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Concentré protéique de lait (MPC*)

Aperçu

La consommation de produits laitiers ne se limite pas au traditionnel verre de lait surtout lorsque l’on considère l’augmentation de la gamme de produits disponibles que nous connaissons aujourd’hui. Grâce auz nouvelles techniques qui permettent d’isoler ou d’extraire les composants du lait, on « mange » le lait, on le réhydrate, on le tranche et parfois même on le tartine. Aliment complet, fort complexe et polyvalent, il assure la subsistance des nouveaux nés grâce notamment à sa fraction protéinée en suspension dans une solution aqueuse de lactose, de matières salines, de matières grasses enémulsion, de vitamines et de plusieurs autres éléments dissous.

Afin d’extraire et de mettre en valeur cette fraction protéinée, la technologie de choix est l’ultrafiltration. Ce procédé de concentration utilise la pression (de 4 à 5 bars) pour forcer le passage d’un liquide à travers une membrane poreuse. Les ouvertures d’une telle membrane sont tellement petites (de 2 à 20 nm) qu’elles ne laissent passer que l’eau, les sels minéraux et les molécules organiques plus petites que les protéines. Trop volumineuses, celles-ci sont retenues par la membrane. Ces concentrés protéiques de lait sont ensuite soumis avec le plus grand soin à des étapes d’évaporation et de séchage par atomisation. La poudre ainsi obtenue constitue un ingrédient d’une grande versatilité qui entre dans la formulation d’une foule d’aliments recherchés pour leurs qualités tant nutritionnelles que fonctionnelles.


Définition

Un concentré protéique de lait (MPC pour Milk Protein Concentrate) est un produit laitier protéiné dont la teneur en protéine, exprimé sur un base de matière sèches, dépasse les 42% et pour lequel le ratio caséines : proteines de sérum est sensiblement le même que celui observé dans le lait écrémé de départ. Les MPC ont des teneurs en lactose qui varient selon la concentration en protéines. Ainsi MPC-42 indique des teneurs de 42% en protéines et 46% en lactose tandis que MPC-75 signifie 75% de protéines et seulement10.9% de lactose.  Pour fins de comparaison, la poudre de lait écrémé (PLÉ) contient environ 35 % de protéines et 52 % de lactose. Bien que leurs formes et fonctionnalités soient semblables, les MPC et les PLÉ se comporteront différemment dans diverses applications. Les transformateurs choisiront donc la variété de MPC selon le pourcentage de protéines désiré. La composition typique de chaque concentré détermine les diverses utilisations alimentaires en relation avec la fonctionnalité recherchée.


Caractéristiques

Les facteurs technologiques importants qui influencent la qualité des MPC sont :

  • La qualité du lait cru et les paramètres d’opération lors des traitements de chaleur (pasteurisation);

  • Le degré de concentration en protéines (ultrafiltration et diafiltration, lessivage du lactose, si MPC de 65 et +); (Note: Le chiffre indique le pourcentage de protéines dans le MPC );

  • Les paramètres d’opération lors de l’extraction d’eau (évaporation et atomisation);

  • Les conditions d’entreposage du produit final (Tmax = 20EC, emballage hermétique).


Apparence

Le concentré de protéine de lait (MPC) doit avoir l’aspect uniforme d’une poudre fine sans grumeaux, être de couleur blanche ou blanc-crème. La poudre doit avoir une saveur franche sans la présence de goûts étrangers ou désagréables. Son odeur nette doit être elle aussi exempte de notes aromatiques indésirables.


Microbiologie
 

La qualité du lait cru pour la fabrication du MPC est assortie d’exigences rigoureuses en regard de sa composition et de ses caractéristiques microbiologiques. Récolté selon les règles de salubrité en vigueur, le lait frais ne doit pas contenir de colostrum ni de composés étrangers (produits chimiques ou antibiotiques). Une teneur faible en cellules somatiques (100-200 000 par cm3) permet d’éviter une baisse de flux lors de l’ultrafiltration. Une première pasteurisation est effectuée à l’arrivée à l’usine après l’écrémage. Le lait est ensuite concentré par ultrafiltration jusqu’à la teneur protéinée désirée. Une deuxième pasteurisation assure l’innocuité du concentré.

En conséquence, la poudre de MPC ne doit révéler aucune présence de salmonelle, de Staphylococcus aureus, d’Escherichia coli ou de coliformes. À titre d’exemple, un gramme de poudre MPC-75 ne doit pas contenir plus de 10 000 UFC (unités formatrices de colonies) au niveau du compte bactérien total et un maximum de 50 UFC pour la quantité de levures et de 50 UFC pour la quantité de moisissures. Le nombre de micro-organismes susceptibles de former des spores en milieu aérobique ne doit pas dépasser 500 UFC/g tandis que pour ceux capables de sporuler en milieu anaérobique, la quantité maximale est de 700 UFC/g.


Physico-chimie

Le MPC-75 affiche un pH de 6,8 lorsque dissous dans une solution à 10 %. Sa densité se situe dans la zone de 330-400 g/l.


Variétés

Grâce à l’ultrafiltration, il es possible de contrôler le taux de protéines dans le concentré protéique du lait, permettant ainsi la fabrication d’une grande variété de concentré protéique. Généralement, ces concentrés contiennent tous les mêmes ratios caséines : protéines de sérum présentes dans le lait écrémé de départ. Cependant, on observe présentement une tendance à produire des MPC ayant une teneur légèrement plus élevée en caséines.


Composition

Les protéines du lait se divisent en deux grandes classes : les caséines et les protéines du sérum.

Les caséines se composent de trois fractions (alpha (α), beta (β), et kappa (κ)) et existent sous la forme d’une suspension colloïdale (micelle) d’un diamètre variant de 30 à 300 nanomètres. Les protéines du sérum, contrairement aux caséines, sont des molécules solubles dans la phase aqueuse du lait. Elles sont constituées de quatre fractions principales:  l’α-lactalbumine, la β-lactoglobuline, l’albumine bovine sérique et les protéoses-peptones. Lors de la fabrication de fromages, ce sont les caséines qui forment le caillé, alors que les protéines du sérum se retrouvent dans le lactosérum (sous-produit de la fabrication fromagère).

Bien qu’aucun standard d’identité ne soit actuellement établi pour la teneur maximale en eau contenue dans les MPC, la réglementation qui s’applique pour les laits commerciaux séchés (CFR 21), prévaut aussi pour les concentrés protéiques de lait et stipule un taux d’humidité maximal de 4 %.

Compositions typiques de concentrés protéiques de lait 75

Composés

 MPC-75

Composés principaux (g/100g)

 Protéine (Ntotal x 6.38)

 75,0

 Protéine native

 73,5

 Azote non-protéique

 1,5

 Lactose

 10,9

 Cendre

 7,6

 Humidité

 5,0

  Matière grasse

 1,5

 Minéraux (g/100 g S.T.)

 Calcium

 2,30-2,40

 Phosphore

 1,45-1,65

 Potassium

 0,45-0,55

 Chlore

 0,16-0,17

 Sodium

 0,13-0,18

 Magnésium

 0,11-0,12


Diverses utilisations

Selon leur degré de concentration en protéines, les MPC peuvent servir de substitut de poudre de lait écrémé ou être utilisés dans les recettes d’aliments spéciaux comme produit laitier à haute teneur en protéines et à faible teneur en glucides (lactose). Tout comme la poudre de lait écrémé, le MPC est utilisé comme ingrédient dans les divers mets préparés suivants: les formules pour nourrissons, les desserts, les glaçages, les produits de boulangerie, les produits de viande, les soupes, les sauces, les tartinades à faible teneur en matières grasses, les mélanges laitiers secs, les breuvages laitiers, les breuvages et aliments recommandés en nutrition sportive et dans le cadre de régimes amaigrissantes, dans certaines préparation de fromage à tartiner et dans bien d’autres aliments. Leur incorporation à la formulation d’aliments à faible teneur en matières grasses leur confère une plus grande opacité.


Propriétés fonctionnelles

L’attrait sans cesse grandissant de l’utilisation des MPC comme ingrédient alimentaire s’explique facilement par le fait que la structure originale et le contenu en acides aminés des protéines laitières sont demeurées intactes lors des procédés de séparation et de concentration. Conséquemment, en ayant recours à des procédés exclusivement physiques, les propriétés des protéines natives sont préservées et les aspects fonctionnels suivants peuvent être exploités à des fins spécifiques d’utilisation:

Propriété fonctionnelle

Mode d’action

Utilisation du produit

Pouvoir moussant / fouettant

Formation d’un film stable de bulles d’air (les protéines agissent comme interface air/eau)

Meringues, mousses, gâteaux, crèmes glacées (molles et fermes), crèmes fouettées, soufflés

Pouvoir émulsifiant

 

 

 

 

Formation et stabilisation d’émulsions de matière grasse (les protéines agissent comme interface huile/eau)

Saucisses et charcuteries(émulsion de viande), boissons lactées, soupes vinaigrettes, sauces, produits de boulangerie

Pouvoir de dispersion

 

 

 

Solubilisation accrue car préservation des structures natives des protéines par l’ultrafiltration

Mélanges secs laitiers (colorant à café)

 

Pouvoir de gélification

(épaississant, agent hydrophile)

 

Emprisonnement de l’eau à l’intérieur de la structure des protéines crée une augmentation de la viscosité

Fromages, yogourts (fermes), sauces, boissons lactées, crèmes-dessert, produits de boulangerie

 

Pouvoir de brunissement/ couleur / saveur*

 

 

 

Le lactose et les protéines subissent une réaction de Maillard (caramélisation)

Produits de boulangerie (pâtes de cuisson, gâteaux, muffins)

 

* MPC-42 est recommandé car sa teneur en lactose est élevée


* Nous avons utilisé l’acronyme MPC (Milk Protein Concentrate) dans le texte afin d’éviter toute confusion possible entre CPL (Concentré Protéique de Lait) et CPL (Concentré Protéique de Lactosérum).


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