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Q et R sur les ingrédients laitiers

Avez-vous déjà pensé à ce qui cause la formation d’eau ou d’humidité à la surface du beurre ? Ou pourquoi il est difficile de faire fondre de la mozzarella qui a été congelée ? Les réponses à ces questions et à bien d’autres se trouvent dans cette section du site ingrédientsLAITIERS.ca.


>>> Il est possible qu’un des sujets suivants soit justement ce que vous cherchiez :

1. Qu’est-ce qui cause la formation d’eau / d’humidité à la surface du beurre ?

2.
Y a-t-il une différence entre le ghee et l’huile de beurre ?

3.
Pourquoi utilise-t-on de la cellulose dans le fromage râpé ?

4.
Pourquoi la crème qui a été congelée se fractionne-t-elle une fois décongelée ?

5.
Qu’est-ce qui cause la formation d’eau dans le fromage à la crème ?


7. Que signifie le terme « ingrédients laitiers modifiés » ?


8. Pourquoi est-il difficile de faire fondre de la mozzarella qui a été congelée ?

9. Pourquoi la crème sure se sépare-t-elle après la congélation ?

 


 

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Le beurre consiste en une émulsion « eau dans huile » produite à partir de crème. Lorsque la crème est barattée, les globules de gras partiellement cristallins forment des agrégats, constituant ainsi un réseau. La structure de l’émulsion huile-dans-eau de la crème est rompue et des grains de beurre distincts se forment, libérant l’eau de la crème. Cette eau est appelée le babeurre. Les grains de beurre sont salés et travaillés, ce qui produit une masse homogène de beurre dont la teneur en eau est de 16 p. cent, sous forme de gouttelettes finement dispersées. La séparation de l’eau du beurre peut alors survenir; ce défaut est connu sous le nom de « beurre aqueux ».

La séparation de l’eau du beurre est étroitement liée à la dimension des gouttelettes d’eau dans le réseau huileux. Plus elles sont grosses, plus leur association est probable, ce qui mène éventuellement à l’effet du « beurre aqueux ». Le barattage du beurre constitue l’étape de transformation essentielle à l’incorporation adéquate de l’eau. Lorsque le beurre est baratté, les grains de beurre sont consolidés tandis que l’eau est divisée en fines gouttelettes qui se dispersent dans le réseau huileux. Si le beurre n’est pas bien baratté, les gouttelettes d’eau qui en résultent dépassent la dimension optimale et sont sujettes à la coalescence. Le barattage inadéquat peut découler d’un temps de barattage trop court ou d’une surcharge de matériel dans la baratte. Par ailleurs, si les grains de beurre sont trop mous au début du barattage, ils se regroupent rapidement et ne peuvent offrir la résistance requise pour briser les gouttelettes d’eau. La fermeté de la matière grasse dépend de différents facteurs comme les écarts de température et les variations saisonnières affectant sa composition.

L’incorporation inadéquate du sel dans le beurre peut aussi donner l’effet du « beurre aqueux ». Si le sel n’est pas assez mélangé au beurre, il peut se former un gradient osmotique faisant migrer l’humidité dans le beurre, là où la concentration de sel est la plus élevée. Cette localisation de l’eau provoque la coalescence des gouttelettes d’eau et en augmente la dimension.

La manipulation du beurre durant l’emballage peut également avoir une répercussion sur la séparation de l’eau. L’émulsion de beurre constitue un système assez délicat puisque les gouttelettes d’eau sont dispersées dans l’huile. Si les forces de cisaillement appliquées au beurre pendant la manipulation sont excessives, les gouttelettes en phase aqueuse peuvent se toucher et se regrouper. La manipulation du beurre devrait donc être délicate ou prévue de manière à favoriser la ré-émulsification (ex. : mélangeur de beurre en ligne à cisaillement élevé).


Par Kevin Segall, Ph.D., Scientifique en recherche et développement et Nathan Payne, B.Sc., scientifique en développement et professionnel de l’emballage, Centre de technologie alimentaire de Guelph.


2. Y a-t-il une différence entre le ghee et l’huile de beurre ?

Populaire en Inde et en Égypte, le ghee est fait à base de lait, mais on peut aussi le fabriquer avec de la crème ou du beurre. Des cultures bactériennes, comme le lactobacille ou le streptocoque, sont ajoutées au lait pour obtenir des saveurs uniques; cette étape est parfois appelée la maturation. Le produit est ensuite chauffé pendant plusieurs heures à plus de 100°C, puis il est filtré et refroidi. Le chauffage fait sortir l’eau et dénature les protéines du lactosérum. Le filtrage extrait ces protéines et donne un produit fini qui consiste principalement en huile de beurre fermentée comprenant moins de 1 p. cent d’eau. Parfois, le ghee est d’une teinte brunâtre, attribuable à la réaction de Maillard qui survient pendant qu’il chauffe.

L’huile de beurre désigne la matière grasse pure, extraite du lait qui peut provenir de la crème ou du beurre. L’émulsion est déstabilisée par la chaleur ou par l’agitation et l’huile est alors séparée par centrifugation. Ensuite, l’air est extrait et l’huile est séchée dans un séchoir à vide afin d’en extraire l’humidité qui reste.

Les différences importantes entre le ghee et l’huile de beurre résident dans le processus de fabrication, leur saveur, leur couleur et leur texture.


3. Pourquoi utilise-t-on de la cellulose dans le fromage râpé ?

Le fromage râpé est agité mécaniquement avec une petite quantité de cellulose, avant l’emballage. On ajoute cet ingrédient dans le seul but de prévenir l’agglomération des filaments de fromage.


4. Pourquoi la crème qui a été congelée se fractionne-t-elle une fois décongelée ?

Le principal facteur servant à déterminer comment la crème survit à la congélation et à la décongélation est la dimension des cristaux de glace. Plus ils sont gros, plus ils endommagent la couche de protection des globules de gras. Les agents stabilisants ajouté à la crème à fouetter peuvent lier l’eau. Par conséquent, il ne reste pas autant d’eau pour la formation des cristaux de glace. Les cristaux ainsi formés sont plus petits et les globules de gras conservent leur couche de protection. Lorsque la crème est décongelée, la matière grasse reste sous forme de globules distincts et la crème peut être fouettée. La crème à fouetter sans agent stabilisant peut être congelée et demeurer fonctionnelle si elle est congelée très rapidement au moyen d’un équipement spécial. Plus le processus est rapide, plus les cristaux de glace sont petits et la fonctionnalité est assurée pour les raisons expliquées ci-après.

Information documentaire

La crème à fouetter consiste en une émulsion « huile dans eau », contenant 35 p. cent de matière grasse sous forme de globules individuels. Puisque ce n’est pas un produit homogénéisé, les globules de gras sont de la même dimension que ceux qu’on trouve dans le lait entier et ils sont encore couverts par leur membrane protéique d’origine. Lorsque la crème est fouettée, non seulement y a-t-il introduction d’air dans le système mais l’effet de cisaillement provoque des collisions entre les globules de gras et endommage la couche de protection protéique. Ces facteurs favorisent la conversion des globules de gras individuels en un réseau tridimensionnel. Le réseau de matière grasse, résultant du fouettage, donne du corps B la crème fouettée et contribue à la préservation des bulles d’air.

Lorsque la crème à fouetter pure est congelée, une bonne partie de l’eau est convertie en cristaux de glace. La proximité de ces cristaux et des globules de gras peut enlever une partie de la couche membranaire à la surface des globules. Sans cette couche de protection, les globules de gras brisés peuvent facilement fusionner avec d’autres globules de gras. De plus, la conversion de l’eau en glace concentre les globules de gras, ce qui les rapproche davantage et augmente la possibilité d’interactions. Ces facteurs entraînent une perte structurelle de l’émulsion au moment de la décongélation. La crème décongelée étant ainsi fractionnée, la majeure partie de la matière grasse flotte au-dessus de l’eau. Étant donné que la plupart de la matière grasse est maintenant formée de très grosses particules, le réseau approprié de matière grasse ne peut pas être établi au moment du fouettage de la crème. Sans ce réseau, la crème ne peut pas stabiliser les bulles d’air, ce qui réduit grandement la quantité d’air incorporé. Même si elle ne peut pas être fouettée, la crème fractionnée peut servir dans des produits comme les potages crémeux dont le goût constitue le facteur essentiel, ou dans des produits comme la crème glacée, où l’homogénéisation est intégrée à la fabrication.


Par Kevin Segall, Ph.D., Scientifique en recherche et développement, Centre de technologie alimentaire de Guelph.


5. Qu’est-ce qui cause la formation d’eau dans le fromage à la crème ?

La synérèse survient lorsque les protéines dans le réseau de gels protéiques du fromage forment une agrégation trop serrée, préférant interagir entre elles plutôt qu’avec l’eau. Il en résulte une contraction du réseau de protéines et l’expulsion du sérum. Cela se produit lorsque le pH du fromage à la crème se situe exactement à 4,6, soit le point isoélectrique des molécules de caséine. À ce taux de pH, les charges des protéines sont équilibrées, ce qui favorise les interactions entre protéines et diminue leur capacité de retenir l’eau. On peut surmonter ce problème en réduisant le pH du fromage juste au-dessous de 4,6. Ainsi, les protéines portent une charge et ont moins tendance B interagir entre elles.

En plus de contrôler le pH, on peut prévenir la synérèse en incorporant, dans le fromage à la crème, des ingrédients ayant des propriétés hydrophiles. Par exemple, on utilise souvent des agents stabilisants à base de gomme glucidique dans les préparations de fromage à la crème. Outre leurs rôles d’épaississant, ils aident à retenir l’eau dans le réseau de gels protéiques. Le type d’agent stabilisant et le niveau d’utilisation peuvent varier pour contrebalancer la synérèse.

Un autre moyen de contrer la synérèse consiste à augmenter le taux protéique du produit. En effet, les caséines ajoutées sous forme de poudre de lait écrémé ou de caséinate peuvent contribuer au réseau de gels et retenir l’eau. Les protéines de lactosérum, ajoutées sous forme de poudre de lait écrémé ou de concentré protéique de lactosérum, contribuent aussi à humidifier et épaissir le sérum.

Information documentaire

La synérèse est un phénomène selon lequel le sérum (l’eau plus les composants dissous) est expulsé d’un réseau de gels protéiques. L’apparition de ce phénomène pendant l’entreposage du fromage constitue un défaut important puisqu’il détériore les caractéristiques visuelles associées au produit. Le fromage à la crème est simplement défini comme un fromage formé par la précipitation acide du lait homogénéisé à forte teneur en gras (12-16 %) et il est sensible à la synérèse durant l’entreposage.


Par Kevin Segall, Ph.D., Scientifique en recherche et développement, Centre de technologie alimentaire de Guelph.


6. Comment l’ajout de lactoglobulines à une préparation de fromage peut-il changer le goût du produit final ?

Le goût du fromage résulte de la fragmentation des constituants protéiques et lipidiques (les protéines et les gras) du caillé pendant l’affinage. Plus la période d’affinage du fromage est longue, plus longtemps ces réactions se produisent, ce qui donne un goût plus fort. La lactoglobuline est la protéine prédominante du lactosérum. L’intégration de lactosérum change la saveur du fromage puisqu’elle modifie la protéolyse. De plus, lorsque le lactosérum est ajouté par un traitement à haute température du lait, certains enzymes responsables du développement normal du goût sont désactivés. Les fromages affinés, fabriqués avec du lactosérum, ont été décrits comme étant fades, sûrs ou âcres. Le lactosérum donne de meilleurs résultats lorsqu’intégré à la fabrication de fromages frais (non vieillis).

Information documentaire

Dans la fabrication traditionnelle du fromage, la coagulation des protéines de caséine forme le caillé et les protéines de lactosérum restent dans le lactosérum. Puisque les caséines ne représentent que 80 p. cent des protéines totales du lait, 20 p. cent des protéines disponibles ne sont pas utilisées dans le procédé traditionnel. En conséquence, les fabricants de fromage recherchent des moyens d’intégrer les protéines de lactosérum dans le caillé afin d’en améliorer le rendement et la valeur nutritive. L’intégration du lactosérum dans le fromage peut avoir un effet important sur les caractéristiques sensorielles du fromage, notamment le goût.

Trois techniques importantes servent à intégrer le lactosérum dans le fromage :

  • Traitement thermique du lait de fromage à un niveau plus élevé que pour la pasteurisation. Ce traitement déploie les protéines de lactosérum et leur permet (surtout les lactoglobulines) de se lier à la kappa-caséine à la surface des micelles de caséine. Les protéines de lactosérum qui sont physiquement rattachées aux caséines font partie du cailléau moment de la coagulation.
  • Ajout de protéines de lactosérum dénaturées et agrégées au lait de fromage. Lorsque ce lait est coagulé, le caillé qui en résulte intègre les petites particules qui y sont captées. Cela peut améliorer la texture des fromages allégés.
  • Ultrafiltration du lait de fromage pour l’extraction d’une bonne partie de l’eau et des petites molécules. La coagulation du « préfromage » qui en résulte donne un caillé ne dégageant pas de lactosérum, ou à peine.


Par Kevin Segall, Ph.D., Scientifique en recherche et développement, Centre de technologie alimentaire de Guelph.


7. Que signifie le terme « ingrédients laitiers modifiés » ?

Le terme « ingrédients laitiers modifiés » peut s’employer sur l’étiquette d’un produit dont la formulation fait appel à un mélange tiré d’un sous-produit laitier (tel que le lactosérum) incorporant un ingrédient d’origine laitière (tel que la poudre de lait écrémé ou entier). Plutôt que de dresser la liste des ingrédients individuels, le fabricant peut utiliser une description générique qui lui permet aussi de modifier la formulation à une date ultérieure, sans avoir à remanier les informations (étiquette) proposées sur l’emballage. Dans ce contexte, le produit est réputé « modifié » par des moyens mécaniques.

De même, le qualificatif « modifié » ne devrait pas être assimilé au terme « organisme génétiquement modifié » (OGM) qui, lui, suppose un produit ou un ingrédient dont la composition a été modifiée dès l’origine par des procédés chimiques ou génétiques.


8. Pourquoi est-il difficile de faire fondre de la mozzarella qui a été congelée ?

La mozzarella étant fort périssable en raison de sa haute teneur en humidité, il est préférable de l’entreposer sous forme congelée. Toutefois, une fois dégelée ses caractéristiques peuvent changer d’où une mauvaise réaction à la fonte caractérisée par un écoulement réduit et un suintement accru de la matière grasse. Les problèmes d’écoulement sont reliés à la distribution d’eau dans le fromage; on peut les combattre par la fonte et la conservation de la mozzarella à des températures de réfrigération pendant une à trois semaines. L’exsudation accrue de matière grasse peut être attribuable à une réduction de la capacité des protéines du fromage de lier la matière grasse. Les changements moléculaires provoqués par la congélation et la fonte ainsi que leurs répercussions sur le processus de fonte de la mozzarella sont décrits plus en détail ci-après.


Information documentaire

Tous les fromages se composent essentiellement de réseaux de caséine et de protéines avec des globules de gras emprisonnés et de l’eau (contenant du sel dissous et d’autres éléments solubles). Lorsqu’on le fait chauffer, le fromage se ramollit avec la fonte des cristaux de gras. L’écoulement du fromage chaud dépend des caractéristiques du réseau de protéines puisqu’une ferme association entre les protéines inhibe cet écoulement. L’hydratation des protéines constitue le facteur clé affectant le réseau de la mozzarella congelée.

La plupart de l’eau dans le fromage peut être classée comme étant de l’eau extractible; elle peut être extraite mécaniquement du fromage, ou de l’eau emprisonnée, qui est entravée par le réseau de protéines. Pendant l’entreposage du fromage, le réseau de protéines devient de plus en plus hydraté et la quantité d’eau emprisonnée augmente par rapport B l’eau extractible. Une fois ce réseau hautement hydraté, certaines interactions entre protéines sont remplacées par des interactions protéine-eau-protéine. Ce type de réseau « lubrifié » peut alors s’écouler plus facilement. Lorsque le fromage est congelé, les molécules d’eau se groupent pour former des cristaux de glace et elles sont extraites des molécules de protéines. Les protéines deviennent alors moins hydratées et contraintes à plus d’interactions entre elles. Le décongélation du fromage reconvertit les cristaux de glace en eau liquide mais ne redistribue pas instantanément les molécules d’eau à travers le réseau de protéines. Cette eau demeure plutôt en petites flaques localisées. Avec le temps, cette eau est réabsorbée par le réseau de protéines et les propriétés de la fonte du fromage devraient s’améliorer. En conséquence et dans la mesure du possible, la mozzarella devrait être décongelée et entreposée au réfrigérateur pendant une à trois semaines, pour de meilleures conditions de fonte.

On peut aussi observer plus d’huile libre que prévu au moment de la fonte de la mozzarella ayant été congelée. Tel que susmentionné, le réseau de protéines dans la mozzarella entoure les globules de gras et les molécules d’eau. Lorsque l’eau est congelée, l’interaction entre les cristaux de glace et les globules de gras est probable, compte tenu de leur association étroite. Il se peut que les cristaux de glace en croissance rompent les globules de gras et favorisent leur interaction pour la formation de plus importants agrégats de gras. Si le réseau de caséine ne parvient pas à émulsifier ces plus gros globules de gras (la congélation peut également endommager les protéines), il en résultera plus d’huile libre au moment de la fonte du fromage.


Par Kevin Segall, Ph.D., Scientifique en recherche et développement, Centre de technologie alimentaire de Guelph


9. Pourquoi la crème sure se sépare-t-elle après la congélation ?

On obtient la crème sure en acidifiant la crème homogénéisée et en ajoutant une culture de micro-organismes. La baisse du pH provoque l’interaction des caséines et le développement d’une faible structure de gels dans toute la crème sure. Cette structure consiste en de nombreuses petites gouttelettes de gras enrobées de protéines, réticulées par les caséines. Ce réseau de gras et de protéines emprisonne le sérum. Le sérum comprend l’eau et les composés dissous comme les sels et les sucres. Cette phase existe dans de petites zones, séparées les unes des autres par le réseau de gels.

Au moment de la congélation, l’eau est convertie en cristaux de glace et le volume de crème sure augmente. Étant donné la compartimentalisation élevée de l’eau, son expansion au moment de la congélation entraîne la désintégration du réseau de gras et de protéines. Les dommages causés aux gels affaiblissent leur structure et permettent des contacts entre les zones d’eau qui étaient auparavant séparées les unes des autres. Lorsque le produit dégèle, les cristaux de glace sont reconvertis en eau et les anciens petits agrégats d’eau peuvent se regrouper. La structure de gels endommagée ne parvient pas à contenir ces zones d’eau élargies, ce qui provoque la séparation de la crème.

La congélation de la crème sure entraîne la séparation en endommageant la surface des globules de gras, permettant ainsi aux particules de gras de se rejoindre au moment de la décongélation. L’ajout d’agents stabilisants à la crème sure peut réduire considérablement les dommages causés par la congélation en prévenant la formation de cristaux de glace. Généralement, les préparations de crème sure comprennent des agents stabilisants qui empêchent les cristaux de glace de se former, mais cela n’empêche pas la séparation lorsque la crème sure est congelée puis décongelée. En effet, la structure des gels de ce produit est très fragile et même de petits cristaux de glace peuvent désintégrer le réseau contenant le sérum.


Par Kevin Segall, Ph.D., Scientifique en recherche et développement, Centre de technologie alimentaire de Guelph.