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Transformation des produits laitiers : Transformation non thermique

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Introduction

Cette page porte sur les pratiques recommandées en matière de transformation non thermique des produits laitiers.

Tenue de registres

Dans un plan de contrôle préventif (PCP), il est important de maintenir et tenir des registres des activités qui démontrent que le PCP est mis en œuvre et fonctionne efficacement. Les enregistrements peuvent être en copie papier ou électronique. Consulte la Tenue de registres pour votre plan de contrôle préventif pour plus d'informations.

Cuve lente et fermentation

La fermentation représente une étape critique à surveiller dans la fabrication des produits laitiers de culture. Après l'inoculation du lait avec le ferment, l'augmentation de l'acidité (réduction du pH) devrait se produire selon la vitesse prévue. La cuve lente, qui se produit lorsque le pH voulu n'est pas atteint dans les temps prévus, est signe que le ferment n'a pas produit d'acide à la vitesse prévue. Plusieurs facteurs peuvent avoir une incidence sur la fermentation, y compris la présence de bactériophages ou de résidus d'antibiotiques et de produits nettoyants. En cas de cuve lente, il arrive que des organismes compétiteurs, parmi lesquels peuvent se trouver des agents pathogènes, se multiplient et nuisent à la salubrité et à la qualité du produit.

Procédés à membranes

Les procédés de filtration par membranes permettent de séparer les composants du lait selon leur taille moléculaire ou leur charge électrique, ou les deux. Généralement, les procédés de filtration classiques servent à séparer des particules en suspension de plus de 10 µm; la filtration par membranes, en revanche, sépare des substances dont la taille moléculaire est inférieure à 10 µm. Les particules dont le poids moléculaire est inférieur au seuil de filtration de la membrane traversent cette dernière.

Les techniques de séparation par membranes utilisées dans l'industrie laitière comprennent ce qui suit :

Microfiltration (MF)
principalement utilisée pour la réduction des bactéries dans le lait écrémé, le lactosérum et la saumure. Elle est aussi utilisée pour délipider le lactosérum utilisé dans la fabrication de concentré de protéines de lactosérum et pour le fractionnement de protéines. Les membranes MF ont un diamètre de pores de 10−1 à 101 µm. Le perméat de microfiltration contient de l'eau, des minéraux, du lactose et certaines protéines.
Ultrafiltration (UF)
généralement utilisée pour la concentration des protéines du lait et du lactosérum et pour la standardisation des protéines du lait utilisé dans le fromage, le yogourt et d'autres produits. Les membranes UF ont un diamètre de pores de 10−2 à 10−1 µm. Le perméat d'ultrafiltration (ou le filtrat, liquide ayant traversé la membrane) contient de l'eau, des minéraux et du lactose.
Nanofiltration (NF)
utilisée pour la concentration de composés organiques par l'élimination d'une partie des ions monovalents comme le sodium et le chlore (déminéralisation partielle). Elle est généralement utilisée pour la déshydratation du lactosérum, du perméat d'ultrafiltration ou du rétentat. Les membranes NF ont un diamètre de pores de 10−3 à 10−2 µm. Le perméat de nanofiltration contient de l'eau et des minéraux.
Osmose inverse (OI)
permet la concentration des solutions par l'élimination de l'eau. L'OI est généralement utilisé pour la déshydratation du lactosérum, du perméat d'ultrafiltration et du concentrat (rétentat ou liquide retenu). Les membranes OI ont un diamètre de pores de 10−4 à 10−3 µm. Le perméat d'osmose inverse contient de l'eau.
Systèmes d'électrodialyse à membranes polaires
l'électrodialyse utilise la mobilité des ions et élimine de préférence les ions monovalents. Ces systèmes comportent des ensembles de paires de membranes, dans lesquelles le lactosérum passe d'un côté et l'eau de l'autre côté. Un courant continu est appliqué et dans chaque paire, une membrane sert d'anode et attire les ions négatifs (anions) tandis que l'autre membrane sert de cathode et attire les ions positifs (cations). Les membranes sont perméables aux anions et aux cations, qui passent dans l'eau. Ce type de système membranaire s'utilise pour la production de poudre de lactosérum déminéralisé.

On peut notamment procéder à l'ultrafiltration du lait avant la fabrication de fromages à pâte molle comme le brie et le camembert. L'eau, le lactose et les sels dissous passent à travers les pores de la membrane à cause de la pression ou de la diffusion. Ces 3 éléments du lait sont enlevés (perméat), ce qui entraîne la concentration progressive du gras et des protéines (rétentat). La microfiltration est aussi utilisée pour concentrer le lait avant la fabrication du fromage, afin de concentrer les micelles de caséine et d'éliminer davantage de protéines de lactosérum du fromage. Le recours aux procédés à membranes pour la fabrication du fromage s'est traduit par de meilleurs rendements, des économies de présure et des réductions de la durée de fabrication, de la main-d'œuvre et de l'espace. Elles permettent également d'obtenir un produit final plus uniforme en raison de l'amélioration du drainage. Les procédés à membranes comptent également l'ultrafiltration du lactosérum. L'eau est éliminée (perméat) avec une partie du lactose et des minéraux, ce qui permet de fabriquer des concentrés de protéines de lactosérum et des isolats de protéines de lactosérum (rétentat).

Les membranes se présentent sous diverses formes : tubes, fibres creuses, supports et plaques, et serpentins. Le matériau de fabrication de la membrane détermine sa résistance à la température, au pH et aux agents oxydants; les conditions d'utilisation et les techniques de nettoyage en dépendent donc également.

Généralement, l'enlèvement des minéraux se fait en milieu acide, et le fractionnement des dépôts de protéines a lieu en milieu alcalin chloré, avec ou sans surfactants. Une solution de nettoyage enzymatique est parfois utilisée pour éliminer les protéines. Pour les membranes UF, la teneur en chlore (CI) de la solution doit être maintenue au niveau recommandé par le fabricant pendant tout le cycle de lavage; on ajoutera donc du chlore à la solution de lavage jusqu'à ce que sa concentration (ppm) ne diminue plus. Après le lavage, le système de filtration est rempli d'eau, généralement avec un inhibiteur de croissance bactérienne si la durée d'entreposage dépasse un délai critique, pour empêcher le dessèchement des membranes. Les membranes NF et OI ne tolèrent pas le chlore ou les oxydants forts, il faut donc effectuer le nettoyage au moyen d'alcalis, d'acides et de surfactants.

Le colmatage des membranes correspond au dépôt et à l'accumulation des composants du ferment liquide à la surface de la membrane ou dans ses pores, ce qui entraîne un ralentissement irréversible du débit durant la transformation. On considère que la membrane est propre lorsque le débit du perméat (L/m2/h) (défini comme le débit d'extraction de perméat mesuré en litres par mètre carré de surface membranaire par heure) et la pression (combinaison du débit du perméat et de la pression) après le lavage de la membrane sont les mêmes que ce qu'ils étaient avant l'utilisation. Une numération totale sur plaque de l'eau claire filtrée par le système permet de vérifier la propreté de la membrane.

Contrôle de la saumure

La saumure servant à la fabrication du fromage doit être de bonne qualité. Il est recommandé de pasteuriser la saumure ou de lui faire subir un traitement aux rayons ultraviolets, mais il peut aussi être efficace de contrôler les quatre facteurs que sont la teneur en sel, la concentration microbienne, la concentration de matières particulaires et la température.

Si la régulation de la température se fait au moyen du salage dans une chambre froide, l'entretien inadéquat de cette dernière peut entraîner condensation et moisissures, qui peuvent être source de contamination.

Préparation du ferment

Certains transformateurs préparent le ferment en vrac, dans des cuves ou des bidons, avant la fabrication des produits de culture.

La préparation du ferment commence par le mélange du ferment et du milieu de culture, qui est suivi d'une étape d'incubation visant la propagation de la culture. Le ferment est ensuite ajouté au lait après pasteurisation. Le milieu de culture doit donc être pasteurisé dans des conditions contrôlées (durée et température) et conservé dans des conditions hygiéniques; autrement, il risque de contenir des agents pathogènes, et donc de contaminer le ferment.

Équipement

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