Etude des étapes de structuration du fromage fondu : impact formulation et procédé

Processed cheese structuration : impact of formulation and process

• Auteur / Autrice : Célie Rullière-Puech
• Direction : Sylvie Marchesseau, Alain Lagaude
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie, chimie et technologie des aliments
• Date : Soutenance le 07/11/2012
• Etablissement(s) : Montpellier 2
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences des Procédés – Sciences des Aliments (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Ingénierie des Agro-Polymères et Technologies Emergentes (Montpellier)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sylvie Marchesseau, Alain Lagaude, Philippe Cayot, Thomas Croguennec, Alain Riaublanc, Frédéric Gaucheron
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Cayot, Thomas Croguennec

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polyphosphates

Calcium

Biotechnologie

Analyse

Produits laitiers

Protéines du lait

Biochimie

Fromage fondu

Mots clés libres

Biochimie

Protéines laitières

Gel lipido-protéique

Emulsion

Calcium

Polyphosphates

Biochemistry

Milk proteins

Lipid protein gels

Emulsion

Calcium

Polyphosphates

Résumé

Le fromage fondu est un produit alimentaire de seconde transformation obtenu après mélange et cuisson de fromages, additionnés éventuellement d'autres ingrédients laitiers. Ce produit, dont la consommation croit dans de nombreuses régions du monde, présente une grande variété d'applications et peut être conservé plusieurs mois à température ambiante. Cependant, les mécanismes moléculaires sous-jacents à sa structuration biochimique demeurent mal connus et sa fabrication industrielle reste souvent empirique.L'objectif général de ce travail est d'améliorer la compréhension des étapes de structuration biochimique du fromage fondu de type « portion triangulaire tartinable », au cours des étapes de sa fabrication. Dans un premier temps, les propriétés physico-chimiques des sels de fonte, additifs ajoutés au fromage fondu, ont été étudiées dans des milieux modèles de complexités croissantes, de la solution aqueuse jusqu'au lait écrémé. La composition de ces sels de fonte, leur hydrolyse après traitement thermique ainsi que leur interaction avec certains constituants laitiers ont été évaluées par deux méthodes complémentaires : la chromatographie ionique et la RMN du phosphore. Par ailleurs, il a été montré que ces sels, via la chélation du calcium, induisaient la dissociation des caséines, modifiant les propriétés d'hydratation et d'émulsification de ces dernières. Dans un deuxième temps, le rôle des sels de fonte quant à la structuration des protéines, de l'eau, des minéraux et de la matière grasse a été analysé dans des matrices plus complexes : les portions triangulaires tartinables, aux étapes clés de leur fabrication. Un mécanisme d'interaction des constituants biochimiques majoritaires a été proposé, prenant en compte l'évolution des molécules sous l'effet des contraintes physiques et chimiques appliquées au cours du procédé.

Processed cheese is manufactured by the secondary processing food industry, by mixing and heating cheese, along with other dairy ingredients. This product, whose consumption grows in many parts of the world, has a wide variety of applications and can be stored for several months at room temperature. However, the molecular mechanisms underlying its structure remain poorly understood and industrial production is often empirical. The general objective of this work is to improve the understanding of biochemical steps structuring spreadable processed cheese during its manufacture. At first, the physico-chemical properties of additives used in processed cheese, i.e. emulsifying salts, have been studied in simplified environments of increasing complexity, from aqueous solutions to skimmed milk. The composition of theses salts, their hydrolysis after heat treatment and their interaction with some dairy constituents were assessed by two complementary methods: ion chromatography and phosphorus NMR. Moreover, it has been shown that these salts, through the calcium chelation, induced casein dissociation and modified their hydration and emulsifying properties. Then, the role of these salts on the structure and interactions between proteins, water, minerals and fat were analyzed in spreadable processed cheese, at different steps of its manufacture. A mechanism of interaction between the major biochemical constituents has been proposed, taking into account the evolution of molecules under the influence of physical and chemical constraints applied during the process.