Brevet FR3147683A1 — publié le 20241018

L’invention concerne un procédé de fabrication d’un fromage frais ou affiné à partir d’un mélange laitier contenant, d’une part, un ou plusieurs rétentats choisis parmi les rétentats d’une microfiltration d’un lait écrémé pasteurisé, les rétentats d’une ultrafiltration d’un lait entier ou écrémé et pasteurisé et les rétentats d’une ultrafiltration d’un perméat de microfiltration d’un lait écrémé pasteurisé, et d’autre part de la crème, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : (I) préparation du mélange laitier standardisé comprenant un traitement thermique du ou des rétentats et de la crème et une standardisation de leur mélange, avant ou après ledit traitement thermique ; (II) maturation (ou caillage) du mélange laitier fromageable pour obtenir un caillé ; (III) égouttage du caillé ; (IV) refroidissement du caillé égoutté ; (V) salage et moulage, ou moulage et salage ; et (VI) optionnellement affinage, ledit procédé étant caractérisé en ce qu’après l’étape (II), tout ou partie du caillé est traité thermiquement et en ce qu’à l’étape (III) ledit caillé chauffé est égoutté par au moins une ultrafiltration. Procédé de fabrication d’un fromage à partir d’un mélange laitier L’invention relève du domaine de l’industrie laitière et se rapporte à la fabrication d’un fromage frais ou affiné. Plus précisément, elle concerne un procédé d’égouttage d’un mélange de lait après sa maturation en vue d’en augmenter la capacité d’égouttage et plus généralement conférer au caillé ainsi égoutté, une aptitude fromagère identique voire améliorée par rapport à un fromage fabriqué par les voies classiques. Par fromage selon l’invention, on entend tout produit laitier issu d’une maturation d’un lait. Il sera plus spécifiquement fait référence à un lait de vache, de chèvre ou de brebis, ainsi que tout mélange de ces laits, sans que l’invention y soit restreinte. Il peut être en effet envisagé que le procédé soit appliqué à l’obtention d’un fromage à partir de lait de bufflonne. Selon une voie classique, le processus de fabrication d’un fromage comprend les étapes suivantes : pasteurisation du lait cru (ou entier) collecté ; écrémage du lait pasteurisé pour recueillir le lait pasteurisé et écrémé d’une part, et la crème d’autre part ; ultrafiltration du lait écrémé et récupération d’un rétentat d’ultrafiltration et d’un perméat d’ultrafiltration, respectivement ; traitement thermique (ou chauffage) du rétentat d’ultrafiltration et traitement thermique (ou chauffage) de la crème ; assemblage de tout ou partie du rétentat d’ultrafiltration chauffé et de tout ou partie de la crème chauffée pour obtenir un mélange laitier standardisé ; optionnellement, homogénéisation du mélange laitier standardisé ; maturation ; égouttage ; salage, moulage ou moulage, salage ; et optionnellement, affinage. Avant d’aborder la présentation de l’invention, certains des termes employés dans le texte sont définis. Dans un mélange de lait ou mélange laitier, on inclut, en plus des mélanges de lait résultant de l’application de différents traitements physiques tels que la filtration, le traitement thermique, la standardisation, l’homogénéisation, et qui sont précisés à chaque étape concernée, des mélanges de lait qui peuvent avoir des origines de collecte et animale différentes ou non. Un mélange laitier fromageable est un mélange de fractions laitières qui ont été traitées, séparément ou en mélange, pour transformer le ou les laits d’origine en un produit qui peut être directement caillé en vue de la fabrication d’un fromage, et qui présente des propriétés fromagères supérieures à celles du ou des laits d’origine. Lors d’un traitement par filtration, on appelle perméat, la fraction qui passe à travers la membrane de filtration et on appelle rétentat, la fraction qui est retenue sur la membrane de filtration. Par maturation d’un mélange de lait ou laitier, qu’on appelle aussi caillage ou coagulation, on entend l’étape de solidification dudit mélange de lait, par voie lactique, naturelle ou avec l’apport de ferments, résultant de la production d’acide lactique à partir du lactose par les bactéries lactiques présentes dans le lait ou apportées au mélange, ou par voie enzymatique avec l’ajout d’une solution coagulante, comme la présure, au mélange. Dans l’industrie laitière, elle est davantage réalisée en combinant les deux voies, on parle de coagulation mixte. L’étape de maturation est réalisée à une température de 20-45°C. L’égouttage est l’étape au cours de laquelle le caillé est débarrassé d’une partie de sa fraction non coagulée à savoir son lactosérum (ou petit lait). Il s’agit d’une étape clé de la fabrication d’un fromage, en ce qu’il en garantit la qualité et la conservation. Il détermine en particulier la quantité de lactosérum résiduel qui impacte directement les propriétés fonctionnelles et organoleptiques du fromage. Cette étape peut mettre en œuvre différentes technologies selon la nature du caillé à égoutter. En technologie lactique qui implique une coagulation mixte (enzymatique et acide), cet égouttage est classiquement effectué par simple drainage du lactosérum sur toile ou sur filtre Berge, par filtration tangentielle comme par exemple l’ultrafiltration, mais aussi par d’autres modes tels que la centrifugation. Ces différents modes peuvent être combinés à un traitement thermique se situant avant ou après l’étape d’égouttage. Ces techniques présentent cependant des inconvénients: interruption du procédé de fabrication tant que l’opération d’égouttage du caillé n’est pas achevée (cas d’un égouttage avec un filtre Berge) ; automatisation difficile de l’étape d’égouttage et pilotage plus ou moins précis du niveau d’égouttage souhaité du caillé (cas d’un égouttage avec un filtre Berge) ; hétérogénéité du niveau d’égouttage au sein de la matrice fromagère (cas d’un égouttage avec un filtre Berge) ; pertes matières plus ou moins importantes dans le lactosérum en fonction du mode d’égouttage réalisé ; multiplication des équipements d’égouttage et importance de la surface nécessaire occupée au sol en fonction de la capacité de production recherchée (cas d’un égouttage avec un filtre Berge) ; durée de nettoyage et consommations importantes de produits chimiques et d’eau pour le nettoyage des équipements d’égouttage (cas d’un égouttage avec un filtre Berge) ; coûts de maintenance non négligeable pour l’entretien des équipements d’égouttage (cas d’un égouttage avec un filtre Berge) ; extrait sec maximum limité et insuffisant pour une certaine gamme de fromages destinés à être affinés (cas d’un égouttage par centrifugation). En combinant à la fois un traitement spécifique du lait avant son caillage et un égouttage particulier du caillé, l’invention apporte une solution à la plupart des problèmes précités. Ainsi l’invention concerne un procédé de fabrication d’un fromage frais ou affiné à partir d’un mélange laitier fromageable contenant, d’une part, un ou plusieurs rétentats choisis parmi les rétentats d’une microfiltration d’un lait écrémé pasteurisé, les rétentats d’une ultrafiltration d’un lait entier ou écrémé, et pasteurisé, et les rétentats d’une ultrafiltration d’un perméat de microfiltration d’un lait écrémé pasteurisé, et d’autre part de la crème, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : (I) préparation du mélange laitier fromageable par (Ii) traitement thermique du ou des rétentats et de la crème, respectivement, à une température de 65–120°C, pendant 30-900 secondes ; (Iii) mélange du ou des rétentats et de la crème chauffés pour obtenir le mélange laitier ; et (Iiii) standardisation dudit mélange laitier par ajustement de la teneur en matière protéique du mélange chauffé à 3-10% (p/p) par rapport au mélange et ajustement de la teneur en matière grasse du mélange chauffé à 3-10% (p/p) par rapport au mélange pour obtenir ledit mélange laitier fromageable ; ou (Ii’) mélange du ou des rétentats et de la crème pour obtenir le mélange laitier; (Iii’) standardisation du mélange laitier par ajustement de la teneur en matière protéique du mélange à 3-10% (p/p) par rapport au mélange et ajustement de la teneur en matière grasse du mélange à 3-10% (p/p) par rapport au mélange pour obtenir un mélange laitier standardisé ; et (Iiii’) traitement thermique du mélange laitier standardisé, à une température de 65–120°C, pendant 30-900 secondes pour obtenir ledit mélange laitier fromageable ; (II) maturation (ou caillage) du mélange laitier fromageable pour obtenir un caillé ; (III) égouttage du caillé ; (IV) refroidissement du caillé égoutté ; (V) salage et moulage, ou moulage et salage ; et (VI) optionnellement affinage, procédé selon lequel, après l’étape (II), tout ou partie du caillé est traité thermiquement et en ce qu’à l’étape (III) ledit caillé chauffé est égoutté par au moins une ultrafiltration. La partie ou la totalité du caillé issue de l’étape (II) et avant son égouttage par ultrafiltration (III), est traitée thermiquement, de préférence à une température de 25 à 60°C, pendant de quelques secondes à 600 secondes. Avantageusement, l’égouttage de la fraction de caillé chauffé est effectué par deux ultrafiltrations consécutives. Selon une variante, la totalité du caillé est traitée thermiquement puis égouttée par au moins une ultrafiltration, de préférence deux ultrafiltrations. Dans des modes préférés, l’étape d’ultrafiltration(s) répond aux caractéristiques suivantes qui peuvent être considérées seules ou indifféremment combinées les unes avec les autres. La membrane d’ultrafiltration est une membrane céramique ou organique, de préférence une membrane organique et mieux encore une association d’au moins une membrane spirale organique et d’au moins une membrane plane organique . Avantageusement la ou les ultrafiltrations du caillé est/sont effectuée(s) au niveau de la membrane spirale avec une pression d’environ 1,5-3 bars en entrée et de 1-2 bars en sortie, et au niveau de la membrane plane avec une pression d’environ 5 à 10 bars en entrée et de 0,5 à 2 bars en sortie. Au moins une des membranes ou toutes les membranes de filtration ont un seuil de coupure (MWCO) de 10-50 Kda, et préférentiellement de 10-20 Kda. Selon une variante, la standardisation du mélange laitier (Iiii) ou (Iii’) peut en outre comprendre un ajustement de la teneur en protéines sériques natives traitées thermiquement de 0-20% (p/p) par rapport à la matière protéique totale dudit lait standardisé. Le procédé de l’invention peut comprendre des étapes intermédiaires d’homogénéisation du mélange laitier en cours de traitement. Ainsi, une ou des homogénéisations peuvent être prévues au cours de l’étape de préparation du mélange laitier fromageable (I), notamment après l’une quelconque des sous-étapes (Ii), (Iii), (Iiii), (Ii’), (Iii’), (Iiii’), et/ou après l’étape d’égouttage du caillé chauffé (III) avant le refroidissement du caillé (IV). L’homogénéisation peut être effectuée par une technologie choisie parmi la haute pression, par exemple à une pression de 50-800 bars, ou des phénomènes de cisaillement appliqués au mélange à homogénéiser. Dans un mode où tout le caillé n’est pas traité thermiquement et soumis à une ou plusieurs ultrafiltrations, le procédé de l’invention peut en outre comprendre une étape d’égouttage de l’autre partie du caillé non soumise à un chauffage et à une ultrafiltration, qui peut être conduite par une technique classique, par exemple sur filtre Berge. A l’issue, cette partie du caillé ainsi égouttée, ou rétentat, et le perméat peuvent être récupérés. La partie du caillé égouttée classiquement et le caillé égoutté par ultrafiltration sont refroidis et sont avantageusement réunis avant le moulage ou le salage. Cette variante ne nuit pas significativement à l’aptitude fromagère du caillé ainsi obtenu. Dans ces conditions, le perméat du caillé égoutté classiquement est récupéré, il peut être soumis à une ultrafiltration et le rétentat résultant peut être soumis à un traitement thermique. Le rétentat d’ultrafiltration ainsi chauffé est avantageusement recyclé en amont du procédé au cours de la standardisation (Iiii) ou (Iii’) du mélange laitier à l’étape (I) de préparation du mélange laitier fromageable. Selon une variante, le refroidissement du caillé à l’étape (IV) est réalisé par abaissement de la température à une valeur de 0-30°C. L’intérêt du procédé de l’invention est renforcé s’il est combiné à un procédé d’obtention particulier du mélange laitier fromageable. Ainsi, ledit mélange est obtenu à partir de lait de vache, de chèvre ou de brebis, mais aussi d’autres mammifères, et à tout mélange de ces laits. De préférence, selon l’invention, c’est un lait de chèvre, éventuellement en mélange avec du lait de vache. Ainsi, le procédé de l’invention peut en outre comprendre les étapes suivantes : a) pasteurisation du lait cru ; b) écrémage du lait pasteurisé et récupération du lait écrémé d’une part et de la crème d’autre part ; c) microfiltration du lait écrémé et récupération du rétentat de microfiltration ; le rétentat de microfiltration récupéré à l’étape c) et la crème récupérée à l’étape b) étant des ingrédients dudit mélange laitier fromageable préparé à l’étape (I). Le procédé de l’invention est illustré dans l’exemple qui suit, à l’appui des et . représente un diagramme correspondant à un mode de mise en œuvre de l'invention dans lequel le mélange laitier fromageable (1) est coagulé pour obtenir un caillé qui est soumis à un traitement thermique (TT). Le caillé chauffé subit ensuite deux ultrafiltrations consécutives (UF1 et UF2). Le caillé ainsi égoutté est homogénéisé (H) puis refroidi (F). Il peut être réuni avec du caillé égoutté classiquement (2) afin d’obtenir un caillé (3) prêt à être moulé/salé ou salé/moulé selon l’étape (V). représente un diagramme correspondant à un mode de mise en œuvre de l’invention comprenant en amont un traitement du lait d’origine par microfiltration. Le lait écrémé et pasteurisé (4) est soumis à une microfiltration (MF), dont le rétentat est ensuite standardisé avec de la crème (5) avant de subir un traitement thermique (TT) puis une homogénéisation de l’ensemble (H). En parallèle, le perméat de microfiltration est soumis à une ultrafiltration (UF) avant de subir un traitement thermique (TT) puis une homogénéisation (H). L’assemblage des différents constituants constitue le mélange laitier fromageable qui est ensuite caillé et, conformément à la , chauffé et ultrafiltré pour obtenir un caillé (3) prêt à être moulé/salé ou salé/moulé selon l’étape (V). Exemple : Fabrication d’un fromage affiné type pâte molle lactique de chèvre: Selon le procédé illustré à la , un lait pasteurisé et écrémé 4 est réchauffé à 50°C puis microfiltré (MF) sur un module de microfiltration de 4,56 m² équipé d’une membrane céramique commercialisée sous la marque Membralox ® P1940 GP dont le diamètre des pores est de 0,1 micromètre. Le débit d’alimentation est de 400 l/h et la pression à l’entrée du module céramique GP est d’environ 3 bars et de 1 bar à la sortie. Le facteur de réduction volumique ou facteur de concentration (FRV) appliqué au lait écrémé au cours de l’étape de microfiltration est d’environ de 2,2. Le FRV est défini comme le rapport du volume de lait écrémé initial (à traiter) au volume du rétentat, à un instant donné. Le rétentat de microfiltration ainsi obtenu est mélangé avec de la crème de lait de chèvre 5 (taux de matière grasse MG/protéine MP = 1,20) pour être standardisé, puis l’ensemble est traité thermiquement (TT) à 75°C durant 60 secondes avant d’être homogénéisé (H) dans un homogénéisateur à une pression de 60 bars. En parallèle, le perméat de microfiltration contenant de 4-5 g/l de protéines sériques natives est quant à lui concentré à froid par ultrafiltration (UF) (FRV d’environ 6) sur un module d’ultrafiltration à spirale organique Dairy-Pro ® de chez Koch possédant un seuil de coupure de 20 Kda. Ce rétentat d’ultrafiltration est par la suite traité thermiquement (TT) à 80°C durant 300 secondes avant de subir une homogénéisation (H) à une pression de 20 bars. Le mélange rétentat - crème chauffé et homogénéisé et le rétentat d’ultrafiltration chauffé et homogénéisé sont ensuite assemblés pour former le mélange laitier fromageable 6 destiné à la production de fromage. Le mélange laitier fromageable 6 est maturé durant plusieurs heures à 26°C jusqu’à atteindre un pH de 4,75. Comme illustré sur la , le mélange laitier fromageable coagulé 1 est réchauffé (TT) à 45°C puis ultrafiltré (UF) sur un module spirale organique commercialisé sous la marque SYNDER ® MQ 5 B 3838 de 3,53 m² dont le seuil de coupure est de 50 Kda. Le rétentat obtenu est ensuite ultrafiltré sur un module plan de 2,25 m² équipé de membranes commercialisées sous la marque NADIR ® PM UH050 M37N dont le seuil de coupure est de 50 Kda. Le débit d’alimentation de l’équipement est de 400 l/h et le débit de recirculation du produit au niveau des membranes planes est d’environ 15 000 l/h avec une pression en entrée de 6 bars et une pression en sortie de 1,5 bars. Le facteur de réduction volumique (FRV) appliqué au lait acidifié au cours de l’étape de d’ultrafiltration est d’environ de 2. Le caillé dont l’extrait sec est d’environ 38-40% en poids est soumis à une étape d’homogénéisation (H) de 100 bars. Après refroidissement (F) à 10°C, le caillé est mélangé avec caillé égoutté classiquement 2 pour obtenir un caillé 3 qui est salé, moulé puis affiné dans les conditions habituelles de la fabrication des buchettes lactiques de chèvre. Les qualités organoleptiques des fromages obtenus par ce procédé sont équivalentes à celles des fromages issus d’un procédé d’égouttage classique. Procédé de fabrication d’un fromage frais ou affiné à partir d’un mélange laitier fromageable contenant, d’une part, un ou plusieurs rétentats choisis parmi les rétentats d’une microfiltration d’un lait écrémé pasteurisé, les rétentats d’une ultrafiltration d’un lait entier ou écrémé et pasteurisé et les rétentats d’une ultrafiltration d’un perméat de microfiltration d’un lait écrémé pasteurisé, et d’autre part de la crème, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : (I) préparation du mélange laitier fromageable par (Ii) traitement thermique du ou des rétentats et de la crème, respectivement, à une température de 65–120°C, pendant 30-900 secondes ; (Iii) mélange du ou des rétentats et de la crème traités thermiquement pour obtenir le mélange laitier ; et (Iiii) standardisation du mélange laitier par ajustement de la teneur en matière protéique du mélange chauffé à 3-10% (p/p) par rapport au mélange et ajustement de la teneur en matière grasse du mélange chauffé à 3-10% (p/p) par rapport au mélange pour obtenir un mélange laitier fromageable ; ou (Ii’) mélange du ou des rétentats et de la crème pour obtenir le mélange laitier; (Iii’) standardisation du mélange laitier par ajustement de la teneur en matière protéique du mélange à 3-10% (p/p) par rapport au mélange et ajustement de la teneur en matière grasse du mélange à 3-10% (p/p) par rapport au mélange pour obtenir un mélange laitier standardisé ; et (Iiii’) traitement thermique du mélange laitier standardisé à une température de 65–120°C, pendant 30-900 secondes, pour obtenir un mélange laitier fromageable ; (II) maturation (ou caillage) du mélange laitier fromageable pour obtenir un caillé ; (III) égouttage du caillé ; (IV) refroidissement du caillé égoutté ; (V) salage et moulage, ou moulage et salage ; et (VI) optionnellement affinage, ledit procédé étant caractérisé en ce qu’après l’étape (II), tout ou partie du caillé est traité thermiquement et en ce qu’à l’étape (III) ledit caillé chauffé est égoutté par au moins une ultrafiltration. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, à l’étape (III), ledit caillé chauffé est égoutté par deux ultrafiltrations consécutives. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, à l’étape (III), la membrane d’ultrafiltration est une membrane céramique ou organique, de préférence une membrane organique et mieux encore une association d’au moins une membrane spirale organique et d’au moins une membrane plane organique . Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que, à l’étape (III), la ou les ultrafiltrations du caillé chauffé est/sont effectuée(s) au niveau de la membrane spirale avec une pression d’environ 1,5-3 bars en entrée et de 1-2 bars en sortie, et au niveau de la membrane plane avec une pression d’environ 5-10 bars en entrée et de 0,5-2 bars en sortie. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, à l’étape (III), les membranes d’ultrafiltration ont un seuil de coupure (MWCO) de 10-50 Kda, et préférentiellement de 10-20 Kda. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le traitement thermique de tout ou partie du caillé après l’étape (II) est effectué à une température de 25-60°C, pendant de quelques secondes à 600 secondes. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, au cours de l’étape (I) et/ou après l’étape (III), le mélange laitier et/ou le caillé égoutté, respectivement, est/sont homogénéisé(s). Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l’homogénéisation est effectuée par une technologie choisie parmi la haute pression ou des phénomènes de cisaillement appliqués au mélange à homogénéiser. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la standardisation du mélange laitier (Iiii) ou (Iii’) comprend en outre un ajustement de la teneur en protéines sériques natives traitées thermiquement de 0-20% (p/p) par rapport à la matière protéique totale dudit lait standardisé. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le refroidissement du caillé à l’étape (IV) est réalisé par abaissement de la température à une valeur de 0-30°C. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la partie du caillé non chauffé et non égoutté par une ultrafiltration est soumise à un égouttage classique, par exemple sur filtre Berge ; l’autre partie du caillé chauffé et égoutté par ultrafiltration est homogénéisé puis refroidi (IV), et les caillés ainsi égouttés sont réunis avant le moulage ou le salage (V). Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le perméat du caillé égoutté classiquement est soumis à une ultrafiltration et le rétentat d’ultrafiltration qui en est issu est soumis à un traitement thermique. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le rétentat d’ultrafiltration chauffé est recyclé en amont du procédé au cours de la standardisation (Iiii) ou (Iii’) du mélange laitier à l’étape (I) de préparation du mélange laitier fromageable. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que ledit mélange laitier est obtenu à partir d’un lait cru de chèvre, de brebis ou de vache, ledit procédé comprenant en outre les étapes suivantes : a) pasteurisation du lait cru ; b) écrémage du lait pasteurisé et récupération du lait écrémé d’une part et de la crème d’autre part ; c) microfiltration du lait écrémé et récupération du rétentat de microfiltration ; le rétentat de microfiltration récupéré à l’étape c) et la crème récupérée à l’étape b) étant des ingrédients dudit mélange laitier à l’étape (I).