le babeurre communément appelé lait de beurre est un sous-produit de la fabrication du beurre. Lors du barattage de la crème, il se produit une inversion de phase c'est-à-dire que l'émulsion de type : gras dans l'eau (gras dispersé dans la phase aqueuse) devient eau dans le gras. Lorsque que les granules de beurre apparaissent le babeurre est alors expulsé (Boudreau et St-Amant, 1984) in (Turcot, 1999) 2.2.6.2.Classification II existe deux sones de babeurre : le babeurre doux et le babeurre acide. Le babeurre doux provient de la fabrication du beurre à partir de crème fraiche. Quant au babeurre acide, il est obtenu lors de la fabrication du beurre de culture. La crème subit alors une acidification, ce qui entraine la formation d'un babeurre légèrement acidulé dont les propriétés fonctionnelles sont différentes du babeurre doux (Veringa et al.. 1976) in (Turcot, 1999). 2.2.6.3.Composition Le babeurre est composé des mêmes constituants que le lait écrémé, mais leurs concentrations sont différentes. De plus. le babeurre contient tout le matériel de la membrane 31 Germes provoque la rupture de la MGL et permet aux phospholipides de se retrouver dans la phase aqueuse du babeurre Tableau XV : Composition du babeurre (Turcot, 1999). Constituant Pourcentage Solides totaux 10.14* Matières grasses 0.7** Protéines et composés azotés non protéiques 2.96* Matières salines 0.6* Phospholipides 0.11-0.18** *Résultats provenant de Mistry et al. (1996), **Tirédu h-rc Science du lait (Alais, 1984) in (Turcot, 1999) 2.2.6.4.Utilisation Le babeurre peut être conditionné dès son obtention en subissant uniquement une filtration. Il sera conditionné dans des sachets plastiques. Il peut également être maturé. Lorsqu’il est récupéré dans le sceau, on ajoute des ferments de fromagerie (environ 2%) et on laisse à la température ambiante pendant toute la nuit avant le conditionnement (Gauvin, 2020). 2.3. Technologie de fabrication de margarine 2.3.1.1.Définition La margarine est un produit obtenu à partir de matières grasses d’origine végétale et/ou animale, avec une teneur en matières grasses égale ou supérieure à 80% et inférieure à 90%. Ce produit est : - sous forme d’une émulsion solide et malléable, principalement du type eau dans l’huile ; - dérivés de matières grasses végétales et/ou animales solides et/ou liquides, dont la teneur en matières grasses d’origine laitière n’excède pas 3% de la teneur en matières grasses. (GEMRCN, 2007) 32 du globule de gras du lait (MGGL), essentiellement les phospholipides. Le barattage de la crème 33 Il existe plusieurs types de margarines suivant leur composition, leur point de fusion et leur usage. La figure suivante représente les types de margarines. Margarine Margarine diététique ou allégée: -teneurs très réduites en calories, - 60 à 62% de matière grasse Margarine pour usage domestique : -teneurs en AGPI conditionnent la dureté : · 10% : moins dure Margarine pour usage industrielle : Margarine de table : margarines plastiques moyennes et molles : réfrigérées et non réfrigérées, toutes deux tartinables à température ambiante · 10– 20 %: semi-dure · 20-30% :molle · Plus de 30 %: extra-molle -teneur maximale en eau :16% Margarine boulangère : dures et moyennement plastiques pour la cuisson (dans la pâte brisée, les gâteaux, les biscuits, les pains et les pâtisseries) Figure 15 : Types de margarines (SELLAMI & TELLACHE, 2018 ;MAT et al., 2005) 2.3.1.2.Matières premières Les margarines sont produites à base de 82 % en phase grasse ; de 16 % en phase aqueuse ; et des ingrédients liposolubles et hydrosolubles (2%). Ces matières premières sont détaillées dans le tableau suivant. TELLACHE, 2018 ; SBARGOUD & TIBICHE, 2017 ;NORME CODEX STAN 256, 2007) Matières 34 Tableau XVI: Matières premières utilisées pour la fabrication de la margarine(SELLAMI & Composition Fonction Matières grasses d’origine végétale : -constitue la phase continue dans laquelle est premières Phase grasse -Huile concrète fondant entre 15 et 40 °C : incluse la phase dispersée huile de palme, de coprah, palmiste -Permet d’obtenir des propriétés physico- -Huile fluide ou liquide à 15°C : arachide, chimiques intéressantes en termes de point de colza, tournesol fusion des triglycérides qui influent sur le Matières grasses d’origine animale : fondant en bouche de la margarine -huile de poisson hydrogénée -huile de saindoux -matière grasse d’origine laitière Phase aqueuse -Eau Constitue la phase dispersée de l’émulsion -Lait -mélange d’eau et du lait Ingrédients -Emulsifiants Donne la capacité de s’adsorber aux liposolubles - lécithine (E 322) interfaces huile et eau et d’assurer la stabilité -mono et diglycérides d’acides gras (E471) - Exaltateurs d’arôme Donne un goût semblable à celui du beurre Diacétyle -Colorants Normalise la couleur voisine du beurre -Huile de palme rouge -bêta-carotène (E 160 a) : 35mg/kg -Antioxygènes -vitamine E (E 307) : 500 mg/kg -Hydroxytoluène butylé (E 321) : 200 mg/kg -Hydroxyanisole butylé (E 320) : 200 mg/kg Prolonge la durée de conservation Ingrédients Améliore la qualité nutritive -sucre : 0,2 à 0,3 % Donne son propre goût, donne la coloration hydrosolubles 35 -vitamines : vitamine A, D, E brune au chauffage -sel (chlorure de sodium) : 0,1 à 1 % Améliore le goût -conservateurs Possède un bon effet fongistatique -acide sorbique (E 200) : 2g/kg Composition Fonction -Révélateurs Permet de distinguer la margarine du beurre - amidon de riz -fécule de pomme de terre -correcteur de PH : Contrôle le PH de la phase aqueuse -Acide citrique -acide lactique -sel de sodium -sel de calcium 2.3.1.3.Process de fabrication La margarine est une émulsion du type eau dans l’huile, c’est à dire constituée d’une phase grasse continue (grasse) et d’une phase aqueuse dispersée (aqueuse). La figure suivante représente le diagramme de fabrication de la margarine. 36 Réception matières premières Mélange de corps gras raffiné Eau stérilisé et/ou lait Chauffage : 50-60°C Ingrédients hydrosolubles Ingrédients liposolubles Phase aqueuse complète Phase grasse complète Agitation Emulsion : Vitesse de rotation : 350-500 tpm / 3-4 min Pasteurisation 80°C-85°C/ 14s Froid Cristallisation Refroidissement de 10 à 15°C Homogénéisation Malaxage Conditionnement des margarines finies Figure 16 : Diagramme de fabrication de la margarine (SBARGOUD & TIBICHE, 2017 ; NGOM, 2016 ; GEMRCN, 2007 ; KONE, 2001 ; ALFALAVAL, s. d.) - préparation de la phase grasse Cette préparation se fait avec des huiles et des corps gras raffinés, en l’état, fractionnés, interestérifiés ou hydrogénés (totalement ou partiellement), où sont incorporés une sélection d’additifs liposolubles. Il faut fusionner les différentes matières grasses avec une températures comprises entre 50 et 60°C. - préparation de la phase aqueuse Cette préparation se fait avec de l’eau et/ou des coproduits de l’industrie laitière (lait écrémé, lactosérum en poudre, babeurre) préalablement stérilisé, où sont incorporés du sucre ; du sel et des additifs hydrosolubles. - préparation de l’émulsion par mélange des deux phases Le mélange s’effectue dans une cuve avec 2 objectifs : mélanger les différents ingrédients et démarrer l’émulsification en incorporant de la phase aqueuse au mélange. La phase aqueuse est dispersée dans la phase grasse jusqu’à l’obtention d’une émulsion eau/huile suffisamment stable et homogène. L’agitation se fait à une vitesse de rotation de 350 à 500 tours par minutes. -Pasteurisation La pasteurisation se produit à des températures situées entre 80°C et 85°C, le processus prend environ 14 secondes. Le chauffage de l’émulsion empêche la prolifération de bactéries et d’autres micro-organismes ; il améliore également la stabilité de la solution. L’émulsion sort du pasteurisateur à une température comprise entre 45 et 50°C. - cristallisation par refroidissement Une fois l’émulsion faite, il faut la maintenir de façon durable et compléter ainsi l’action des émulsifiants. Pour cela, le mélange est refroidi et cette opération s’effectue en continu au travers d’un système à refroidissement tubulaire à surface raclée. Le refroidisseur est à une température de 10 °C à 15°C, ce qui permet d’obtenir une température de la matière grasse d’environs 13°C à la sortie. - plastification par malaxage. 37 La fabrication de la margarine comprend dans l’ordre les étapes suivantes : travaillé par un certain nombre de couteaux rotatifs et selon le nombre de ces dernières, 38 L’émulsion cristallisée est acheminée par la trémie jusqu’au malaxeur. Le produit est l’intensité de travail va varier. - Conditionnement Après ces opérations, la margarine est envoyée au conditionnement. Les produits finis sont conditionnés dans des pots, ou des barquettes en plastiques ou des papiers aluminium. La margarine empaquetée est conservée dans des chambres de stockages. 2.3.1.4.Matériels et Equipements Le tableau suivant détaille les matériels et équipements nécessaire dans une margarinerie. Tableau XVII: Equipements pour la fabrication industrielle de la margarine (ALFALAVAL, s. d.) (ALIBABA, s. d.) (MADE IN CHINA, s. d.) Equipements Fonction Fournisseur Prix unitaire 2 Echangeurs -assure le chauffage de l’huile raffinée Alibaba 3 000, 00 $US thermiques à plaques -assure la pasteurisation de l’émulsion Mélangeur de -assure le mélange d’ingrédients secs Alibaba 2 000, 00 $US Mélangeur à haut -équipement spécial pour rendre Wenzhou Flowtam 2 500,00 $US cisaillement l’émulsion très fine, étroite et étanche, Light Industry ainsi que pour assurer un contact idéal Machinery Co poudre entre les phases grasses et aqueuses Refroidisseur Le refroidisseur est composé d’un mélangeur cylindre garni de couteaux mobiles qui Trusted shop 14 918, 00 ϵ Alibaba 3 000 ,00 $US Alibaba 5 800,00 – raclent la paroi pour refroidir l’émulsion Malaxeur -les unités de raclage permettent d’atteindre la malléabilité, la consistance et la structure du produit Machine d’emballage -conditionne les produits finis 11 800,00 $US Où se prépare les deux phases mélange séparément Alibaba 750,00 $ US 39 2 réservoirs de Voici quelques illustrations des matériels : Figure 19 : Réservoir de mélange Figure 19 : Échangeur thermique à plaque Figure 21 : Mélangeur à haut cisaillement Figure 19 : Mélangeur à poudre Figure 21 : Refroidisseur mélangeur 40 Figure 23 : Malaxeur Figure 22 : Machine d’emballage 2.3.1.5.Facteur de qualité 2.3.1.5.1. Qualité physico-chimique La teneur en sel varie suivant l’utilisation de la margarine et sa texture (SBARGOUD & TIBICHE, 2017) : 0,1 à 0,3% pour les margarines en pots (tartinable). 0,4 à 0,8 % pour les margarines enveloppées (cuisine). 0,8 à 2,0 % pour celles utilisées en pâtisserie. Le tableau suivant représente la qualité physico-chimique de la margarine de feuilletage « Parisienne » produite par Cevital agro-industrie. Tableau XVIII: Normes de la qualité physico-chimique de la margarine de feuilletage « Parisienne » (CEVITAL, 1998) Analyses Unité Normes Indice de peroxyde MeqO2/KgMG Max : 10 Humidité % Max : 16 Ph (phase aqueuse) 3,5-5,5 Nacl % 0,3-0,8 Point de fusion °C 42-48 suivant leur tartinabilité : • Margarine ordinaire (tartinable à 12°C) • Margarine molle (tartinable à 4°C) Le tableau suivant représente les exigences relatives à toutes les catégories de margarine. Tableau XIX: Exigences relatives des margarines suivant l’office des normes générales du Canada (GOVERNMENT OF CANADA STANDARD, 1989) Propriétés Margarine ordinaire Margarine molle Min Max Min Max Matière grasse en % de masse 80 - 80 - Sel % en masse 1,8 3,0 1,3 2,5 10°C 20 32 10 16 21,1°C 10 18 5 10 33,3°C 1,0 4,5 1,0 3,5 Indice de solidité de matière grasse 2.3.1.5.2. Qualité organoleptique Les propriétés organoleptiques de la margarine sont comparables avec celles du beurre (SBARGOUD & TIBICHE, 2017) : ➢ Flaveur : goût et odeur caractéristique du beurre ➢ Odeur et couleur : comparable aux beurres ➢ Texture : homogène et malléable 2.3.1.5.3. Qualité microbiologique La margarine peut être considérée, comme un produit sain au plan bactériologique car toutes les matières premières sont pures et peu sensibles aux attaques bactériennes, mais malgré tous les soins apportés à la qualité de ses matières premières et sa fabrication, la margarine, comme tous les produits alimentaires, n’est pas à l’abri des multiples germes existant dans la 41 Selon l’Office des normes générales du Canada, les margarines sont classées en deux tableau suivant Tableau XX: Normes microbiologiques sur la margarine (MAPAQ, 2019) Microorganismes Signification Numération (UFC/g) Bactérie aérobies mésophiles BPF 5 ×104 Coliformes totaux BPF 1×102 2.4. Technologie de fabrication de matière grasse anhydre du lait 2.4.1. Définition La matière grasse anhydre du lait est une forme de matière grasse qui a été retirée du lait en éliminant l’eau et les protéines. Elle est souvent utilisée dans les produits alimentaires en tant qu’ingrédient de base ou comme additif pour améliorer la texture, le goût et la durée de conservation. La matière grasse anhydre du lait peut être obtenue à partir de différentes sources de lait, comme le lait de vache, de chèvre ou de brebis. Elle est également utilisée dans les produits de soins de la peau et de toilette, car elle a des propriétés hydratantes et nourrissantes. (Kaur, 2016) La matière grasse laitière est surtout connue sous forme de beurre et de crème. C’est un corps gras complexe. Il peut subir plusieurs opérations pour donner naissance à divers ingrédients, utilisés dans de nombreux produits finis industriels. La crème et le beurre sont composés d'eau et de matière grasse laitière. Celle-ci est elle-même constituée d'un grand nombre d’acides gras aux propriétés physiques variées. Il est possible de concentrer, puis de fractionner la matière grasse laitière. Initialement fabriquée à partir de beurre, ce mode de production de la MGLA est aujourd'hui de plus en plus remplacé au profit d'un traitement de la crème. Il est facile de comprendre que le bilan énergétique, en particulier thermique est largement défavorable à l'utilisation directe du beurre. S'il est encore parfois utilisé pour produire de la MGLA, c'est qu'il permet d'écouler des beurres subventionnés, mais cette utilisation reste anecdotique. (Kaur, 2016) 2.4.2. Matières premières La matière grasse anhydre du lait est généralement produite à partir de lait de vache, de chèvre et de brebis. Elle peut également être produite à partir de lait en poudre ou de concentré de lait. 42 nature. Cependant, les limites selon les normes microbiologiques sont imposées présenté par le Le processus de fabrication de la matière grasse anhydre du lait dépend de la source de lait utilisée et de la forme finale souhaitée. Voici un aperçu général du processus de fabrication de la matière grasse anhydre du lait : Préparation du lait : le lait est pasteurisé et homogénéisé pour éliminer les bactéries et les impuretés. Séparation de la matière grasse : la matière grasse est séparée du lait grâce à un processus appelé centrifugation, qui permet de séparer les différentes parties du lait en fonction de leur densité. Elimination de l’eau et des protéines : la matière grasse est ensuite soumise à une série de traitements thermiques et chimiques pour éliminer l’eau et les protéines. Refroidissement et mise en sachet : la matière grasse anhydre du lait est finalement refroidie et mise en sachet ou en vrac pour être vendue en tant qu’ingrédient alimentaire ou pour être utilisée dans d’autres produits. (Kaur, 2016) Il est recommandé d’utiliser des emballages à fermeture hermétique pour protéger les matières grasses anhydres du lait contre l’oxydation et la contamination. L’utilisation de sacs en plastiques à l’intérieur d’un emballage extérieur en carton peut également être une bonne pratique pour protéger les matières grasses anhydres de lait pendant le transport et le stockage. (Yada, 2007) Préparation du lait Séparation de la matière grasse Elimination de l'eau et des protéines Refroidissement et mise en sachet Figure 24 : Diagramme de fabrication de la matière grasse anhydre du lait (Kaur, 2016) 43 2.4.3. Process de fabrication ses propres avantages et inconvénients. Les méthodes les plus couramment utilisées pour produire la matière grasse anhydre du lait sont : ❖ Méthode de centrifugation : Cette méthode utilise une centrifugeuse pour séparer la matière grasse du lait en fonction de sa densité. Cette méthode est rapide, efficace et peu coûteuse, mais elle peut causer des pertes de matières grasses. ❖ Méthode de séparation chimique : Cette méthode utilise des agents chimiques tels que l’acide sulfurique ou l’acétone pour dissoudre les protéines et les minéraux du lait, permettant ainsi de séparer la matière grasse du lait. Cette méthode est efficace pour produire une matière grasse anhydre de haute qualité, mais elle peut être coûteuse et nécessite un nettoyage minutieux des équipements. ❖ Méthode de désodorisation : Cette méthode utilise de la vapeur chaude et de la pression pour éliminer les impuretés et les odeurs de la matière grasse anhydre. Cette méthode est efficace pour améliorer la qualité sensorielle de la matière grasse anhydre, mais elle peut causer des pertes de matière grasse et nécessite des équipements coûteux. ❖ Méthode de filtration : Cette méthode utilise des filtres pour éliminer l’eau et les protéines de la matière grasse anhydre. Cette méthode est simple et économique, mais elle peut causer des pertes de matière grasse et nécessite un nettoyage régulier des filtres. (Lijzen, 2002) 2.4.4. Matériels et Equipements Voici quelques équipements et matériels qui peuvent être utilisés dans la production de matière grasse anhydre du lait : (Hudson, 1993) ➢ Équipements de traitement et de transformation du lait : Ces équipements comprennent des pasteurisateurs, des homogénéisateurs, des centrifugeuses et des équipements de séparation de la matière grasse. 44 Ils existent plusieurs méthodes pour produire la matière grasse anhydre du lait, chacun avec Fonction Pasteurisateur Réchauffe le lait par Fournisseur - l’intermédiaire di serpentin dans l’eau chaude de façon à - éviter une surchauffe à Prix unitaire 45 Equipements STERITECH Entre 1000 à SA 40000 euros. FISHER MASCHINEN laquelle on arriverait avec un - POMFRESH chauffage direct. Figure 25 : Pasteurisateur Centrifugeuses Pour séparer l’eau et la matière LAB Entre 304, 79 grasse. Une centrifugeuse euros à 365,75 INSTRUMENTS permet d’impulser un euros mouvement de rotation à forte vitesse pour mélanger un contenant et ainsi séparer des molécules. Figure 26 : Centrifugeuses Homogénéisateurs Sert à réduire la taille des JBT Corporation Entre 200 à globules gras en forçant leur APV 800 Dollars passage à travers un orifice de Tetra Pak très petit diamètre Figure 27 : Homogénéisateurs ➢ Équipement de contrôle de qualité : Ces équipements comprennent des spectrophotomètres, des pH-mètres et des analyseurs de protéines, utilisés pour contrôler la qualité de la matière grasse anhydre. Equipements Usage Fournisseur Prix unitaire C’est un appareil Cdiscount 103 euros permettant de mesurer le ph d’une solution Figure 28: PH-mètre Analyseur des protéines Permet de mesurer la DirectIndustry 59000 euros concentration en matières grasses, protéines, lactose, densité en sel, SNF matière sèche dans tous les types de lait Figure 29: Analyseur de protéines ➢ Équipements de désodorisation : Ces équipements comprennent des échangeurs de chaleur, des réservoirs de vapeur et des compresseurs utilisés pour éliminer les impuretés et les odeurs de la matière grasse anhydre. Equipements Usage Echangeur de chaleur Pour refroidir le lait Alfa Laval Figure 30 : Echangeur de chaleur Fournisseur Prix unitaire 799 dollars 46 pH-mètres Machine de DirectIndustry désodorisation Entre 1800 à 7800 dollars Figure 31 : Réservoir de vapeur Compresseurs Pour augmenter la Applanat 6490 euros pression de la vapeur d’eau Figure 32 : Compresseurs ➢ Équipements d’emballage : Ces équipements comprennent des machines d’emballage sous vide, des scelleuses à chaud et des étiqueteuses utilisées pour emballer et étiqueter les produits finis. 47 Réservoir de vapeur Usage Fournisseur Prix unitaire Machine d’emballage sous Assure un processus Hellopro.fr Entre 80 à 22000 vide euros de conditionnement efficace Figure 33 : Machine d’emballage sous-vide Scelleuses à chaud Machine scellée à Amazon.fr 27,80 euros Cdiscount Entre 6,99 euros à chaud pour sachets Figure 34: Scelleuses à chaud Etiqueteuses Pour mettre les étiquettes sur le 418,49 euros produit Figure 35: Etiqueteuses ➢ Matériels de laboratoire : Ces matériels comprennent les pipettes, des béchers, des tubes à essai et des réactifs utilisés pour les analyses de qualité et de contrôle de la production. 48 Equipements 49 Equipements Usage Fournisseur Béchers Il peut servir à la - FRAMEACK 600 ml : 9,80 euros préparation de - RS 1000ml : 16,20 euros mélanges, au titrage et à Components - l’agitation des solutions. Prix unitaire LE LABORANTIN - VHPVERRERIE Figure 36: Becher Tubes à essai HAUTE Il sert à déplacer ou à contenir de petites quantités PRECISION - MAISON GALLOIS de solution ou à 8,5 ml : 13,33 euros 10 ml : 8,80 euros 19 ml : 11,20 euros 43 ml : 21,78 euros tester des réactions chimiques sur de faibles volumes de Figure 37: Tubes à réactifs. essai 2.4.5. Facteurs de qualité 2.4.5.1.Qualité physico-chimique o Compositions Les normes et les spécifications pour la matière grasse anhydre du lait peuvent varier en fonction des normes locales et des exigences du marché, mais il existe des normes générales pour la teneur minimale en matière grasse anhydre du lait. Tableau XXI: Tableau sur les compositions de la matière grasse anhydre du lait (ISO 8402 ; NFX50-109) 99,8 (% m/m) Teneur maximale en eau (% m/m) 0,1 Matière sèche non grasse, à l’exclusion du - sel Les facteurs physico-chimiques comprennent les propriétés physiques et chimiques de la matière grasse anhydre du lait, tels que la teneur en matière grasse, en eau, en protéines, en lactose, en minéraux et en impuretés. Ces facteurs peuvent être mesurés à l’aide de tests analytiques tels que l’analyse de la teneur en matière grasse, l’analyse de la teneur en protéines et l’analyse de la teneur en minéraux. Teneur maximale en eau La teneur maximale en eau dans la matière grasse anhydre du lait est généralement très faible, car l’objectif de la production de matière grasse anhydre est de retirer autant d’eau possible. Selon les normes européennes et internationales, la teneur maximale en eau pour la matière grasse anhydre du lait doit être inférieure à 0,1%. Cette valeur est généralement considérée comme très sèche, et permet de garantir la qualité et la stabilité de la matière grasse anhydre du lait. (Haenlein, 2010) Teneur en protéines La teneur en protéines dans la matière grasse anhydre du lait peut varier en fonction des méthodes de production utilisées, mais généralement, elle être inférieure à 0,1%. (Haenlein, 2010) Teneur en lactose La teneur en lactose dans la matière grasse anhydre du lait est généralement très faible, en raison de la séparation de la matière grasse de la matière lactée, mais elle peut varier en fonction des méthodes de production utilisées. (Haenlein, 2010) Teneur en minéraux Les minéraux tels que le calcium, le phosphore et le magnésium peuvent être présents en très faible quantités dans la matière grasse anhydre du lait, mais ils doivent être inférieurs aux limites établies par les normes. (Haenlein, 2010) Teneur en impuretés 50 Teneur minimale en matière grasse laitière matière grasse anhydre du lait, mais elles doivent être inférieures aux limites établies par les normes. (Haenlein, 2010) Teneur maximale en acide gras La teneur maximale en acide gras dans la matière grasse anhydre du lait est généralement spécifiée en fonction des exigences du marché et des normes locales. (ISO 8402 ; NFX50-109) Certaines normes et règlementations peuvent exiger une limite maximale de certains acides gras spécifiques, tels que l’acide linoléique trans et l’acide palmitique, en raison de leurs impacts potentiels sur la santé. Teneur maximale en peroxyde La teneur maximale en peroxyde dans la matière grasse anhydre du lait est généralement spécifiée en fonction des exigences du marché et des normes locales. Le peroxyde est un indicateur de l’oxydation de la matière grasse qui a lieu lorsque les lipides sont exposés à l’oxygène cela peut causer des altérations organoleptiques, et des risques pour la santé humaine. Les normes européennes et internationales spécifient généralement que la teneur maximale en peroxyde pour la matière grasse anhydre doit être inférieure à 10 millimètres de mercure (mm Hg), pour garantir une bonne qualité et une stabilité de la matière grasse anhydre du lait. (ISO 8402 ; NFX50-109) 2.4.5.2.Qualité organoleptique Les facteurs organoleptiques comprennent les propriétés sensorielles de la matière grasse anhydre du lait, tels que la couleur, l’odeur, le goût et la texture. (Haenlein, 2010) Saveur La saveur est un facteur organoleptique important pour évaluer la qualité de la matière grasse anhydre du lait. La saveur doit être neutre, c’est-à-dire qu’elle ne doit pas avoir un goût particulier. Le goût peut être effectué par divers facteurs tels que le type de lait utilisé, les méthodes de production, et les conditions de stockage. Pour éviter des altérations de goût, les matières grasses anhydre du lait doivent être produites avec des matières premières de qualité et stockés de manière adéquate. (Haenlein, 2010) Odeur 51 Les impuretés telles que les graisses animales et les cendres peuvent être présentes dans la évaluer la qualité de la matière grasse anhydre du lait. L’odeur doit être neutre, c’est-à-dire pas d’odeur particulière. L’odeur peut être affectée par des facteurs tels que le type de lait utilisé, les méthodes de production, et les conditions de stockage, pour éviter des altérations de l’odeur, les matières grasses anhydre du lait doivent être produites avec des matières premières de qualité et stockés de manière adéquate. (Haenlein, 2010) Texture La texture est également un facteur organoleptique important pour évaluer la qualité de la matière grasse anhydre du lait. La texture doit être homogène, fine et ne pas avoir de grumeaux. La texture peut être affectée par des facteurs tels que le type de lait utilisé, les méthodes de production, et les conditions de stockage, pour éviter des altérations de l’odeur, les matières grasses anhydre du lait doivent être produites avec des matières premières de qualité et stockés de manière adéquate (FAO, 2011). 52 Comme pour la saveur, l’odeur est également un facteur organoleptique important pour 3.1. Facteurs essentiels de composition et de qualité pour les produits à base de matières grasses laitières (CODEX STAN 280-1973) Les produits à base de matières grasses laitières ont comme matières premières : lait et/ou produits obtenus à partir du lait avec des cultures de bactéries lactiques inoffensives (levain) comme ingrédients autorisés Le tableau ci-dessous montre la composition de quelques produits à base de matières grasses laitières. Tableau XXII - facteurs essentiels de composition et de qualité pour les produits à base de matières grasses laitières (CODEX STAN 280-1973) Facteurs Matière grasse Matière laitière anhydre/ grasse huile de beurre laitière Huile de beurre Ghee anhydre Teneur minimale en 99,8 99,6 99,6 99,6 0,1 - - - 0,3 0,4 0,4 0,4 0,3 0,6 0,6 0,6 matière grasse laitière (% m/m) Teneur maximale en eau (% m/m) Teneur maximale en acides gras libres (% m/m en tant qu’acide oléique) Teneur maximale en peroxydes (milliéquivalents d’oxygène/kg de matière grasse) Saveur et odeur Compatibles avec les exigences du marché après chauffage d’un échantillon à 40-45°C Texture En fonction de la température, de lisse avec de fins granulés à liquide 53 3. PARTIE III : CONTROLES QUALITES Tableau XXIII:- Valeur nutritionnelle de quelques produits Beurre Calories Lipides - Acides gras saturés - Acides gras trans Cholestérol Sodium Potassiun Glucides - Fibres alimentaires - Sucres Protéines Vitamine C Fer Vitamine B6 Magnésium Calcium Vitamine D Vitamine B12 3.2. Contrôle qualité babeure 717 81g 51 Crème fraîche légère 196 19g 12 40 0,9 0,5 Graisse alimentaire 884 100g 91g 3,3 215mg 11mg 24mg 0,1g 0g 66mg 40mg 122mg 3,7g 0g 4mg 105mg 151mg 4,8g 0g 0mg 0mg 0mg 0g 0g 0,1g 0,9g 0mg 0mg 0mg 2mg 24mg 60 IU 0,2µg 0,1g 2,7g 0,8mg 0mg 0mg 9mg 96mg 14 IU 0,2µg 4,8g 3,3g 1mg 0,1mg 0mg 11mg 116mg 1 IU 0,2 µg 0g 0g 0g 0g 0g 0g 0g 0g 0g 54 Le tableau suivant illustre la valeur nutritionnelle pour 100g de quelques produits. (USDA, 2023) 3.2.1. Contrôles physico-chimiques Le tableau suivant illustre les méthodes d’analyses du lait et quelques produits laitiers concernés par notre sujet d’études. Ces méthodes sont issues du CODEX STAN 234-1999. Tableau XXIV - Méthodes d'analyse des échantillons (CODEX STAN 234,1999) Produit de base Disposition Méthode Principe Lait et produits Mélamine ISO 23970 | IDF 252 LC-MS/MS Métal AOAC 972.25 (Codex Spectrophotométrie general method) absorption atomique ISO 3727-2 | IDF 80-2 Gravimétrie ISO 17189 | IDF 194 Gravimétrie laitiers Beurre Lait solide non gras (MSNF) Matière grasse totale (Détermination directe par extraction au solvant) Disposition Méthode Principe Pureté de la matière ISO 17678 | IDF 202 Calcul à partir de la grasse du lait 55 Produit de base détermination des triglycérides par la chromatographie - FID Sel Crème et crèmes ISO 1738 | IDF 12/ Titrimétrie (méthode de AOAC 960.29 Mohr) ISO 15648 | IDF 179 Potentiométrie Eau ISO 37271-1 | IDF 80-1 Gravimétrie Protéine du lait ISO 8968-1 | IDF 20-1 Titrimétrie (Kjeldahl) Matière grasse du lait ISO 2450 | IDF 16 Gravimétrie (Röse- préparées Crème Gottlieb) Solides ISO 6731 | IDF 21 Gravimétrie (Séchage à 102°C) Lait solide non gras ISO 3727-2 | IDF 80-2 Gravimétrie ISO 1740 | IDF 6 Titrimétrie ISO 17678 | IDF 202 Calcul à partir de la (MSNF) Produits de matière Acide gras libre grasse laitière (exprimé en acide oléique) Pureté de la matière grasse du lai détermination des triglycérides par la chromatographie - FID Matière grasse Indice de peroxyde anhydre (exprimé en meq. ISO 3976 | IDF 74 Photométrie ISO 5536 | IDF 23 Titrimétrie (Karl Fischer) d’oxygène/kg de matière grasse) Produits de matière Eau grasse laitière 3.2.2. Contrôle microbiologique Le contrôle microbiologique est très important dans l’industrie alimentaire et notamment le lait. A titre indicatif, le tableau suivant est issu du règlement (CE) n°2073/2005 du 15 novembre et du Guide de fabrications de produits laitier (2012) de la législation française. Il montre les critères de sécurité applicables aux produits laitiers. Tableau XXV - Critères de sécurité appliquable à quelques produits laitiers Désignation Denrées alimentaires prêtes à être consommées destinées aux nourrissons et denrées alimentaires prêtes à être consommées destinées à des fins médicales spéciales Denrées alimentaires prêtes à être consommées permettant le développement de L. monocytogenes, autres que celles destinées aux nourrissons ou à des fins médicales spéciales Fromages, beurre et crème fabriqués à partir de lait cru ou de lait traité à une température Microorganisme Limite Listeria monocytogenes Absence dans 25 g Plan Méthode d’échantillonnage d’analyse de référence n c 10 0 EN/ISO 11290-1 Stade d’application du critère Produits mis sur le marché pendant leur durée de conservation Listeria monocytogenes 100 unités formant colonie/gramme (ufc/g) 5 0 EN/ISO 11290-2 Produits mis sur le marché pendant leur durée de conservation Listeria monocytogenes Absence dans 25 g 5 0 EN/ISO 11290-2 Salmonella Absence dans 25 g 5 0 EN/ISO 6579 Avant que la denrée alimentaire n'ait quitté le contrôle immédiat de l'opérateur qui l'a fabriquée Produits mis sur le marché pendant leur durée de conservation 56 bonnes pratiques d’hygiène et d’application des principes HACCP pour la collecte du lait cru et les inférieure à celle de la pasteurisation Crèmes glacées, excepté les produits dont le procédé de fabrication ou la composition permettent de supprimer le risque salmonelles Crème de lait, beurre de crème (beurre cru) non pasteurisé Crème pasteurisée / crème stérilisée UHT/Beurre et autres matières grasses pasteurisée 3.3. Rendements Microorganisme Limite Plan d’échantillonnage n c Méthode d’analyse de référence Stade d’application du critère Salmonella Absence dans 25 g 5 0 EN/ISO 6579 Produits mis sur le marché pendant leur durée de conservation Salmonella Absence dans 25 g Escherichia coli 100 ufc/g Coliformes à 30°C (pour la crème pasteurisée uniquement) ≤10 ufc/g 5 0 EN/ISO 6579 5 2 ISO 9308 ISO 9308 Hygiène des procédés Hygiène des procédés 3.3.1. Rendement en beurre Le rendement est la différence (en pourcentage) entre le poids du beurre et celui du gras utilisé pour sa fabrication. Le rendement théorique est estimé à 25% car, par définition, une masse butyrique de 80 kg permet la fabrication d’un maximum de 100 kg de beurre à 80% de matière grasse, l’eau et les solides non gras représentant le reste de la masse du beurre. Il existe aussi le rendement usine qui, pour le fabricant, consiste à optimiser le pourcentage de gras dans le beurre en étant le plus près possible de 80% (sans être en dessous), ce qui, par conséquent, minimise les pertes sous la forme d’excédent de matière grasse dans le beurre. Le rendement usine varie entre 21% et 24%. Les facteurs ou coefficients de rendement permettent de calculer la quantité de beurre en fonction de la matière grasse du lait. Le rendement en beurre résultant de l'écrémage centrifuge, dépend de la matière grasse contenue dans le lait entier, le lait écrémé, le beurre et le babeurre. 57 Désignation fabrication est toujours identique à elle-même, les quantités de graisse en % du lait écrémé, du babeurre et du beurre sont constantes ; il suffira de multiplier la matière grasse du lait entier 25 par un coefficient pour avoir la quantité de beurre que l'on doit obtenir en transformant ce lait. Les coefficients sont différents selon leur mode de calcul basé sur la composition du lait et des produits laitiers ou sur l'efficacité des modes de fabrication (rendement). Selon P. DORNIC en 1921, ce coefficient, dit facteur de rendement, varie légèrement suivant la richesse en matière grasse du lait, le coefficient à employer étant d'autant plus élevé que le taux butyreux du lait est plus grand, d’après la formule (COLLAUD, s.d) : % 𝐌𝐆 𝐢𝐧𝐢𝐭𝐢𝐚𝐥𝐞 𝐝𝐚𝐧𝐬 𝐥𝐞 𝐛𝐞𝐮𝐫𝐫𝐞 = % 𝐌𝐆 𝐥𝐚𝐢𝐭 𝐞𝐧𝐭𝐢𝐞𝐫 − %𝐌𝐆 𝐥𝐚𝐢𝐭 é𝐜𝐫é𝐦é − % 𝐞𝐧 𝐌𝐆 𝐛𝐚𝐛𝐞𝐮𝐫𝐫e Rendement global = (% MG du PF) ∗ 100 % MG souhaitée dans le beurre facteur de rendement = Rendement global % MG initiale dans le lait 3.3.2. Rendement en produits laitiers Les coefficients de conversion des divers produits laitiers en équivalents lait permettent de remplacer une quantité donnée de produits laitiers par une quantité de lait équivalente. Ainsi, les rendements des produits et des sous-produits du lait ont servi, dans cette étude de filière, à estimer la production de lait qui en est à l’origine Le rendement beurrier ou fromager est souvent exprimé en kg de produit pour 100 kg ou 100 litres de lait entier ou de lait de mélange. Un produit principal (celui qui a la plus grande valeur marchande) et des sous-produits sont définis. Le rendement du produit principal est égal à la production de lait nécessaire à la fabrication du produit principal et des sous-produits. De cette manière, une production dont la matière sèche n'a été que partiellement commercialisée n'est pas sous-estimée. En effet, le rendement d'un produit tel que le beurre contient ceux de ses sous-produits, le fromage maigre par exemple. De ce fait, à la différence des équivalents laits, les rendements des sous-produits ne s'additionnent pas à ceux des produits. (Meyer et Duteurtre, 1998). 58 Si l'on suppose un travail bien conduit, exécuté dans les meilleures conditions et si la Tableau XXVI:Rendement des produits laitiers Produits Pays Europe laitiers Références (MEYER C., Ethiopie (O'MAHONY F., DENIS J.P, 1999) PETERS J., 1987) Lait entier frais 1 1 Crème 10 10 Beurre traditionnel dur 20 20 Beurre local clarifié - 23 Ghee - 25 3.3.3. Rendement en MGLA Le rendement de matière grasse anhydre peut varier en fonction de la source de lait utilisés, les teneurs en matière grasse peuvent varier entre 30 et 40% pour le lait de vache et jusqu’à 60% pour le lait de chèvre et brebis. Certaines méthodes de production peuvent causer des pertes de matière grasse, par exemple la méthode de centrifugation peut causer des pertes jusqu’à 10%. Enfin, les spécifications du produit final peuvent également avoir un impact sur le rendement final. (Kaur, 2016) 3.4. Equivalents lait Les coefficients de conversion des divers produits laitiers en équivalents lait permettent de remplacer une quantité donnée de produits laitiers par une quantité de lait équivalente. Leur principe revient à évaluer la quantité de lait ayant été nécessaire à la fabrication des produits considérés. Cette conversion permet alors d’estimer et de comparer les quantités de produits disponibles ou consommés à l’échelle d’un marché urbain, national, régional, international. Les coefficients sont différents selon leur mode de calcul basé sur la composition du lait et des produits laitiers ou sur l'efficacité des modes de fabrication (rendement). Les termes d'équivalent lait, d'équivalent lait liquide ou d'équivalent lait entier sont utilisés (EqL, Eql, ou mieux EL). L’équivalent lait dépend de la composition du lait de départ. Pour calculer le coefficient équivalent lait d’un produit laitier avec cette méthode, son taux de matières grasses est divisé par celui du lait d’origine. Par exemple, Les équivalents obtenus ainsi pour le beurre à 82% de MG étaient de 22 (82%/3,27%) en Union Européenne et de de 20,5 (82% / 4,0%) aux U.S.A. 59 Le tableau suivant montre un exemple de rendement en Europe et Ethiopie. rendements. Tableau XXVII - équivalents laits basés sur la matière sèche (EL) et des rendements. EL selon la MS Rendement (kg de EL selon la MG (FAO, 1978) lait par kg de (VAN’T RIET, produit) 1996) Lait liquide entier 1 1 1 Beurre 6,6 20 19,56 Huile de beurre 8,0 25 - 60 Le tableau suivant montre les équivalents laits basés sur la matière sèche (EL) et des La matière grasse du lait combinée aux différentes technologies existant au fil des années ont abouti à la création de divers produits telle que les crèmes, le beurre, les produits déshydratation et la margarine. Des facteurs de qualités sont exigés selon le type de produits d’ordre physico-chimique, microbiologique et organoleptique. Les coefficients de conversion telle que l’équivalent lait et le facteur de rendement ont servir dans les calculs de rendement. Cependant, les rendements des produits finis par rapport à la matière première sont différents selon la nature du produit fini et la teneur en matière grasse. 61 CONCLUSION ABOUTAYEB , R. (2018). Technologie de Fabrication du Beurre. Consulté le Décembre 26, 2022, sur https://scientecal.com/technologie-de-fabrication-du-beurre Ahlem, M. (2017). Contrôle de la qualité microbiologie et physico-chimique de la margarine au cours de la producton et la conservation . Mémoire en vue de l'obtention du diplôme de Master 2, Option: Qualité en production animale, Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie. Benkerroum, N. (2013). 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Consulté 18 janvier 2023, à l’adresse https://www.made-in-china.com REMERCIEMENTS ..................................................................................................................................... i LISTE DES FIGURES...................................................................................................................................iii LISTE DES TABLEAUX ............................................................................................................................... iv INTRODUCTION ....................................................................................................................................... 1 1. Partie I : Cadre générale de l’étude ................................................................................................. 2 1.1. 1.1.1. Description et composition de la matière grasse ............................................................ 2 1.1.2. Propriétés thermiques de la matière grasse laitière ....................................................... 3 1.1.3. Teneur en matière grasse du lait ..................................................................................... 4 1.2. 2. Généralité sur la matière grasse laitière ................................................................................. 2 Facteurs influençant la teneur en matière grasse ................................................................... 4 1.2.1. Le potentiel génétique de la vache ................................................................................. 4 1.2.2. Le régime alimentaire .................................................................................................... 5 1.2.3. Autres facteurs que nutritifs ou génétiques ................................................................... 5 PARTIE II : MATERIELS ET METHODES ............................................................................................. 6 2.1. Technologie de fabrication de crème ...................................................................................... 6 2.1.1. Définition ......................................................................................................................... 6 2.1.2. Types de crème et durée conservation de la crème ....................................................... 6 2.1.3. Composition .................................................................................................................... 7 2.1.4. Processus de fabrication.................................................................................................. 8 2.1.4.1. Ecrémage ............................................................................................................... 10 2.1.5. Homogénéisation .......................................................................................................... 15 2.1.6. Traitements de la crème ............................................................................................... 15 2.1.7. Conditionnement........................................................................................................... 17 2.1.8. Utilisations ..................................................................................................................... 17 2.1.9. Appareillages et prix ...................................................................................................... 18 2.1.10. Défauts .......................................................................................................................... 18 2.1.11. Propriétés fonctionnelles de la crème .......................................................................... 19 2.1.12. Exemple concret de fabrication de crème pâtissière : crème chantilly (produit foisonner cru) ................................................................................................................................ 20 2.2. 2.1.12.1. Principe .................................................................................................................. 20 2.1.12.2. Fabrication ............................................................................................................. 20 Technologie de fabrication de beurre et ses dérivés ................................................................ 23 2.2.1. Définition ....................................................................................................................... 23 2.2.2. Matières premières ....................................................................................................... 23 2.2.3. Process de fabrication ................................................................................................... 24 69 TABLE DE MATIERES Matériels et Equipements ............................................................................................. 28 2.2.5. Facteur de qualité du beurre ......................................................................................... 29 2.2.5.1. Qualité physico-chimique ...................................................................................... 29 2.2.5.2. Qualité organoleptique ......................................................................................... 31 2.2.6. 2.3. 2.4. 3. Babeurre ........................................................................................................................ 31 2.2.6.1. Définition et provenance ....................................................................................... 31 2.2.6.2. Classification .......................................................................................................... 31 2.2.6.3. Composition .......................................................................................................... 31 2.2.6.4. Utilisation .............................................................................................................. 32 Technologie de fabrication de margarine ............................................................................. 32 2.3.1.1. Définition ............................................................................................................... 32 2.3.1.2. Matières premières ............................................................................................... 33 2.3.1.3. Process de fabrication ........................................................................................... 35 2.3.1.4. Matériels et Equipements ..................................................................................... 38 2.3.1.5. Facteur de qualité.................................................................................................. 40 Technologie de fabrication de matière grasse anhydre du lait ............................................. 42 2.4.1. Définition ....................................................................................................................... 42 2.4.2. Matières premières ....................................................................................................... 42 2.4.3. Process de fabrication ................................................................................................... 43 2.4.4. Matériels et Equipements ............................................................................................. 44 2.4.5. Facteurs de qualité ........................................................................................................ 49 2.4.5.1. Qualité physico-chimique ...................................................................................... 49 2.4.5.2. Qualité organoleptique ......................................................................................... 51 PARTIE III : CONTROLES QUALITES ................................................................................................ 53 3.1. Facteurs essentiels de composition et de qualité pour les produits à base de matières grasses laitières (CODEX STAN 280-1973) ......................................................................................... 53 3.2. Contrôle qualité ..................................................................................................................... 54 3.2.1. Contrôles physico-chimiques ........................................................................................ 54 3.2.2. Contrôle microbiologique .............................................................................................. 55 3.3. Rendements .......................................................................................................................... 57 3.3.1. Rendement en beurre ................................................................................................... 57 3.3.2. Rendement en produits laitiers ..................................................................................... 58 3.3.3. Rendement en MGLA .................................................................................................... 59 3.4. Equivalents lait ...................................................................................................................... 59 CONCLUSION ................................................................................................................................ 61 LISTE BIBLIOGRAPHIQUE ....................................................................................................................... 62 70 2.2.4. 71
