Procédé de fabrication de caillé de fromagerie
La présente invention a pour objet un procédé de fabrication en continu de caillé de fromagerie à partir de lait concentré à au moins 30 pour cent en poids d'extrait sec.
Comme on le sait, les procédés traditionnels de fabrication du fromage sont entachés de plusieurs inconvénients. L'un de ces inconvénients réside dans le fait que les diverses opérations de ces procédés sont effectuées de manière discontinue ce qui nécessite l'intervention d'un personnel nombreux. D'autre part, comme on opère sur un volume de lait qui contient une forte proportion d'eau dont on ne désire pas la présence dans le produit fini, il se pose d'importants problèmes de manipulation et de stockage qu'il serait désirable de simplifier. En outre, il est extrêmement difficile d'obtenir une bonne reproductibilité du poids de fromage pour une quantité donnée d'extrait sec contenue dans le lait de départ. Ces inconvénients sont inhérents, en grande partie, à la manière dont on prépare le caillé de fromagerie.
Afin de pallier ces inconvénients, on a donc cherché à apporter des améliorations en ce qui concerne les opérations touchant à la fabrication du caillé. Ces opérations consistent essentiellement à faire coaguler le lait puis à égoutter et à laver le caillé. La coagulation du lait a lieu par précipitation de micelles de phosphosacéinate de calcium polymérisées qui forment un enchevêtrement dans lequel restent retenues les substances insolubles constitutives de l'extrait sec de lait. On obtient ainsi, d'une part des grains de caillé qui renferment essentiellement les matières qui constituent par la suite le fromage et, d'autre part, du sérum. L'égouttage et le lavage du caillé consistent dans la séparation des grains de caillé et du sérum et l'élimination de ce dernier.
Les qualités du fromage obtenu finalement dépendent dans une large mesure de la bonne marche de l'égouttage et du lavage du caillé qui dépend elle-même des propriétés physiques du caillé. Les propriétés physiques de ce dernier sont, à leur tour, fortement influencées par la manière dont on effectue la coagulation.
Dans les procédés habituels de fabrication de caillé, la coagulation est effectuée de manière plus ou moins empirique et reproductible. L'obtention d'un caillé de bonne qualité dépend beaucoup du savoir-faire et du tour de main de l'ouvrier qui procède à cette opération.
On connaît un procédé de fabrication en continu de caillé de fromagerie à partir de lait concentré qui permet d'apporter certaines améliorations en ce qui concerne les inconvénients mentionnés plus haut.
Selon ce procédé, on pasteurise et on filtre le lait normal, on standardise sa teneur en matières grasses, on le concentre sous vide dans un rapport de 1 à 3, on le refroidit, on l'ensemence en ferments destinés à abaisser son pH, on le laisse mûrir de façon à obtenir le pH désiré, on l'emprésure à froid, on laisse agir la présure pendant un certain temps et on réchauffe ensuite le lait de façon à provoquer sa coagulation. Le réchauffage du lait concentré emprésuré et froid est effectué en lui ajoutant rapidement une quantité donnée d'eau chaude ou encore en injectant au sommet d'une colonne de coagulation verticale le lait concentré emprésuré et froid et un courant d'eau chaude.
Au contact de l'eau chaude, le lait coagule sous forme de grains de caillé plus ou moins enchevêtrés que l'on laisse grossir afin de permettre un échange de matières solubles du lait avec l'eau. Ce procédé permet une certaine amélioration de la fabrication du fromage tant en ce qui concerne la constance du rendement en extrait sec du lait dans le produit fini que la simplification de la fabrication. Toutefois, ce procédé ne résout qu'en partie les problèmes existants. En effet, si en ce qui concerne les deux premiers inconvé- nients mentionnés plus haut, ce procédé apporte une amélioration certaine, il n'en reste pas moins qu'une amélioration est encore nécessaire en ce qui concerne la rapidité des différentes opérations, notamment de la coagulation du lait, afin d'obtenir un rendement optimum.
La coagulation du lait, selon ce procédé, coagulation qui est effectuée en réchauffant le lait emprésuré préalablement à froid, ne se produit assez rapidement que si l'on a laissé agir la présure à basse température, pendant un temps suffisant, de l'ordre de quelques dizaines de minutes. Il y a donc bien un gain de temps, dans cette opération, par rapport aux procédés classiques de fabrication du caillé dans lesquels l'action de la présure demande un temps de l'ordre de une heure à une heure et demie, mais ce gain de temps n'est pas considérable.
En ce qui concerne le troisième inconvénient dont il a été question plus haut, le procédé apporte une certaine amélioration due au fait que la coagulation du lait est effectuée de maniere plus reproductible que dans les procédés de fromagerie traditionnels. Toutefois, I'obtention d'un caillé de bonne qualité reste assez délicate. En effet, le caillage du lait emprésuré à froid se fait sans transition et il se forme tout d'abord des petits grains dans lesquels les micelles de phosphocaséinate de calcium ont une texture enchevêtrée de manière très désordonnée, grains dont on doit attendre le grossissement. Pendant la période de grossissement des grains, le caillé demeure fragile et non filtrable, ce qui rend assez difficile l'obtention d'un caillé de qualité parfaitement reproductible.
On sait maintenant que l'action de la présure sur le lait se décompose en deux phases qui se produisent successivement: la première phase est dite phase enzymatique , la seconde est appelée phase non enzymatique . Au cours de la première phase, qui peut se produire au sein d'un lait concentré emprésuré et froid, les particules de caséine du lait subissent une transformation physico-chimique, la modification de la caséine Kappa, qui permet l'évolution ultérieure du phénomène de coagulation. Au cours de la seconde phase, qui ne peut se produire que si le lait est à une température suffisante, les particules de caséine sont tout d'abord insolubilisées sous forme de micelles et le milieu prend une consistance visqueuse homogène tout en restant non gélifié. Ensuite, les micelles de caséine polymérisent sous forme de phosphocaséinate de calcium et le milieu prend la consistance d'un gel.
Comme il a été dit plus haut, la phase non enzymatique de l'action de la présure se produit, lors de la mise en oeuvre du procédé connu dont il vient d'être question, sans transition entre le stade d'insolubilisation des micelles de caséine et celui de la polymérisation des micelles de phosphocaséinate de calcium, au moment où l'on réchauffe le lait préalablement emprésuré, afin d'effectuer le caillage proprement dit.
Le procédé selon la présente invention apporte une importante amélioration en ce qui concerne les conditions de caillage du lait, grâce à la parfaite maîtrise de celles-ci, et permet l'obtention rapide d'un caillé de propriétés parfaitement reproductibles et particulièrement favorables à l'affinage ultérieur du fromage.
Ce procédé est caractérisé par le fait que l'on emprésure le lait concentré à une température comprise entre 15 et 300C pendant un temps compris entre 5 et 15 minutes, de fa çon à provoquer l'insolubilisation de la caséine et à obtenir une masse visqueuse homogène non gélifiée, que l'on refroidit alors cette masse visqueuse à une température inférieure à 100 C et qu'on la fait écouler tout en la divisant parallèlement à son sens d'écoulement et en la réchauffant quasi instantanément à une température comprise entre 25 et 45O C, de façon à provoquer la polymérisation de la caséine et à obtenir un caillé divisé sous une forme continue présentant une épaisseur relativement faible, que l'on lave le caillé dans un bain de liquide aqueux,
pendant le temps nécessaire pour l'extraction par le liquide d'une proportion de matière soluble dans l'eau qui correspond au genre de fromage que l'on désire obtenir ultérieurement et que l'on sépare le liquide aqueux du caillé que l'on rassemble finalement en une masse homogène.
Ainsi, selon le procédé qui fait l'objet de l'invention, le caillé est obtenu en faisant tout d'abord agir la présure à la température ambiante ou à une température voisine de la température ambiante, pendant un temps suffisant pour produire, non seulement la phase enzymatique de l'action de la présure, mais encore la première partie de la phase non enzymatique, c'est-à-dire l'insolubilisation de la caséine sous forme de micelles. Une fois ce stade atteint, ce qui se traduit par l'obtention d'un milieu visqueux parfaitement homogène, on arrête l'action de la présure par refroidissement à une température inférieure au domaine thermique d'évolution de la phase non enzymatique. Le refroidissement confère, en outre, au milieu la viscosité nécessaire en vue de l'opération suivante.
On effectue ensuite le caillage proprement dit, c'est-à-dire la polymérisation de la caséine qui constitue la seconde partie de la phase non enzymatique de l'action de la présure. A cet effet, en même temps que l'on chauffe la masse visqueuse à température suffisante pour permettre l'évolution de cette seconde partie de la phase non enzymatique, on fait écouler, afin d'effectuer l'opération de manière continue, et on la maintient sous une forme divisée parallèlement à son sens d'écoulement.
Comme forme divisée, entrent en ligne de compte la forme de fils, ou la forme lamellaire. Cette façon de procéder permet d'obtenir un chauffage à la fois parfaitement homogène et quasi instantané du lait, grâce au fait que la masse à chauffer est mise sous une forme offrant une grande surface d'échange thermique par rapport à son volume. En outre, on obtient un caillé présentant une structure bien déterminée, orientée parallèlement à la direction d'écoulement de la masse à cailler.
Ainsi, le procédé selon l'invention présente, par rapport aux procédés connus, I'avantage de permettre d'obtenir non seulement une excellente reproductibilité des conditions de caillage mais encore un caillé ayant une structure particulière qui se prête remarquablement bien à l'opération qui suit le caillage, à savoir le lavage du caillé en vue de l'extraction des matières solubles dans l'eau.
On effectue, de préférence, le chauffage en injectant la masse visqueuse, sous forme de jets filiformes ou lamelliformes, dans le bain de liquide qui sert aussi au lavage et que l'on maintent, dans ce cas, à une température comprise dans le domaine défini plus haut, entre 25 et 45o C. On peut aussi effectuer le chauffage indépendamment du lavage, soit par échange thermique, en faisant passer la masse homogène à travers un échangeur thermique comportant une pluralité de canaux fins ayant la configuration conforme à la forme de division désirée, fils ou lamelles, ou bien encore en soumettant la masse, lors de son passage à travers un ensemble de tels canaux, à l'action d'un champ électrique à haute fréquence, de préférence accordé sur une fréquence de résonance des molécules d'eau,
à savoir 2450 MHz ou 915MHz. Les canaux seront aussi fins que possible, compte tenu des exigences technologiques et du rendement horaire de l'installation, le diamètre des fils ou
I'épaisseur des lamelles ne dépassant pas une valeur de l'ordre de 2 mm.
Le procédé selon l'invention s'applique aussi bien avec du lait de composition normale en matières grasses qu'avec du lait écrémé ou du lait enrichi en matières grasses. La teneur de 30 pour cent en poids d'extrait sec indiquée correspond à la teneur minimale à laquelle il faut concentrer le lait pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. Au-dessous de cette limite, le caillage du lait concentré ne se fait pas assez rapidement pour permettre l'exécution en continu des différentes opérations nécessaires à l'obtention du caillé selon l'invention.
On utilisera, de préférence, du lait entier concentré à une teneur de 36 pour cent en poids d'extrait sec ce qui correspond approximativement à une concentration au tiers en volume. La température à laquelle on effectuera l'emprésurage sera, de préférence, de l'ordre de 250 C.
La concentration à laquelle on ajoutera la présure dans le lait concentré dépend du genre de fromage que l'on désire obtenir à partir du caillé. L'adjonction de présure sera en général de l'ordre de 0,01 à 0,1 pour cent en poids, par rapport au poids de lait avant concentration.
De préférence cette quantité de présure correspondra à 0,03 pour cent en poids par rapport au poids de lait avant concentration. On utilisera, de préférence, de la présure de force conventionnelle dite au dix millième .
La viscosité de la masse visqueuse non gélifiée obtenue avant refroidissement sera déterminée de la manière qualitative suivante: après une entaille faite, par exemple, au moyen d'une spatule métallique, le milieu devra se ressouder parfaitement de manière quasi instantanée.
Quantitativement, la viscosité du milieu sera alors de l'ordre de 90 centipoises à 250C.
Comme liquide aqueux dans lequel on lave le caillé et qui sert éventuellement aussi au réchauffage de la masse visqueuse, on peut utiliser de l'eau pure ou encore de l'eau contenant en solution un sel. On utilisera, en particulier, une solution à 500mg par litre de chlorure de calcium. On peut éventuellement recycler le liquide aqueux après le lavage du caillé. Dans ce cas, la composition de ce liquide peut correspondre à celle d'un sérum de lait normal ou à un sérum dilué par une certaine quantité d'eau.
On peut ensemencer le caillé par une ou plusieurs souches microbiennes destinées à provoquer l'évolution des propriétés organoleptiques du produit. On peut à cet effet, introduire la flore microbienne appropriée soit dans le liquide aqueux de lavage, soit dans le lait concentré avant ou pendant l'emprésurage de ce dernier.
On peut acidifier le lait, avant de le concentrer ou pendant sa concentration, soit par une action de bactéries acidifiantes, soit par addition d'acides, notamment d'acide lactique, soit en combinant ces deux moyens.
On peut éventuellement enrichir en matières grasses le caillé obtenu.
Le procédé selon l'invention peut être, par exemple, mis en oeuvre de la manière suivante:
Exemple I
On concentre au tiers de son volume, par ébullition à 300 C, un lait complet pasteurisé, à 3,5 pour cent de matières grasses, ayant un pH initial de 6,6. On porte ensuite le lait concentré à 250C, on l'emprésure par 0,03 pour-cent (par rapport au volume initial de lait non concentré) de présure au dix millième et l'on maintient à cette température pendant environ 12 minutes, c'està-dire jusqu'à obtention d'une viscosité de 90 centipoises à 250 C.
Après quoi, on refroidit rapidement Ie lait à 7O C et on l'injecte à travers une filière comportant 200 trous de 0,2mm de diamètre, dans un bain, maintenu à 350 C, d'eau contenant en solution 500mg/litre de chlorure de calcium et enrichi d'une souche de bactéries acidophiles du genre bacillus casei. On sépare du liquide, par tamisage, les fibres formées, on les rince au moyen de deux fois leur volume d'eau et on les presse dans un moule à fromage où le caillé obtenu est par la suite soumis à l'affinage de la manière usuelle.
Les fibres de caillé que l'on obtient au moment du filage présentent une structure particulièrement favorable en ce qui concerne la rapidité et l'efficacité de l'extraction des éléments indésirables du caillé par le milieu aqueux dans lequel on effectue le filage des fibres. D'autre part, les échanges ioniques et l'ensemencement en flore microbienne destinée à conférer au fromage son goût et son arôme final et, de manière générale, toutes les opérations qui sont effectuées, comme dans les procédés traditionnels, soit pendant, soit après l'égouttage du caillé, sont considérablement améliorés grâce à la structure fibreuse du caillé. L'affinage du fromage que l'on fabrique à partir d'un caillé obtenu par le procédé selon l'invention est particulièrement aisé et conduit à un produit d'une excellente qualité.
Le caillé se prête très bien au moulage et les fibres qui constituent l'équivalent des grains de caillé classiques se soudent facilement entre elles pour former une masse parfaitement homogène. La rétention des matières utiles du lait, en particulier des matières grasses, par le caillé est encore meilleure que dans le cas du caillé obtenu par le procédé de fabrication en continu dont il a été question plus haut.
Le procédé selon l'invention se prête particulièrement bien à une mise en oeuvre automatique, notamment grâce au fait que l'insolubilisation de la caséine qui se produit au cours du premier stade de la phase non enzymatique de l'action de la présure a lieu dans un milieu homogène fluide, en l'absence de micelles polymérisées, donc sans synérèse. Il en résulte que la masse visqueuse que l'on obtient alors peut être aisément soumise à un refroidissement en continu grâce à des échangeurs thermiques de type classique.
En outre, le fait que la masse visqueuse obtenue par insolubilisation de la caséine peut être conservée indéfiniment par simple refroidissement facilite beaucoup la mise en oeuvre du procédé. Il faut aussi noter que le caillé obtenu par le procédé selon l'invention est suffisamment ferme, dès la formation des fibres, pour être soumis sans précaution particulière à tout traitement mécanique désiré tel que l'essorage par centrifugation, le lavage à grande eau, etc.