Caractéristiques de la micelle des caséines et stabilité des laits : de la collecte des laits crus au stockage des lait UHT

• Auteur / Autrice : Isabelle Gaucher
• Direction : Frédéric Gaucheron, E. Dufour
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physicochimie et qualité des Bioproduits
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Agrocampus Rennes (2004-2008)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lait

Lait -- Microbiologie

Résumé

La déstabilisation du lait UHT au cours du stockage sous forme d’un gel ou d’un sédiment, peut résulter d’une déstabilisation des micelles de caséines par des réactions enzymatiques ou physicochimiques. Souvent complexes et multifactorielles, pas toujours bien évaluées ni prédites par les tests de stabilité, ces déstabilisations sont une réelle problématique industrielle et scientifique. L’objectif de ce travail était d’étudier les relations entre les caractéristiques des micelles de caséines et la stabilité du lait. Les facteurs influençant ces relations au niveau des tests de stabilité et pour les laits soumis à la stérilisation UHT et au stockage ont été déterminés. Des analyses au niveau moléculaire, supramoléculaire et macroscopique de différents laits ont été réalisées. Dans une première partie, nous avons montré que la réponse des principaux tests de stabilité, à savoir les tests à la chaleur, à l’éthanol et au phosphate, était influencée par des facteurs spécifiques correspondant aussi bien aux caractéristiques de la micelle de caséines que de son environnement physico-chimique. Aucun facteur n’était trouvé commun aux trois tests et seulement cinq étaient spécifique de chacun, pourrait expliquer l’absence de corrélation entre les réponses des trois tests. Le mécanisme du test au phosphate a fait l’objet d’une étude plus approfondie. Nous avons observé que l’ajout de fortes concentrations de KH2PO4 à du lait cru écrémé modifiait les équilibres minéraux et résultait en une solubilisation préférentielle des caséines as1 puis β. Les micelles de caséines, alors déstructurées, s’agrégeaient, la teneur en eau des culots d’ultracentrifugation augmentait et le lait gélifiait. Ces modifications étaient quantativement plus importantes lorsque le pH du mélange était ajusté au pH du lait que lorsqu’il dérivait vers des pH acides

Destabilization of UHT milk during storage in the form of a gel or a sediment can result from a casein micelles destabilization by enzymatic or physico-chemical reactions. Often complex and multifactorial, not always well evaluated and predicted by stability tests, these destabilizations are a real industrial and scientific problematic. The objective of this work was to study relationships between casein micelles characteristics and milk stability. Factors influencing these relationships at the level of stability tests and for milks submitted to UHT sterilization and storage were determined. Analyses at the molecular supramolecular and macroscopic level were realized. In a first part, we showed that the answer of the main stability tests, namely heat, ethanol and phosphate tests, was influenced by specific factors corresponding as well to casein micelles characteristics as to those of its physico-chemical environment. No factor was found common to the three tests and only five were common to two tests. This weak number of analogies between tests, probably linked to the specific mechanism of each would explain the absence of correlation between the responses of the three test. The mechanism of phosphate test was the object of a more detailed study. We observed that addition of high concentrations of KH2PO4 to raw skim milk modified mineral equilibria and resulted in a preferential solubilisation of as1- then β-caseins. Casein micelles, then destructured, aggregated the ultracentrifugation-pellet water content increased and milk gelled. These modifications were quantitatively more important when the pH of the mixture was adjused to the pH of milk than when it derived towards acid pH.