# Les produits laitiers et ingrédients secs, d'une stratégie de report à un marché à forte valeur ajoutée: le point de vue de la Recherche

Romain Jeantet

## ► To cite this version:

Romain Jeantet. Les produits laitiers et ingrédients secs, d'une stratégie de report à un marché à forte valeur ajoutée: le point de vue de la Recherche. Assemblée générale de l'union laitière de la Meuse, Apr 2017, Verdun, France. hal-01516200

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Submitted on 5 Jun 2020

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# Les produits laitiers et ingrédients secs, d'une stratégie de report à un marché à forte valeur ajoutée:

## le point de vue de la Recherche

Romain Jeantet

UMR Science et Technologie du lait et de l'œuf

AG ULM 27/04/2017

romain.jeantet@agrocampus-ouest.fr
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Science
& carrière

1970

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Singe
Anthropterre

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Australopithecus
africanus

<figure><img src="image_5.png" /><figcaption>Ingénieur
1992</figcaption></figure>

Homo habilis

<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>Docteur
1995</figcaption></figure>

Homo sapiens
neandertalensis

<figure><img src="image_7.png" /></figure>

Homo erectus

<figure><img src="image_8.png" /><figcaption>Professeur
2005</figcaption></figure>

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Homo sapiens sapiens

Génie des procédés et
transformation laitière
Agrocampus Ouest,
Rennes

- 140 enseignants chercheurs

- 2000 étudiants

- Agronomie, alimentation, environnement, horticulture et paysage

☐ Ingénieurs Sciences et Transformations Laitières
(25 par an / 7 nationalités)

☐ Professeur associé Université de Suzhou (Chine)

☐ 13 livres
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STLO

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78 permanents
20-25 doctorants /an
60 doctorants 2010-2014
40 thèses soutenues
7 cellules industrielles

Une approche multi (échelle, disciplines), au
service du continuum recherche fondamentale,
appliquée et transfert

<figure><img src="image_13.png" /><figcaption>Centre de ressources biologique</figcaption></figure>

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□ Structuration / déstructuration des matrices alimentaires:
structure → biodisponibilité des nutriments et digestion

□ Microorganismes et écosystèmes:
fermentation, probiotique et pathogène

□ Procédés de transformation:
procédés éco conçus et transformation durable
# Concentration, séchage et réhydratation

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Liquide
laitier

Traitement thermique
Filtration tangentielle
Evaporation

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Concentré

Cristallisation
lactose

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Concentré
cristallisé

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Réhydratation

Poudre

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Séchage

Stockage

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Liquide reconstitué

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Propriétés fonctionnelles
& nutritionnelles

☐ 6 thèse en cours

☐ Interprofession, groupes et coops français et internationaux

☐ Equipes de recherche internationales
(Chine, Australie, Irlande, Danemark, Brésil)

☐ 40 articles scientifiques / 4 ans

☐ 2,7 M€ fonctionnement / 10 ans

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## Principales conclusions

* Les poudres laitières sont généralement perçues comme des **produits stables mais offrant une faible valorisation: Commodités**

* Ce statut est contesté par l'émergence de **nouveaux ingrédients secs** (concentrés, isolats, formules infantiles) apportant de la valeur sur des **marchés en forte croissance** (pays développés et émergents)

* La valeur de ces nouveaux ingrédients secs est intrinsèquement liée à l'expression de **propriétés fonctionnelles et nutritionnelles particulières**

* La maîtrise et le maintien de ces propriétés à utilisation suppose une **montée en compétences** (compréhension des mécanismes)
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① Les poudres laitières: marché et principes d'obtention

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② Première transition (1990-...): les concentrés et isolats protéiques

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③ Deuxième transition (2005-...): les formules infantiles

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La place des ingrédients dans la filière

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CNIEL (2015)
# Sécher... pourquoi ?

## Lait

* Durée de vie

* Faible matière sèche (MS)

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## Poudres laitières

* Accroître la durée de vie (1-3 ans)

* Stocker

* Réduire les coûts de transport

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## Eau

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* Croissance des microorganismes

* Conditionne réactions (hydrolyse)

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6-8% isolat protéines

4% lait

3% lactosérum
# A l'origine, stabiliser sans valeur ajoutée

- Poudres de lait entier (WMP) / lait écrémé (SMP) : des « commodités »

- Durée de vie de 1 à 3 ans (procédé, conditions de stockage)

- 55% du volume échangé sous forme de poudre, un marché dominé par la Nouvelle Zélande

- WMP: 2200 kt FIL IDF 2012

- SMP: 1450 kt CNIEL 2015

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## Part de marché (2012)
(61900 kt équivalent lait / 9% production mondiale)

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# A l'origine, stabiliser sans valeur ajoutée

## ☐ Un prix de marché fluctuant autour du coût matière

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## ☐ Stratégie: gigantisme et intégration

☐ Amortissement de l'outil et ↗ valeur sur d'autres produits

☐ Modèle NZ, extensivement intensif:
production extensive intégrée et économies d'échelle en transformation
ex: 30 t poudre /h → 5300 t lait / j

<figure><img src="image_36.png" /><figcaption>Edendale, Tour 4</figcaption></figure>
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① Les poudres laitières: marché et principes d'obtention

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② Première transition (1990-...): les concentrés et isolats protéiques

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③ Deuxième transition (2005-...): les formules infantiles

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# Protéines laitières

## Micelle de caséines (80%)

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* Stabilité thermique

* Complexe micellaire

### Structure micellaire sensible à une modification des conditions de milieu
(environnement ionique, température, etc.)

Fromagerie

Fonctionnel
Yaourts/crème

## Protéines sériques (WP; 20%)

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* Solubles à l'état natif sur la gamme des pH alimentaires

### Sensibilité thermique

Nutritionnel
Fonctionnel
Ingrédients
# Obtention des concentrés et isolats protéiques

## ☐ Principe des procédés de filtration tangentielle

Procédé physique utilisant une membrane sélective pour séparer et concentrer les constituants d'un mélange

<table><thead><tr><th></th><th>Osmose inverse<br>(OI)</th><th>Nanofiltration<br>(NF)</th><th>Ultrafiltration<br>(UF)</th><th>Microfiltration<br>(MF)</th></tr></thead><tbody><tr><th>Ø pores<br>(nm)</th><td>&lt; 0,5</td><td>1</td><td>10-100</td><td>100-10000</td></tr><tr><th>Pression<br>(bar)</th><td>30-80</td><td>10-40</td><td>2-10</td><td>0,2-1</td></tr></tbody></table>

<figure><img src="image_44.png" /></figure>

<figure><img src="image_45.png" /></figure>
# Diversité des concentrés et isolats protéiques

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* ☐ Prix compris entre 3000 et 15000 € / tonne (concentrés → isolats)

* ☐ Usages dans l'UE de l'ordre de 150 kt équivalent protéine / an → 450 kt équivalent SMP
# Vers de nouvelles structures pour innover

## PROFIL

- ☐ PROFIL: Assemblages PROtéiques multi-Fonctionnels pour l'industrie Laitière

- ☐ 2014 – 2020 / 11 thèses et 5 CDD (4,4M €)

- ☐ Co-construction partenariale public-privé cofinancé / Bretagne et Pays de La Loire

Concevoir des assemblages protéiques aux propriétés fonctionnelles maitrisées (texture, interface, antifongique, encapsulation) pour proposer des produits innovants

### Créer des assemblages protéiques monofonctionnels

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Emulsifiant-
Moussant

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Encapsulation
- vectorisation

### Créer des assemblages protéiques multifonctionnels

<figure><img src="image_49.png" /><figcaption>Combinaison de deux fonctionnalités >>> émulsifiante et antifongique</figcaption></figure>

Emulsifiant et antifongique
# Nouveaux concepts en fromagerie

- ☐ Enjeu technologique = fabriquer des fromages

- ☐ Adaptés aux goûts et aux besoins actuels (texture, arômes, fonctionnalités)

- ☐ Respectant les exigences nutritionnelles (et sanitaires)

- ☐ Eco-efficient (et à coûts contraints et faciles à réaliser = s'affranchir de l'interdépendance des facteurs de fabrication en fromagerie traditionnelle)

## From'Innov : découpler les étapes de la fabrication / optimiser, réorganiser et assembler les étapes afin de texturer les protéines

Temps long

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Temps court
① Les poudres laitières: marché et principes d'obtention

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② Première transition (1990-...): les concentrés et isolats protéiques

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③ Deuxième transition (2005-...): les formules infantiles

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# Transition économique... et alimentaire

- ☐ **Demande mondiale croissante** pour une alimentation incluant protéines et produits laitiers (Chine, Inde, Moyen orient)

+210 Mt de lait produit à l'horizon 2020 (FAO)

- ☐ Une production des émergents en croissance mais insuffisante (quantité / qualité) pour satisfaire la demande du marché local

Chine

## Emergence d'une classe moyenne

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## Importations de **formules infantiles** et de **poudre de lactosérum**

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Une formule pour mimer le lait maternel

<table><thead><tr><th>g/l</th><th>Lait de vache</th><th>Lait de femme</th></tr></thead><tbody><tr><td><strong>Protéines</strong></td><td><strong>32</strong></td><td><strong>10</strong></td></tr><tr><td>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;caséines</td><td>80%</td><td>35%</td></tr><tr><td>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;WP</td><td>20%</td><td>65%</td></tr><tr><td><strong>Glucides</strong></td><td><strong>50</strong></td><td><strong>75</strong></td></tr><tr><td>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Lactose</td><td>100%</td><td>85% (oligosac.)</td></tr><tr><td><strong>Lipides</strong></td><td><strong>38</strong></td><td><strong>36</strong></td></tr><tr><td>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;AGPI</td><td>2,9%</td><td>6,4%</td></tr></tbody></table>

<table><thead><tr><th>% Protéines</th><th>Lait de vache</th><th>Lait de femme</th></tr></thead><tbody><tr><td>β-lact.</td><td>9</td><td>0</td></tr><tr><td>α-lact.</td><td>3,5</td><td>17</td></tr><tr><td>Lactoferrine</td><td>0,8</td><td>17</td></tr></tbody></table>

Ajout de:

Complexité

WPI

Lactose (>50% MS)

Lactosérum

Fructo / Galacto – OligoSaccharides (FOS/GOS)

Huiles végétales (colza / tournesol)

Minéraux (Fe)

Vitamines

Prix moyen de la poudre de lactosérum (Chine)

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# Production, exportations et investissements

## Une production en croissance forte

CNIEL 2010-2015

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Production française: X 1,6 en 6 ans
80% vers émergents

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Part des poudres infantiles dans la balance
commerciale des laits secs: X 3 en 15 ans

## Investissements en France (2014)

* 8 investissements /13 en 2014

* Suit la tendance au niveau européen:
80% des investissements en valeur
en 2011-2012

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Maison de
l'agriculture, 2014
# Les questions en suspens

## Comment concilier sécurité des produits et propriétés nutritionnelles ?

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L'agrégation des WP tend à les rendre plus résistantes au processus digestif que les protéines natives

Interactions WP – sucres (réaction de Maillard) ralentissent les vitesses d'hydrolyse des protéines
# Lactosérum, lactose: quelles perspectives?

## Des cartes rebattues (UE/NZ)

- ☐ Transformation fromagère stratégique (UE: 9 Mt / US: 5 Mt / Océanie: 0,6 Mt)

- ☐ NZ: 2ème importateur mondial de lactose, extraction de Lactoferrine (lait)

## Quelle disponibilité post 2020?

- ☐ Lactosérum et lactose pourraient manquer au delà de 2020

- ☐ Intérêt renouvelé pour les procédés de déminéralisation (NF → lactosérums lactiques)

> « Sourcer » lactose et lactosérum: un impératif pour rester dans le jeu

Production: 1000 kt
(2009) → 1500 kt (2017)

## Repenser la fromagerie?

- ☐ Lactosérum: (co-) produit?

- ☐ Repenser collecte et traitement du lactosérum (no GMP, minéraux, etc.)

- ☐ Repenser la gestion matière en fromagerie (récupération protéique, etc.)

## Mieux prendre en compte le lactose à la production?

- ☐ Protéines, MG... intégrer le lactose dans le paiement du lait?
  → Friesland Campina
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INRA
SCIENCE & IMPACT

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attention