La présente invention se rapporte à la fabrication de produits lactés et elle concerne plus particulièrement la préparation de tels produits sous forme de pâte homogéne présentant d'excellentes qualités de conservation et qui peuvent être consommés au même titre que des fromages frais ou des desserts.
La préparation de produits lactés présentant une consistance pâteuse, par exemple celle des fromages frais, s'effectue généralement en provoquant la coagulation de la caséine du lait à l'aide de présure. Cette coagulation s'accompagne d'une expulsion de petitlait et implique des opérations de séparation du caillé et du petitlait telles que la coupe du caillé, son égouttage et son pressage.
C'est ainsi que dans le cadre de l'industrie fromagère, la préparation du caillé présente l'inconvénient de produire d'importantes quantités de petit-lait, sous-produit dont l'utilisation s'avère limitée et difficile.
De plus, certaines substances nutritives du lait, notamment des oligo-éléments tels que le zinc, le cuivre, le manganèse, le fer, des vitamines et des protéines telles que la lactalbumine sont partiellement entrainées dans le petit-lait. Il en résulte un amoindrissement de la valeur nutritive du caillé par rapport au lait, d'autant plus que les qualités nutritives d'une protéine telle que la lactalbumine, généralement exprimées par le PER (Protein Efficiency
Ratio), sont supérieures à celles de la caséine.
D'autre part, la fabrication du caillé, qui implique l'introduction dans le lait de substances étrangères telles que la présure, ainsi que les opérations de séparation du caillé et du petit-lait citées précédemment, ne peut généralement pas être effectuée dans de bonnes conditions de stérilité.
La présente invention se rapporte à la fabrication d'un produit lacté coagulé selon un procédé particulièrement simple permettant de pallier ces inconvénients. Elle a donc pour objet un procédé de préparation d'un produit lacté homogène de consistance pâteuse, caractérisé par le fait que l'on congèle un lait concentré contenant, en poids, 19% au moins de solides lactiques non gras et au moins 3.5% de solides gras comestibles, I'ensemble de ces solides constituant au moins 26% en poids du lait concentré, puis que l'on porte la température de ce lait entre la température de fin de congélation et 3 C pendant au moins 24 heures.
Par l'expression solides lactiques non gras on entend désigner, dans l'exposé qui va suivre, les substances non grasses contenues dans le lait, et représentant par exemple 9,2% en poids du lait de vache. Les principales de ces substances sont énumérées ci-dessous à titre indicatif.
¯¯ Protéines:
Caséine
Lactalbumine
Lactoglobulines
Immunoglobulines
Enzymes
- Sucres. Essentiellement du lactose
¯¯ Sels minéraux
¯¯ Vitamines
-- Oligo-éléments
L'expression ( < solides gras comestibles désigne des corps gras d'origine végétale tels que par exemple les graisses ou huiles de coco, de palmiste, de palme, d'arachide ou de soja, ou des corps gras d'origine animale, par exemple le suif ou le saindoux. Dans cette dernière catégorie on peut également citer les solides gras entrant dans la composition du lait.
De même l'expression congeler le lait concentré signifie que l'on porte celuici à une température inférieure à sa température de fin de congélation pendant un temps suffisant pour produire la solidification complète de ce lait. Cette température de fin de congélation est une température d'eutexie qui est fonction de la composition chimique du lait concentré utilisé. Elle est de l'ordre de -22 C pour les laits concentrés dont la composition chimique est conforme aux conditions décrites précédemment.
Le produit lacté obtenu par le procédé tel qu'il vient d'être défini se présente sous la forme d'une pâte très malléable, de structure parfaitement homogène, exempte de toute séparation solide-liquide, et dont la texture ne présente aucun caractère sableux à la dégustation. Ce produit, qui contient non seulement la caséine du lait, mais aussi d'autres substances nutritives du lait telles que ses autres protéines, des vitamines et des oligo-éléments, posséde une excellente valeur nutritive.
Le produit lacté obtenu par le procédé selon l'invention, dont la structure est dépourvue de phase aqueuse libre, présente une bonne stabilité biologique et peut être conservé assez facilement.
On peut également, sans que cela soit indispensable, élaborer le produit à partir d'un lait pasteurisé ou d'un lait stérilisé par un procédé UHT (Ultra High Temperature) ou HTST (Hight Temperature Short Time). La mise en oeuvre du procédé peut alors être effectuée dans des conditions stériles et permet de préparer un produit d'une remarquable stabilité biologique.
De manière générale le produit obtenu par le procédé selon l'invention peut se conserver sous simple réfrigération, par exemple à une température de l'ordre de 0 à 5-C, sans qu'il soit indispensable de le stocker à l'état congelé.
La floculation progressive de certaines des protéines du lait consécutive à une congélation de ce lait suivie d'un réchauffage a été constatée et décrite comme l'un des inconvénients majeurs de la technique de conservation du lait par congélation. En effet cette floculation, qui se produit au cours du dégel, s'accompagne généralement d'une expulsion de petit-lait. Le produit obtenu. hétérogène, est inutilisable tel quel et il s'avère nécessaire de provoquer la dispersion du floculat par chauffage et ou agitation pour reconstituer le lait ainsi traité.
Les essais effectués ont montré que la congélation d'un lait concentré dont la composition est conforme aux règles définies précédemment, suivie d'un maintien entre la température de fin de congélation et -3 - C pendant au moins 24 heures, provoque de façon tout à fait inattendue un changement de structure produisant une matière très homogène, de consistance pâteuse, et ne s'accompagnant d'aucune expulsion de liquide. La structure du produit obtenu, très stable, se conserve au cours d'un stockage prolongé, même à température ambiante.
Ces essais ont montré également que ce phénomène. dénommé dans la suite de cet exposé phénomène de structuration, n'est pas influencé par la cinétique du refroidissement effectué en vue de congeler le lait concentré. C'est ainsi que le lait concentré peut être refroidi rapidement à la température choisie, celle-ci étant bien entendu inférieure à la température de fin de congélation du lait concentré utilisé, ou être refroidi plus lentement de façon continue ou par paliers successifs. La durée de maintien du lait concentré à la température choisie doit être suffisante pour produire la congélation de ce lait. mais peut être prolongée à volonté avant réchauffage.
D'autre part, au cours du réchauffage contrôlé, la température du lait concentré peut soit être maintenue constante entre la température de fin de congélation et 3 C pendant 24 heures au moins, soit évoluer de façon continue ou par paliers successifs entre ces 2 températures pendant au moins 24 heures.
La cinétique du phénomène de structuration est fonction de la température du lait au cours du réchauffage contrôlé ainsi que de sa composition chimique. notamment de sa teneur en matières solides. En effet, la structuration du lait se développe d'autant plus rapidement que la température de réchauffage et la teneur en matières solides du lait sont plus élevées. Il convient donc d'ajuster la durée de ce réchauffage. c'est-à-dire le temps pendant lequel le lait est à une température comprise entre la température de fin de congélation et 3 C. en tenant compte de cette température et de son évolution ainsi que de la teneur en matières solides du lait traité.
Aux températures supérieures de la gamme considérée, la structuration du lait peut être obtenue pour des temps de maintien à ces températures qui varient de 24 heures à quelques jours selon la teneur en matières solides du lait concentré. C'est ainsi par exemple que cette structuration se produit en 24 heures à -8 C pour un lait concentré dont la teneur en matières solides est de 50%, et en 6 jours à la même température pour un lait concentré dont la teneur en matières solides n'est que de 28%.
Aux températures inférieures de la gamme considérée, le phénomène de structuration se développe plus lentement et implique une durée de maintien à ces températures beaucoup plus importante, même pour des laits concentrés dont les teneurs en matières solides sont relativement élevées. Il convient, par exemple, pour mener à bien la structuration à -18 C de laits concentrés contenant respectivement 27% et 38% de matières solides, de les maintenir à cette température pendant 45 jours environ. Si l'on effectue le réchauffage contrôlé par élévation progressive de la température au sein de la gamme définie précédemment, il convient de s'assurer que la température du lait reste comprise dans cette gamme pendant une durée suffisante, par exemple 15 à 20 jours pour un lait contenant 30 à 35% de matières solides.
Les essais ont également permis de constater que le phénomène de structuration peut être produit sur un lait concentré stérilisé par un procédé UHT ou HTST, par exemple par chauffage à 150 C pendant 3 secondes, ou pasteurisé à une température com prise entre 60 et 120" C, de préférence entre 75 C et 95 C. La sté- rilisation ou la pasteurisation peut être effectuée sur le lait avant concentration, ou sur le lait concentré après incorporation d'additifs éventuels.
On peut incorporer au lait avant ou après concentration, mais avant congélation, des substances aromatisantes etlou colorantes et obtenir, après mise en oeuvre du procédé, un produit structuré possédant la couleur et/ou l'arôme désiré, qui peut être consommé comme dessert. C'est ainsi que l'incorporation au lait concentré d'une poudre de cacao permet de préparer un produit structuré parfumé au chocolat et présentant une coloration analogue à celle d'une crème au chocolat. Une acidification légère du lait ou du lait concentré à l'aide d'un acide alimentaire tel que, par exemple,
I'acide citrique ou l'acide lactique, peut également être pratiquée.
Le lait concentré dont la composition est conforme aux règles définies précédemment, c'est-à-dire dont les teneurs pondérales respectives en solides lactiques non gras et en solides gras sont d'au moins 19% et 3,5%, I'ensemble de ces solides représentant au moins 26% en poids de ce lait concentré, peut être préparé par différents procédés selon la nature de la matière première utilisée.
Ces procédés, qui sont récapitulés ci-après, sont connus de l'homme du métier et il n'est pas nécessaire de les décrire en détail.
A partir d'un lait de composition donnée, entier ou plus ou moins écrémé, on peut soit ajuster la teneur de ce lait en solides gras et en solides non gras afin d'obtenir, après concentration, les teneurs désirées, puis concentrer celui-ci par exemple par évaporation, soit effectuer la concentration puis ajuster les teneurs du lait concentré aux valeurs désirées.
L'ajustement de la teneur en solides lactiques non gras, avant ou après concentration, peut être effectuée à l'aide d'une poudre de lait ou à l'aide de lait concentré écrémé.
L'ajustement de la teneur en solides gras peut être effectué, soit à l'aide de solides lactiques gras, c'est-à-dire de crème selon la technique dite de standardisation, soit à l'aide de graisses comestibles d'origine végétale ou animale. Dans ce dernier cas il convient de procéder à une émulsification de ces substances dans
le lait, éventuellement en ajoutant un agent émulsifiant, et de procéder à une homogénéisation de ce lait. II est bien entendu pos
sible de procéder à cet ajustement de la teneur du lait en solides
gras en combinant des corps gras comestibles d'origines diffé
rentes, par exemple des solides lactiques gras avec des corps gras
comestibles d'origine végétale.
Selon une forme d'exécution particulière du procédé selon
l'invention on prépare un lait concentré dont la composition est la
suivante: - Teneur pondérale en solides lactiques non gras supé
rieure ou égale à 19%.
- Teneur pondérale en solides gras supérieure
ou égale à 3,5%.
- Teneur pondérale totale: solides gras + solides lac
tiques non gras supérieure ou égale à 26%, de préfé
rence comprise entre 30 et 50%.
Le lait concentré ainsi préparé, éventuellement stérilisé par un procédé UMT ou HTST, ou pasteurisé, est ensuite congelé, par exemple à 40 C, puis réchauffé de façon telle que sa température reste comprise entre la température de fin de congélation et -3 C pendant au moins 24 heures, période pendant laquelle se produit le phénomène de structuration.
Pendant cette période, la température du lait concentré peut être maintenue constante, de préférence à une température comprise entre -6- C et -15- C, ou évoluer de façon continue ou par paliers successifs entre la température de fin de congélation, soit environ -22 C et -3 C. Cette évolution peut être obtenue par simple réchauffage de l'enceinte de congélation, ou selon un programme préétabli.
Le produit obtenu peut être ensuite réchauffé à température ambiante et consommé, ou être stocké, de préférence en conditions réfrigérées, par exemple à + 5 C.
Selon une autre variante de cette forme d'exécution, particulièrement intéressante lorsqu'on désire conserver le lait pendant de très longues périodes, on peut stocker celui-ci soit à une température inférieure à la température de fin de congélation et ne le réchauffer qu'en fin de stockage, soit le stocker à une température comprise entre la température de fin de congélation et -3 C après congélation préalable.
Selon une variante particulièrement avantageuse de cette forme d'exécution, on effectue, avant congélation, un prérefroidissement du lait concentré en abaissant sa température à une valeur inférieure à celle de la température ambiante, de préférence entre 4-C et + 10 C. En effet, à ces températures le produit présente encore une fluidité suffisante pour permettre une manipulation aisée, et peut en particulier circuler dans des tubes de distribution ou dans des échangeurs et être versé aisément dans des récipients. On peut ainsi, soit prérefroidir le lait concentré par passage continu dans un dispositif de refroidissement par exemple du type tubulaire à surface raclée, soit le prérefroidir statiquement et verser celui-ci dans des récipients tels que des boîtes métalliques que l'on ferme ensuite hermétiquement.
Le lait contenu dans ces emballages est ensuite congelé puis réchauffé de manière contrôlée comme décrit précédemment. On obtient ainsi un produit présentant une très bonne stabilité biologique qui peut être conservé à l'abri des contaminations, de préférence en conditions réfrigérées.
Le procédé selon l'invention, qui implique au cours de la structuration proprement dite, ni manipulation du lait, ni introduction dans celui-ci de substances étrangères telles que de la présure ou des gélifiants. se prête particulièrement bien au traitement de laits stérilisés ou pasteurisés. L'opération de stérilisation ou de pasteurisation peut être effectuée soit sur le lait concentré, soit de préférence avant concentration, la mise en oeuvre de cette opération étant plus facile sur des produits de faible viscosité. On obtient, dans ces conditions, un produit dont la stabilité biologique permet une conservation de longue durée sous emballage étanche.
Les exemples suivants illustrent la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, celle-ci n'étant toutefois pas limitée aux conditions qui y sont décrites. Dans ces exemples, les teneurs et les pourcentages sont exprimés en valeurs pondérales.
Esemplel:
On pasteurise à 75 C pendant une minute, à l'aide d'un pasteurisateur tubulaire. un lait standardisé contenant 3,56 ó de solides lactiques gras et 8,80% de solides lactiques non gras, soit au total une teneur en matière sèche de 12,36%.
Le lait pasteurisé est ensuite refroidi à 60"C à l'aide d'un échangeur tubulaire, puis traité dans un homogénéisateur Manton
Gaulin à 2 étages à des pressions respectives de 150 et 100 atm.
Le lait pasteurisé et homogénéisé est concentré par évaporation sous pression réduite jusqu'à une teneur totale en matières solides de 38,1%. La composition de ce lait concentré est la suivante: Solides lactiques non gras . . . 27,1%
Solides lactiques gras . . . 11,0%
Le lait est ensuite refroidi à 15"C puis à -3 C à l'aide d'un échangeur tubulaire à surface raclée et enfin versé dans des boîtes métalliques de 170 cm3.
Les boites métalliques sont ensuite fermées par sertissage et introduites dans un congélateur dont la température est réglée à X0 C. Après 16 heures de maintien à X0 C, période pendant laquelle se produit la congélation, les boites sont transférées dans une enceinte à -11 C et maintenues dans cette enceinte pendant 8 jours afin de provoquer la structuration du lait.
Les boîtes sont ensuite réchauffées à température ambiante et ouvertes. Elles contiennent un produit lacté homogène de consistance pâteuse et de couleur blanche, ne présentant aucune phase liquide, qui peut être dégusté au même titre qu'un fromage frais du type généralement dénommé petit suisse .
A titre comparatif, la mise en oeuvre d'un traitement analogue sur un lait concentré dont la composition n'est pas conforme aux conditions de l'invention montre l'importance de la composition du lait concentré. On pasteurise, comme décrit au début de l'exemple, un lait standardisé dont les teneurs en solides lactiques non gras et gras sont respectivement de 8,22% et 9,84% (teneur totale en matière sèche: 18,06%). Auprès refroidissement à 60 C et homogénéisation comme décrit dans le début de l'exemple, on concentre ce lait jusqu'à une teneur en matières solides de 35,8%.
Ce lait concentré, qui contient 16,3% de solides lactiques non gras et 19,5% de solides lactiques gras, est ensuite prérefroidi, congelé et réchauffé comme décrit précédemment dans l'exemple. Après ouverture des boites on constate que le produit obtenu se présente sous la forme d'un floculat surmonté d'une phase liquide. Le lait concentré utilisé, dont la teneur en solides lactiques non gras, à savoir 16,9%, est insuffisante, n'a pas subi le phénomène de structuration décrit précédemment, mais simplement une floculation accompagnée d'une expulsion du petit-lait.
Exemple 2:
On utilise, à titre de matière première, un lait écrémé contenant 8,95% de solides lactiques non gras, auquel on ajoute 3,8% de graisse de coco. A cet effet on fait circuler le lait écrémé précédemment chauffé à 60 C, dans un pasteurisateur tubulaire équipé d'injecteurs latéraux à l'aide desquels on introduit dans le lait, à l'aide d'une pompe doseuse, la graisse de coco fondue et chauffée à 55 C, et l'on pasteurise l'émulsion à 75"C C pendant I minute.
Le lait pasteurisé et additionné de graisse de coco est ensuite traité à 75"C à l'aide d'un homogénéisateur Manton Gaulin à 2 étages (pressions d'homogénéisation respectives: 250 et 100 atm.). Le lait homogénéisé est concentré par évaporation sous vide jusqu'à une teneur totale en matières séches de 39% et présente alors la composition suivante:
Solides lactiques non gras.. 27,4%
Graisse de coco.. 11,6%
Ce lait est ensuite refroidi progressivement à -3" C, versé dans des boites métalliques et congelé à -40 C comme décrit dans l'exemple 1.
Les boites métalliques sont ensuite réchauffées progressivement de façon telle que la température de leur contenu évolue lentement de -22 C à -3 C pendant 20 jours, période pendant laquelle se produit la structuration du lait concentré. Après ouverture des boîtes, on constate que celles-ci contiennent une pâte homogène exempte de phase liquide, analogue au produit décrit à l'exemple 1.
Exemple 3:
On traite à 75 C pendant une minute dans un pasteurisateur tubulaire un lait standardisé contenant 3,56% de solides lactiques gras, 8,80% de solides lactiques non gras, et auquel on a ajouté 0,05% d'arôme de vanille liquide et 0,002% de colorant jaune.
Ce lait, traité ensuite comme dans l'exemple 1, donne un produit structuré de coloration jaune clair et aromatisé à la vanille qui peut être consommé à titre de dessert.
Exemple 4:
On prépare, comme décrit dans l'exemple 1. un lait concentré dont la composition est la suivante:
Solides lactiques non gras . . . 23,6%
Solides lactiques gras . .... . . 9,6%
Teneur totale en matière séche .. .33.2%
On ajoute ensuite à ce lait concentré une poudre de lait entier dont la composition est la suivante:
Solides lactiques non gras.. 69 %
Solides lactiques gras.. . 28 %
Eau..
. . 3 %
Cette addition, effectuée à raison de 5.05 kg de poudre pour 94,95 kg de lait concentré permet d'obtenir un lait concentré dont la teneur totale en matière séche est de 36.4 ó. Ce lait est ensuite prérefroidi, versé dans des boîtes métalliques. congelé et réchauffé comme décrit dans l'exemple 1. Le produit structuré obtenu présente une consistance pâteuse analogue à celle du produit préparé à l'exemple 1.
ExempleS:
On pasteurise à 75' C pendant une minute un lait standardisé contenant 3,55% de solides lactiques gras et 8,9% de solides lactiques non gras, soit au total 12,450o de matières solides.
Le lait pasteurisé, refroidi à 60 C. est homogénéisé dans un appareil Manton Gaulin à 2 étages (pressions d'homogénéisation respectives 150 et 100 atm.), puis concentré par évaporation sous pression réduite jusqu'à une teneur en matières solides de 50%.
La composition du lait concentré obtenu est la suivante:
Solides lactiques non gras .. 35,75%
Solides lactiques gras .. . 14.25%
Ce lait est ensuite refroidi à 8 C et versé dans des boîtes métalliques de 170 cm3 qui sont ensuite fermées par sertissage et introduites dans un congélateur dont la température est réglée à -35 C. Après 20 heures de maintien à 35 C. les boites sont réchauffées à -8 C et maintenues à cette température pendant 24 heures, période pendant laquelle s'effectue la structuration du lait.
Les boites sont ensuite réchauffées à température ambiante et ouvertes. Elles contiennent un produit lacté homogène dont la consistance pâteuse est plus épaisse que celle du produit préparé à l'exemple 1.
Exemple 6:
On prépare, comme dans l'exemple 5. un lait pasteurisé et homgénéisé dont la composition chimique est identique au lait décrit dans l'exemple 5. On concentre ensuite ce lait par évaporation sous pression réduite pour obtenir un lait concentré dont la composition est la suivante:
Solides lactiques non gras .. 19.60o
Solides lactiques gras.. 7.8 ,'o
Teneur en matières solides . 27.40o
Ce lait concentré est prérefroidi à -3 C. congelé en boites métalliques étanches à A0 C pendant 16 heures. puis réchauffé à -18"C et maintenu à cette température pendant 50 jours.
Après réchauffage des boîtes à température ambiante et ouverture de celles-ci, on constate qu'elles contiennent le produit structuré.