Etude dynamique de la formation de gels laitiers de type présure : effet des ions calcium et phosphate et du CO2 sous pression

• Auteur / Autrice : Carole Guillaume
• Direction : Jean-Louis Cuq
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie et biologie moléculaire
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Montpellier 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lait reconstitué

Micelles

Produits laitiers

Lait -- Transformation

Résumé

L'incidence d'un ajout de minéraux sur les micelles et l'aptitude à la coagulation enzymatique d'un lait soumis à un traitement d'acidification sous pression de CO2 réversible ont été étudiées au moyen de la méthodologie des surfaces de réponse. La première partie de ce travail est consacrée à l'étude du procédé de carbonatation. Parmi les différents modes de dégazage testés, seul un dégazage sous vide permet le retour au pH initial sans modification de la force ionique. Ce traitement de carbonatation/dégazage induit la formation de néo-micelles comparables aux micelles originelles. Cependant, lorsque l'acidification est réalisée à des pH inférieurs à 5,8, l'association du PCCi avec les caséines et la réactivité de surface des micelles sont modifiées, provoquant une avancée du point de gel et une augmentation de la vitesse de raffermissement au cours de la coagulation ''présure''. La seconde partie de ce travail a consisté à faire varier les concentrations de calcium et de phosphate ajoutés. Les surfaces de réponse obtenues montrent que l'ajout de calcium est le facteur le plus déterminant sur la composition des micelles et favorise les flux de Ca, P, Mg et protéines de la phase soluble vers la phase micellaire pour des ajouts inférieurs à 17,5 mmol. Kg-1. Dans ce cas, le calcium intègre la micelle en s'associant prioritairement au PCCi et pour des ajouts supérieurs, il se lie aussi aux protéines de manière directe. La taille des micelles et l'aptitude du lait à la coagulation enzymatique sont corrélés au rapport molaire micellaire Ca/P. Une augmentation de ce rapport entraîne une diminution de la taille des micelles provoquant ainsi une avancée du point de gel et une augmentation de la vitesse de raffermissement alors qu'une diminution de ce rapport induit les effets inverses. La troisième partie nous a permis de relier l'état du PCCi à la réactivité de surface micellaire et de proposer des modèles de structure micellaire basés sur les équilibres entre les interactions hydrophobes et les forces électrostatiques.

Response surface methodology was investigated to study the effect of salt supplementation on the micellar composition and rennet gelation of reconstituted skim milk submitted to a reversible acidification by CO2 under pressure. First part of this work concerned the carbonation process. Between all degazification method performed, only depressurization under vacuum permitted pH to return to its initial value without modification of ionic strength. This carbonation/degazification treatment induced neo-micelles formation similar to originals micelles except for acidification under pH 5,8 involving a new PCCi association with caseins and a change in micellar surface properties. In this case, clotting time was shorter and gel firming was accelerated during rennet coagulation. Second part of this work consisted in studying the effect of several concentrations of added calcium and phosphate. Response surfaces showed that added calcium is the most determinant factor on the micellar composition and favored the removal of Ca, P, Mg and proteins from the soluble phase to the colloidal phase when supplementation is less than 17. 5 mmol/kg of milk. Buffer properties indicated that under a Ca supplementation of 17. 5 mmol/kg, calcium integrated micelle as calcium phosphate and, up to this value, integrated micelle as calcium directly bound to protein. Micellar size and rheological milk behavior during rennet coagulation were influenced by molar micellar ratio Ca/P. The increase of this ratio involved a decrease in micellar size and a faster coagulation of renneted micelles followed by an acceleration in gel firming. Opposite effects were observed in decreasing this micellar ratio. Third part of this work permitted to correlate state of PCCi with micellar surface properties and to propound micellar structure models based on hydrophobic and electrostatic forces equilibria.