Brevet FR2452879A1 — publié le 19801031

La présente invention se rapporte en général aux produits alimentaires et, plus particulièrement, aux fromages.EI!P cerne plus spécialement un procédé de prearation de produits laitiers pour frQ à texture améliorée et le-s produits obtenus par un tel procédé. Dans la fabrication classique des fromages, on uti lise une étape de coagulation du lait par un acide ou par la presu re ou par des enzymes notamment microbiennes, suivie ou non de pre sage du caillé obtenu, avec ensuite un éventuel affinage du caillé Une technique plus récente est la fabrication de fromages par le procédé dit d'ultrafiltration qui consiste, en gên ral, à concentrer la partie protéique du lait par filtration à travers des membranes de porosité déterminée, la concentration en protéines étant déterminée en fonction du type de fromage à obtenir Un procédé de ce genre est décrit dans le brevet français n 2.052 ot l'on met en contact un produit à base de lait ou de sous-produi 2 laitier à traiter, sous une pression de 4 à 50 kg/cm2, avec au moins une membrane semi-perméable à dimension moyenne de pores au plus égale à 30 mu, ce qui fournit un liquide de filtration qu'on recueille, et un deuxième liquide ne traversant pas la membrane et ayant une concentration (notamment en protéines) supérieure à celle du produit de départ ; on répéte éventuellement l'opération précédente en partant du deuxième liquide jusqu'à ce qu'on obtienne un produit liquide ne passant pas à travers la membrane et ayan une concentration (notamment en protéines) sensiblement égale à celle du produit alimentaire désiré du genre fromage. Ensuite, le concentré protéique est additionné de ferments lactiques (plus ou moins acidifiés par voie chimique ou bactériologique) et de présure pour obtenir un préfromage ayant une composition pratiquement la même que celle du fromage recherch On procéde ensùite à une coagulation et à un moulage, et le fromage obtenu peut subir toutes les opérations classiques d'acidifica tion, de saumurage et d'affinage. Par comparaison avec le procédé classique, le procédé d'ultrafiltration à l'avantage ')iorer les rendements car, par suite d'absence d'égouttage, les lactoprotéines qui passent ordinairement dans le sérum sont incorporées au caillé. On évite également certaines étapes de fabrication (pas de travail en cuves et de décaillage) et on obtient une meilleure régularité du poids des fromages par un dosage très précis au moment de la répartition dans des moules. A l'exception du domaine des pâtes fraîches, où les taux de concentration sont assez faibles, ce procédé ne connait qu'un développement assez limité par suite de la texture médiocre des fromages obtenus. En effet, cette texture est souvent granuleuse, sèche, farineuse et peu agréable à la bouche, ces défauts ne disparaissant que lorsque l'affinage par la flore de surface ou des ferments lactiques (notamment la protéolyse) transforme la pâte en une masse homogène, complètement affinée et souple à la coupe. On a proposé plusieurs procédés pour pallier les inconvénients de la texture médiocre des fromages obtenus par ultrafiltration, chacun de ces procédés présentant un certain nombre d'inconvénients. Dans un premier procédé, on acidifie le lait avant ultrafiltration pour solubiliser une partie du calcium qui sera éliminée par passage à travers les membranes. L'inconvénient de ce procédé est qu'une acidification limitée est ne.u efficace car, trop peu de calcium est solubilisé, et qu'une acidification trop poussée entraîne la coagulation de la matière première dans les appareils. Dans un second procédé, on incorpore dans le rétentat de petites quantités de chlorure de sodium afin de remplacer l'ion Ca++ par l'ion Na+ et de réduire les possibilités de liaison au niveau des protéines. Cette technique a, cependant, une application limitée car l'amélioration de la texture est faible et, de plus, l'incorporation de sel dans le milieu peut modifier la fermentation lactique dans un sens défavorable. Dans un troisième procédé, on chauffe le lait avant ultrafiltration ou le rétentat ultrafiltre à des températures pouvant atteindre celles de la stérilisation, donc beaucoup plus élevées que celles employées habituellement en fromagerie. Ce traitement thermique est effectué entre environ 75 et 15O0C et permet d'obtenir des fromages n'ayant plus le caractere granuleux de la pâte, car la texture des produits est fine, homogène, onctueuse et proche de celle des fromages préparés par les procédés classiques de fromagerie. On peut attribuer l'effet favorable du traitement thermique à une dénaturation partielle des protéines, limitant ainsi les possibilités de liaison dans le caillé-, ou bien à une modification de l'état du calcium présent, ce qui réduit de la même façon les interactions entre protéines. Ce traitement, s'il est trop poussé, a malheureusement l'inconvénient de conduire à une trop grandedénaturation des protéines et à une modification de la viscosité du produit. Un objet de la présente invention est d'améliorer la texture des fromages obtenus par le procédé d'ultrafiltration. Un autre objet de la présente invention est de préparer des fromages par le procédé d'ultrafiltration, ces fromages ne présentant pas les inconvénients habituels qui sont liés à l'emploi de ce procédé. D'autres objets apparaîtront d'après la description suivante. Ces objets sont maintenant atteints par un procédé de préparation de produits laitiers à base de lait, de rétentat ou d'autres matières protéiques coagulables par la présure en vue de leur transformation en fromages à texture améliorée,obte- nus par le procédé dit d'ultrafiltration,en abaissant totalement ou partiellement la teneur en calcium-de la matière employée dans cette préparation, produits obtenus en faisant passer la matière première, choisie dans le groupe se composant de lait avant ultrafiltration, d'autres matières protéiques coagulables par la chaleur, avant ultrafiltration,et de rétentat ultrafiltré, sur un échangeur de cations. La matière première peut se présenter sous une forme liquide,en poudre ou reconstituée et avoir une teneur en matières grasses, réglée par écrémage ou incorporation de matières grasses animales et végétales, comprise entre environ 0 et 75 % par rapport à l'extrait sec total,de préférence d'environ 40 à 50 %. Comme matières grasses d'origine animale, on peut citer le beurre, la crème, l'huile de beurre et des matières grasses anhydres et, comme matières grasses d'origine végétale, on peut citer l'huile d'arachide, l'huile de soja, l'huile de tournesol et l'huile de coprah. On peut utiliser une ou plusieurs matières grasses d'origine végétale, une ou plusieurs matières grasses d'origine animale ou un mélange de ces diverses matières grasses. Dans une réalisation préférée de l'invention,la décalcification est effectuée par échange d'ions en faisant passer la matière première sur une résine cationique, chargée avec n'importe quel cation s'échangeant avec le calcium.Ces cations peuvent être monovalents,par exemple Na , K+, NH4+, et H+ ou ils peuvent être des cations divalents (autres que le calcium) ,tels que Mg ,Zn et Cu ,trivalents,. . te choix du contre-ion dépendra du taux de sel,du pH et de la composition qu'on souhaitera donner à la matière de départ. En ce qui concerne les gammes de taux de sel,dans le cas d'un rétentat d'ultrafiltration obtenu à partir de lait,le taux de calcium dans le produit initial, non décalcifié,est entièrement fonction du degré de concentration.Par exemple,lorsque l'ultrafiltration conduit à une concentration dans un rapport de 2,7 à 3,le rétentat obtenu renferme environ 14 % d'ES (extrait sec)-,9 e de protéines et le taux de calcium par rapport à 1'ES est d'environ 1,5%.Dans ce cas,le taux de decalcification objectif (compris entre 0 et 80 % et de préférence 20 à 40 %) conduira à un taux de calcium/ES de 1,5 à 0,3 % et de préférence 0,9 à 1,20 % dans le produit final,les taux de calcium avant et après traitement sont donc fonction de la matière première et c'est pourquoi on indique un pourcentage global de décalcification.les relations existant entre le taux de décalcification,le type de contre-ion,et le pH du produit sont tout à fait liées à la nature de la-matière première et,en particulier,au taux de concentration par ultrafiltration. Le traitement de décalcification par échange d'ions permet d'obtenir n'importe quel taux de décalcification désiré,et peut être réalisé de deux manières 10) Dans un premier cas,on soumet le produit à décalcifier à une percolation sur une colonne contenant une résine échangeuse de cations,par exemple dù type cationique échangeuse d'ions Na+ ou Hf telle que la résine XA 60 de la société dite Applexion; ce procédé peut être réalisé en continu ou en discontinu,de préférence en continu;; 20) Dans un second cas,on met en contact la résine échangeuse de cations et le produit à decalcifier dans un récipient (cuve,par exemple),le traitement ayant lieu en discontinu.En plus de ces modes de réalisation,l'échange d'ions peut être obtenu par tout procédé permettant de mettre en contact le produit et la résine. Le procédé de la présente invention a plusieurs avantages par rapport au procédé classique 10) En utilisant une résine saturée en ions H+, on peut régler le pH à la valeur désirée et obtenir ainsi l'acidité désirée du lait,du rétentat ou de la matière protéique coagulable par la présure,sans avoir recours à la fermentation lactique;; 20) Le procédé permet de régler la teneur en constituants minéraux,essentiellement l'ion Ca ,et l'acidité de la matière première par l'emploi de résines mixtes,c'est-à-dire saturées par plusieurs contre-ions différents,ou en faisant passer la matière première sur plusieurs résines successives saturées en contre-ions différents.Une résine mixte permettant de maîtriser le pH doit nécessairement comporter un cation acide (H ) et un cation basique (notamment Na+ ou 30) Le procédé permet de régler la composition finale de la matière première en mélangeant différents laits,différents rétentats ou différentes matières protéiques coagulables par la présure,traités par des résines chargées par des cations différents. Après traitement et remélange,le taux de décalcification est compris entre environ O et 80 ,de préférence entre environ 20 et 40 %,le taux étant réglé pour la matière première selon le type de fromage désiré. Le procédé de décalcification est éventuellement associé à un traitement thermique de la matière première dans un intervalle de températures d'environ 75 à 1500C,de préférence entre 90 et 1100C.L'association du traitement thermique et du traitement de décalcification permet d'obtenir une texture fine et homogène du fromage. Lorsque le traitement conduit à une décalcification totale du lait,du rétentat ou autres matières protéiques coagulables par laprésure,on introduit à nouveau une quantite de calcium soluble,suffisante pour permettre l'action de la présure et la coagulation qui en découle. Le calcium peut être réintroduit soit en ajoutant un sel de calcium dans des proportions convenables (par exemple du chlorure de calcium ou du phosphate monocalcique),soit en mélangeant au moins un produit non décalcifié,choisi dans le groupe se composant de lait,d'autres matières protéiques coagulables par la présure et de rétentat,dans le lait,les autres matières protéiques coagulables par la présure ou le rétentat,à l'état plus ou moins décalcifié,les proportions de matières premières non décalcifiées et décalcifiées à mélanger devant être choisies pour que le taux de décalcification global soit compris entre O et environ 80 %,de préférence d'environ 20 à 40 %. La réincorporation de calcium dans un lait ou un rétentat doit permettre de réaliser un produit ayant un taux de décalcification global d'environ O à 80 % et,de préférence d'environ 20 à 40 %. C'est ainsi que, pour un rétentat concentré 2,7 à 3 fois,comme indiqué précédemment,et décalcifié à 100 %,il faudra rajouter une quantité de calcium permettant de retrouver un taux Ca/ES de 0,9 à 1,20 %,ce qui correspond à l'incorporation de 1,9 à 2 g de CaC12 sec pour 1 litre de rétentat d'ultrafiltration à 14 % ES et 9 % de proteines. Le procédé de la présente invention s'applique à tous les types de fromages qu'on peut obtenir au moyen de l'ultrafiltration et fournit,après maturation,empresurage et traitementsclassiques du rétentat ultrafiltré (moulage,acidification, affinage) des fromages à texture beaucoup plus fine et homogène que ceux obtenus à partir de rétentats d'ultrafiltration non soumis à une décalcification partielle ou totale par remplacement du calcium par d'autres cations.Cette amélioration de la texture s'apprécie essentiellement par des critères gustatifs (granulosité en bouche,caractère plus ou moins reche,plus ou moins sableux etc...). La présente invention sera maintenant décrite plus en détail à l'aide des exemples suivants qui ne sont donnés qu'à titre d'illustration et non pas de limitation. EXEMPLE 1 Un lait écrémé est pasteurisé à 700C, puis concentre 5 fois par ultrafiltration de façon à obtenir un rétentat à 22 % d'E.S.T. (extrait sec total) et 70 % deprotéines/E.S.T..Le rétentat est ensuite pasteurisé à 750C,puis envoyé sur une colonne renfermant une résine echangeuse d'ions Na+ ,le débit étant réglé de façon à obtenir un taux de décalcification de 30 %.Le rétentat décalcifié est alors standardisé en matière grasse,réchauffé à 320C,additionné de présure et de 2 % de ferments lactiques, puis réparti dans des moules étanches, à diamètre adequat.ADrès coagulation,les fromages sont démoulés puis subissent les opé rations traditionnelles de la fabrication des Camemberts-: acidi fication,égouttage,pulvérisation de P.candidum et affinage. EXEMPLE 2 Un lait écrémé est pasteurisé à 700C,puis concentré 5 fois par ultrafiltrationpour obtenir un rétentat à 22 % d'E.S.T et 70 % de protéines/E.S.T.. Le rétentat est ensuite pasteurisé à 750C,puis partagé en deux parties ; une fraction est envoyée sur une colonne de résines échangeuses d'ions Na+ de'façon à obtenir un taux de décalcification de 100 % et l'autre fraction est décalcifiée à 100 sur une colonne échangeuse d'ions H+. Après traitement,on mélange les deux rétentats décalcifiés avec du rétentat non traité dans des proportions permettant d'obtenir un taux de décalcification de 30 % et un pH de 6,40. Le- rétentat ainsi obtenu est standardisé en matière grasse,réchauffé à 320C, additionné deprésure et de 2 % de ferments lactiques, puis réparti dans des moules étanches, à diamètre convenable. Après coagulation, les fromages sont traités comme dans l'exemple 1. EXEMPLE 3 Un lait écrémé est pasteurisé à 700C,puis concentré 5 fois par ultrafiltration pour obtenir un rétentat à 22 % d'E.S.T. et 70 % de protéines/E.S.T.. Le rétentat subit alors un traitement de flashingn à 1200C par injection de vapeur, puis il est envoyé sur une résine échangeuse d'ions Na+ de façon à obtenir un taux de décalcification de 20 %. Le rétentat décalcifié est standardisé en matière grasse, additionné de 1 % de ferments lactiques,puis soumis à une maturation à 150C de façon à ce que son pH final soit de 6^40.Le rétentat ainsi soumis à la maturation est alors réchauffé à 320C, additionné de présure et de 1 % de ferments lactiques,puis réparti dans des moules étanches. Après coagulation, les fromages subissent les mêmes opérations que dans les exemples 1 et 2. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaltro3 à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Procédé de préparation de produits '--a'irs à base de lait,de rétentat ou d'autres matières proteic-es coa- gulables par la présure en vue de leur transformation e:. fro-ts à texture améliorée, par le procédé dit d'ultrafiltratic, er.. abaissant totalement ou partiellement la teneur en calc um de la matière première employée dans cette préparation, caractêris en ce qu'on fait passer la matière première, choisie dans le groupe se composant de lait avant ultrafiltration, d'autres matières protéiques coagulables par la présure, avant ultrafiltration, et de rétentat ultrafiltré, sur un échangeur de cations. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le lait et le rétentat d'ultrafiltration sont sous une forme choisie dans le groupe se composant de liquide,de poudre et d'état reconstitué. 3 - Procédé selon la revendication 2,caractérisé en ce que la teneur en matière grasse de la matière prenière est réglée par un traitement choisi dans le groupe se composant d'écrèmage et d'addition d'au moins une matière choisie dans le groupe se composant de matières grasses animales et végétales. 4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la décalcification est effectuée par échange d'ions en faisant passer la matière première sur une résine cationique, chargée avec n'importe quel cation s'échangeant avec le calcium. 5 - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le cation est choisi dans le groupe des cations monovalents et bivalents et est au moins un des cations Na+ ,H+, R+ NH4+, Mg , Zn++ et CuS 6 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la décalcification est réalisée par percolation de la matière première dans une colonne contenant une résine échangeuse de cations. 7 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le traitement de décalcification est réalisé en discontinu par mise en contact de la matière première avec une résine échangeuse de cations dans un récipient. 8 - Procédé selon l'une quelconque des revendica tion l à 7, caractérisé en ce qu'auprès le traitement ce décalcification,on réajuste le taux de calcium du produit décalcifié en ajoutant une petite quantité de calcium sous forme d'un sel. 9 - Procédé selon l'une quelconque des revendica tions 1 à 7, caractérisé en ce qu'après le traitement ce décalcification, on réajuste le taux de calcium du produit décalcifié en le melangeant dans des proportions convenables avec tine matière première non décalcifiée. 10 - Procédé selon l'une quelconque des revendi- cationsl à 9, caractérisé en ce que le pH et la teneur en élé- ments minéraux de la composition finale de la matière première sont réglés en mélangeant des matières premières traitées sur des résines saturées par des ions différents. 11 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le traitement de Gécalci- fication est associé à un chauffage de la matière première entre environ 75 et 1500C.