Soutenance mémoire
Valeurs nutritionelles des produits laitiers
L’industrie laitière
Suite au progrès enregistré dans ce domaine depuis le 19eme siècle (travaux de pasteur), toute une industrie laitière a vu le jour et ne cesse de se développer, actuellement, on trouve plusieurs
domaines dans ce secteur :
Laiterie : Usine où l’on traite le lait, soit pour sa consommation en nature soit pour la fabrication de produits dérivés (beurre, fromage, lait en poudre, lait concentré).
Fromagerie: Endroit où l’on fait, où l’on garde des fromages.
Beurrerie: Industrie du beurre.
Au niveau international
La filière du lait présente, pour chaque région du globe, ses propres caractéristiques d’élevage,
de rendements, de modèle économique.
La France est une terre de fortes traditions laitières. L’industrie du lait y est puissante, moderne,
et rivalise avec les secteurs de la chimie et de la sidérurgie. Le pays compte 5 groupes laitiers
classés parmi les 15 premiers groupes laitiers mondiaux.
Le reste du monde comprend notamment l’Asie et les continents américains, autres géants du lait. Ils sont marqués par de fortes disparités. L’histoire de la production de lait, les objectifs de production, les rendements et la taille des exploitations y sont très différents. L’Inde et la Chine se
distinguent par le récent et exponentiel développement de leur économie laitière.
Au niveau national
La filière laitière occupe de plus en plus une place jugée appréciable dans l’industrie du fait de l’importance de ses produits dans l’équilibre nutritionnel de la population surtout que le lait et ses dérivés constituent pour l’homme l’aliment de base de part sa composition en protéine d’origine animale, en sucre et en sel, outre sa teneur en calcium, phosphore et vitamines. De même cette filière constitue une composante de plus en plus importante dans la transformation de l’agriculture marocaine et dans l’amélioration des conditions de vie rurale. Malgré la persistance de nombreuses contraintes, ainsi que l’élevage laitier et la transformation industrielle de ses produits connaissent depuis le milieu des années 70, une croissance régulière.
Le lait et ses dérivées
Depuis la nuit des temps, le lait constitue une denrée de base et un aliment vital pour l’homme. Tous les peuples éleveurs produisaient et consommaient du lait, qu’il s’agisse de lait de vache, de chèvre, de brebis, de bufflesse, de chamelle, d’ânesse…
Par définition, le lait est un produit issu de la sécrétion mammaire normale chez les mammifères. Ainsi, on trouve plusieurs types de lait qui différent par leurs constitutions selon chaque mammifère (tableau 1), obtenu à partir d’une ou de plusieurs traites par jour, sans rien y ajouter ou en soustraire. Il est destiné à la consommation comme lait liquide ou il va subir un traitement ultérieur.
Composants du lait
Le lait est un liquide opaque de couleur blanche plus ou moins jaunâtre selon la teneur en βcarotène de sa matière grasse. Sa composition varie en fonction de l’alimentation, de la période de lactation, de la saison et de la race de l’animal. Sa saveur est douce et son odeur est faible mais
identifiable.Le lait est un mélange complexe constitué de 90 % d’eau et le reste (10%) comprend :
Une solution homogène : sucre + protéines solubles + minéraux + vitamines hydrosolubles.
Une solution colloïdale : protéines en particulier les caséines.
Une émulsion : matières grasses.
Constituants (g/l) Vache Humain Chamelle Jument Chèvre Brebis
Eau 900 905 880 925 900 860
Matière sèche 130 117 140 100 120 190
Protéines 30-35 12-14 35 20-22 35-40 55-60
Caséine 27-30 10-12 28 18-20 30-35 45-50
Lactose 45-50 65-70 50 60 40-45 45-50
Matières salines 8-10 3 8 6-9 7,7 10-12
Matières grasses 35-40 35 45 10-15 41 70-75
Eau : L’eau représente environ 90 % du volume de lait. Il se trouve sous deux formes essentielles : libre à 96% de la totalité et liée à 4% présent dans la matière sèche.
L’eau libre par sa mobilité est très réactive. Elle autorise l’état de solution du lactose et d’une partie des minéraux et rend le milieu très favorable au développement des microorganismes.
L’eau liée est fortement associée aux protéines, à la membrane des globules gras et à certains minéraux. Elle n’est pas affectée par les procédés classiques de transformation et n’intervient pas dans les réactions chimiques physiques ou enzymatiques.
Matière sèche total: La matière sèche totale (extrait sec total) représente 125 à 130 g par litre, dont 35 à 45 g de matières grasses. Les autres composants principaux sont les composants organiques (glucides lactose, lipides, protides, vitamines) et les composants minéraux Ca, Na, K, Mg, Cl.
La matière grasse : C’est le constituant le plus variable du lait, constituée d’un mélange d’acides gras saturés et non saturés qui se trouvent en suspension dans le lait sous forme de minuscules gouttelettes (globules gras) et forme une émulsion. La concentration en lipides varie de 10 à 500 g/l suivant les espèces. Elles sont constituées essentiellement (99 %) de triglycérides.
Les protéines : Les protéines de la caséine représentent 80 % des protéines totales du lait et qui sont des polypeptides complexes, résultats de la polycondensation de différents acides aminés, dont les principaux sont la leucine, la proline, l’acide glutamique et la sérine. Les 20% restantes représentent est constitué de protéines insolubles : lactalbumine, immunoglobuline…etc.
Le lactose : C’est un sucre disaccharide qui se présente sous forme de solution et qui est généralement le principal élément de la matière sèche. Son pouvoir sucrant est six fois plus faible que celui du saccharose.
Autres composants : dites aussi composants secondaires, ils sont constitués par les enzymes, les
vitamines, les oligo-éléments et les sels. Les teneurs en sels de calcium et de phosphore font du lait un aliment très adapté à la croissance des jeunes enfants. Le phosphore y est fixé sous forme de phosphates. Le calcium s’associe au phosphate et à la caséine pour donner le complexe phosphocaséinate de calcium et forme un colloïde. On trouve également du magnésium, du potassium et du sodium.
Conditions d’utilisation des probiotiques dans les produits laitiers
Dans les yaourts probiotiques, on utilise habituellement les mêmes souches bactériennes que celles qui servent à la fermentation du lait, c’est-à-dire les Lactobacillus bulgaricus et les Streptococues thermophilus. Certaines souches de bactéries lactiques considérées comme étant probiotiques peuvent faire partie du processus de fermentation, alors que d’autres souches sont
ajoutées par la suite dans le produit final et n’ont donc rien à voir avec la fermentation.
L’utilisation des probiotiques dans les produits laitiers nécessite une profonde modification de la technologie de sa préparation :
Contrairement aux ferments qui peuvent s’ajouter indirectement, on doit ensemencer les souches probiotiques directement dans le lait de fabrication.
Il faut prendre en soin de bien repartir la culture probiotique dans le lait afin d’obtenir des niveaux d’acidification uniforme à travers la masse du caillé. En outre, il faut ajouter la culture le plus rapidement possible.
Il faut respecter les recommandations des producteurs de cultures, les fiches techniques contiennent diverses recommandations sur la température de conservation, la sortie de réfrigérateur avant l’utilisation, la méthode d’ensemencement et la réhydratation.
Les sachets ouverts ne peuvent pas être conservés très longtemps, la conservation diminue rapidement lorsque l’indice de disponibilité de l’eau s’élève à plus de 0.2.
Parmi les principales familles de bactéries reconnues comme probiotiques, il y a les bifidobacteries
qui sont susceptibles de déclencher des effets bénéfiques pour la santé.
Chaîne de fabrication du yaourt
Afin de mener à bien cette étude, une description des étapes essentielles de la fabrication du produit fini est nécessaire.Au niveau de la société, la chaîne de préparation des produits laitiers est composée de plusieurs étapes aussi importantes les unes que les autres, vu que la défaillance de l’une d’elles influe directement sur la qualité du produit fini.Une étude récente à permis de mettre en place un système de contrôle HACCP qui évalue et maitrise les dangers concernant la sécurité des produits laitiers et ce de la réception de la matière
première jusqu’au produit fini.
Description des étapes de fabrication
De la traite à la laiterie
La matière première du yaourt est le lait, comme pour tous les produits laitiers. Le traitement de cette matière première entre donc dans le cycle de fabrication du yaourt. Le lait nécessaire à la fabrication du yaourt est collecté dans des fermes laitières, où les vaches sont élevées et traitées, en respectant des règles d’hygiènes strictes. Le lait ainsi collecté par camions-citernes isothermes
prend ensuite la direction de laiterie, où il sera analysé pour vérifier sa qualité.
Standardisation
La standardisation peut se faire en cuvée ou en continu. Dans le premier cas, il s’agit de mélanger dans un réservoir du lait entier, du lait écrémé ou encore de la crème dans des proportions calculées pour arriver au pourcentage de matière grasse désiré dans le mélange.
Quant au procédé en continu, il peut être plus ou moins automatique. Ainsi, on peut, de façon contrôlée, injecter du lait écrémé dans le lait entier en direction vers la pasteurisation.
La pasteurisation
La pasteurisation est un traitement par la chaleur de certaines denrées alimentaires qui a pour but de détruire :
• La totalité de la flore pathogène quand elle existe.
• La presque totalité da la flore banale.
En même temps, ce traitement doit altérer le moins possible la structure physique de l’aliment, ses équilibres chimiques et les molécules fragiles telles que les vitamines.
Le chauffage doit être suffisant pour détruire les formes végétatives des germes pathogènes. Le germe pathogène le plus résistant à la chaleur dans le lait est le bacille tuberculeux.
Apres ce traitement thermique, le lait doit être aussitôt refroidi à 40°C.
L’ensemencement
Avant d’être ensemencé, le lait est refroidi et maintenu à une température de 40°C, température à laquelle les enzymes présents dans les ferments lactiques effectueront au mieux leur tâche. L’ensemencement consiste ainsi à introduire des ferments lactiques spécifiques dans le lait, afin que celui-ci prenne une nouvelle consistance. Les règles de fabrication d’un yaourt sont ainsi strictes : pour faire un yaourt on doit introduire deux types de ferments lactiques, le Lactobacillus
bulgaricus et le Streptococcus thermophilus.
Fermentation
En présence des ferments lactiques, qui secrètent la lactase, l’enzyme responsable de la fermentation lactique, le lactose subit une rupture par hydrolyse avec formation de glucose et galactose.
Méthode de fabrication du yaourt bifidus au Laboratoire
Nous avons adopté le procédé de préparation utilisé à l’échelle industriel :
Ingrédients : lait entier, lait en poudre, crème, sucre et texturant (amidon).
Mode opératoire:
Préchauffage du mélange lait et crème.
Ajout du sucre, la poudre et le texturant. Pasteurisation du mélange à 72°C suivi du refroidissement jusqu’à 40°C (la température convenable pour la croissance des bactéries).
Ajout de la quantité nécessaire de ferments et de probiotiques.
Etuvage à 42°C jusqu’à l’obtention d’une valeur de pH de 4,6.
Refroidissement à l’eau glacée afin d’arrêter l’activité des micro-organismes
Conditionnement du produit fini (mise en pot et l’ajout de l’arome ou de fruits pour les yaourts fruités ou aromatisés).
Les essais de dénombrements des probiotiques
Nous avons effectués des analyses microbiologiques sur nos échantillons. Les résultats obtenus n’indiquent pas de contamination que ça soit par les coliformes fécaux, coliformes totaux, levures et moisissures.Le milieu utilisé (annexe 3) est une gélose conservée à 37°C pour éviter de se solidifier.L’ensemencement se fait en profondeur pour créer l’anaérobiose nécessaire pour la croissance des bifidobactéries.
Isolement et dénombrement
Méthode de dénombrement
La méthode de dénombrement des germes consiste à :
Prélever un échantillon de culture ou de produit à examiner.
Diluer l’échantillon en milieu aqueux.
Cultiver une fraction de l’échantillon dilué sur un milieu agar MRS en conditions anaérobies.
Dénombrer les colonies issues des germes sur le milieu.
Calculer le nombre original en fonction du facteur de dilution.
Milieu de culture
La gélose MRS (Man, Rogosa et Sharpe) est utilisée pour la culture des bactéries lactiques dans les produits laitiers et les autres produits alimentaires ainsi que dans les produits destinés à l’alimentation animale. Ce milieu permet de cultiver des germes à croissance ralentie tels que Lactobacillus, Bifidobacterium et Streptococcus.
Composition
La gélose MRS est un mélange de plusieurs produits et sels qui jouent un rôle spécifique dans la culture de ce type de bactéries. Cette recette contient :
– La peptone, le glucose et les sels de manganèse et de magnésium apportent les éléments nutritifs indispensables à la croissance des lactobacilles.
– Le Tween 80, mélange d’esters oléiques, est une source d’acides gras nécessaires à la croissance de ces germes.
– Le phosphate dipotassique contribue à stabiliser le pH au cours de la croissance bactérienne.
– Le citrate d’ammonium et l’acétate de sodium constituent les substances inhibitrices du développement de la plupart des contaminants tels que les streptocoques et les moisissures.
Préparation du milieu de culture
Mettre en suspension 60.2 g de milieu déshydraté dans 1 litre d’eau distillée ou déminéralisée.
Porter lentement le milieu à ébullition sous agitation constante et l’y maintenir durant le temps nécessaire à sa dissolution.Répartir en tubes ou en flacons.Stériliser à l’autoclave à 121°C pendant 15 minutes.
Mode d’emploi
Refroidir et maintenir le milieu à 47°C.Ajouter, si nécessaire, les solutions antibiotiques souhaitées. Transférer 1 ml du produit à analyser et de ses dilutions décimales dans des boîtes de Pétri stériles.Couler 15 ml de milieu.Homogénéiser parfaitement.Laisser solidifier sur une surface froide.
Incuber à 30 ou 37°C pendant 2 à 3 jours.
Lecture
Procéder au comptage des colonies pour chaque boîte contenant 300 colonies au maximum.
Réponse culturale typique après 72 heures d’incubation en atmosphère CO2.
Préparation des échantillons à dénombrer
Le but de la numération (ou dénombrement) est de déterminer la concentration en bactéries contenues dans une préparation initiale. Elles nécessitent une ou plusieurs dilutions décimales (au
dixième).
Principe de dilution
Dilution d’un yaourt
Homogénéiser la suspension microbienne à prélever (agitation par mouvements circulaires pendant 10 secondes environ ou à l’aide d’un vortex).
Ouvrir et flamber l’ouverture du tube.
Prélever 1 ml de suspension à l’aide de la pipette plastique stérile (ou pipette automatique).Ne pas introduire la pipette dans la suspension de plus de 1 cm.Flamber et refermer le tube. Il est conseillé de replacer le tube sur le portoir à une place montrant qu’il a déjà été prélevé (en retrait par exemple).Ouvrir le tube de 9 ml de diluant, flamber l’ouverture, y introduire le volume prélevé (sur la paroi sans toucher le liquide).Flamber et refermer le tube, jeter la pipette souillée dans le bac à eau de Javel.Dilutions en série (ou successives) 10, 102, 103 , …Chaque dilution nécessite un tube de diluant de 9 ml et d’une pipette stérile de 1 ml.Ainsi, la réalisation d’une gamme de dilutions jusqu’à 105 nécessite : 5 tubes et 5 pipettes.Exemple : la dilution 105 sera effectuée en prenant 1 ml de la dilution 104 préalablement homogénéisée qui sera introduit dans un tube contenant 9 ml de diluant.
Incubation
Les bactéries à dénombrer, présentes dans l’inoculum, sont introduites soit à la surface, soit dans la masse du milieu gélosé. Chaque bactérie isolée donne naissance à une colonie ou « unité formant colonie » (UFC).Le dénombrement dans la masse s’effectue sur 1 ml de dilution.Homogénéiser la dilution à prélever.Prélever 1 ml et déposer la dilution dans le fond de la boîte en la répartissant en gouttes.Couler aseptiquement environ 15 ml de milieu gélosé légèrement refroidie (à une température pour laquelle le tube peut être tenu dans la main sans se brûler, permettant la survie des micro-organismes et pour laquelle la gélose ne prend pas en masse).Homogénéiser en imprimant à la boîte de Pétri fermée des mouvements circulaires (en dessinant des 8 sur la paillasse).Laisser refroidir la gélose sans la bouger.
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Table des matières
Introduction
Présentation du domaine
1-Activité
2-Filière des produits laitiers
Synthèse bibliographique
I-Industrie laitière
1- Au niveau international
2- Au niveau national
II-Lait et ses derives
1- Différents types du lait
2- Composants du lait
2-1- Eau
2-2- Matière séche
a- Matière grasse
b- Proteines
c- Lactose
d- Autres composants
3- Valeurs nutritionelles des produits laitiers
4- Techniques de traitement du lait
III-Les produits laitiers
1- Beurres
2- Fromage
3- Crème
4- Jus
5- Leben
6- Yaourt
IV-Les probiotiques
1- Découverte
2- Terme”probiotique”
3- Carastéristiques
4- Roles et effets des probiotiques
4-1- Mécanisme d’action des probiotiques
4-2- Les principaux effets des probiotiques
4-2-1- Soulagement de la constipation
4-2-2- Digestion du lactose
4-2-3- La durée de la diarhée
4-2-4- Diminution de l’allergie alimentaire
5- Précautions à prendre avec les probiotiques
V-Conditions d’utilisation des probiotiques
VI-Les bifidobacteruim
1- Définition
2- Caractèristiques
3- Isolement et dénombrement
Partie pratique
I- Objectif
II- Chaine de fabrication du yaourt brassé
1- Description de la chaine de fabrication du yaourt brassé
a- De la traite à la laiterie
b- Standardisation
c- Pasteurisation
d- Ensemencement
e- Fermentation
2- Fabrication du yaourt à l’échelle laboratoire
III- Demarche suivie
1- Echantillonnage
2- Essais
3- Interpretation
IV- Essais de dénombrement des probiotiques
1- Isolement et dénombrement
1-1- Méthode de dénombrement
1-2- Milieu de culture
a- Composition
b- Preparation
c- Mode d’emploi
d- Lecture
I2- Preparation des échantillons
2-1- Principe de dilution
2-2- Incubation
V- Résultats obtenus
1- Test de confirmation
a- Test macroscopique
b- Test microscopique
2- Résultats du suivi
2-1- Résultats du suivi pour le yaourt bifidus Muesli
b- Suivi de bifidus
V-2-2- Résultats du suivi pour le yaourt bifidus nature
a- Suivi du pH
b- Suivi du bifidus
VI- Interpretation des resultants
A- Facteurs influançant la viabilité et la stabilité des probiotiques
a- Effet de la température de stockage
b- Effet du pH
c- Effet de l’oxygène
d- Le choix de la souche
1- suivi pH
2- Suivi de bifidus
Conclusion et recommandations
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