FR3121578A1 - Procédé de décontamination du lait par desoxygenation et maitrise des gaz dissous - Google Patents
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Abstract
Un procédé de traitement d’un milieu alimentaire, et notamment du lait ou d’un milieu laitier, comprenant une opération de désoxygénation du milieu par l’injection de gaz ou mélanges gazeux sélectionnés, se caractérisant en ce que le milieu dans lequel est effectuée l’injection est à une température se situant dans la gamme 30°C-70°C, préférentiellement 40-60°C, et encore plus préférentiellement dans la gamme 50-60°C. Figure de l’abrégé : Fig. 1
Description
La présente invention concerne le domaine de l’alimentaire, et elle s’intéresse plus particulièrement au domaine du lait, avec le lait lui-même mais également les sous-produits de sa microfiltration ou ultrafiltration, c’est-à-dire les concentrats et rétentats de lait, mais également le sérum, éventuellement déminéralisé, éventuellement écrémé, éventuellement délactosé, ainsi que les sous-produits de sa micro ou ultrafiltration i.e les perméats et concentrats de sérum.
Mais bien entendu l’invention vise également d’autres liquides alimentaires, tels que par exemple les liquides intervenant dans le cadre de l’extraction de protéines végétales.
Actuellement, dans la pratique industrielle courante, les laits, qu’ils soient liquides, écrémés, concentrés ou séchés sous forme de poudre, subissent dans la majorité des cas, avant la concentration ( qui est une étape de filtration pour concentrer une molécules, comme les protéines par exemple), un « préchauffage », réalisé à température élevée (typiquement de 60° C à 95° C) pendant un temps déterminé, ou bien encore une pasteurisation, dans le but d'assurer une destruction suffisante de la flore microbienne.
Bien que ce traitement thermique soit assez sévère, il conduit à un produit final dont la qualité bactériologique n’est pas optimale, ceci pour les raisons suivantes :
- il s’agit d’une pasteurisation qui a pour but d’enlever une partie de la charge, mais ce n’est pas une stérilisation, il reste donc de la charge bactérienne qui, lorsque la température augmente (dans le cadre d’une filtration par exemple), peut se développer à nouveau.
- D’autre part, il y a des bactéries plus résistantes à la chaleur.
- Par ailleurs, cette technique présente certains inconvénients dont le plus impactant est d'entraîner la dénaturation des protéines du lait. Cette dénaturation a une répercussion sur la valeur nutritionnelle du produit et risque de conduire au déclassement technique du produit fini (lait, poudre de lait etc..), i.e à une perte de valeur commerciale voire carrément une sortie du circuit de vente.
De plus, la tendance de nombreux utilisateurs de lait est de préférer les produits n'ayant subi qu'un chauffage modéré ou faible (par exemple les poudres désignées dans la terminologie anglo-saxonne par les noms « medium-heat » ou « low-heat », on nomme ces produits en France « thermisés ».
Ces poudres sont définies par une teneur en protéines solubles mesurée dans des conditions normalisées (ADMI. 1965). Les poudres « low-heat » doivent contenir plus de 6 mg/g d'azote provenant des protéines solubles tandis que les poudres «medium-heat» doivent en contenir une quantité comprise entre 1,5 et 6 mg/g.
On le comprend, Il serait donc très intéressant de pouvoir abaisser les températures de préchauffage ou de pasteurisation par rapport aux conditions actuellement pratiquées, en s’attachant à rechercher d'autres moyens de contrôler le nombre de bactéries survivant dans le lait.
On rappellera qu’à l’heure actuelle, la méthode de décontamination du lait repose sur une pasteurisation, ou un traitement UV et encore l’utilisation de lumière pulsée. Comme évoqué précédemment, la pasteurisation présente l’inconvénient majeur d’impacter la qualité organoleptique du produit . Le traitement UV et la lumière pulsée permettent de préserver les qualités intrinsèques du lait cependant les coûts d’investissement, qui sont élevés, sont rédhibitoires. Ces deux dernières technologies sont d’ailleurs encore dans le domaine de l’expérimentation, l’industrie ne les a pas adoptées.
Comme on le verra plus en détails dans ce qui suit, la présente invention propose une méthode de désoxygénation du lait permettant la maîtrise des gaz dissous, ceci par l’utilisation de gaz ou mélanges bien sélectionnés.
On préférera selon l’invention l’utilisation de gaz inertes comme l’azote ou l’argon, éventuellement en mélange avec un gaz actif comme le dioxyde de carbone, le protoxyde d’azote ou encore l’hydrogène (pour ses propriétés redox). Cette désoxygénation peut être effectuée de la traite au conditionnement final en passant par les étapes de stockages, traitements et de transports intermédiaires, en s’attachant à tout mettre en œuvre pour qu’il n’y ait pas de reprise d’oxygène ultérieure.
Le principal intérêt de la désoxygénation est de limiter ou supprimer les procédés thermiques (notamment un traitement à température trop élevée), permettant ainsi de préserver les protéines du lait et les aspects organoleptiques du produit final.
Mais outre l’utilisation de gaz ou mélanges de gaz choisis, la présente invention, contrairement à l’art antérieur, propose d’effectuer un tel traitement gazeux du lait non pas à froid, mais dans une gamme de température donnée.
Les expérimentations menées à bien par la Demanderesse font en effet penser que lorsque l’on dépasse la température de croissance optimum d’une bactérie, on la met en difficulté, en situation de stress en quelque sorte. Il semble même qu’il y ait une synergie entre ce stress (« thermique ») et le stress créé par l’absence d’oxygène, et donc un effet décuplé qui ne se limite pas à freiner la croissance microbienne puisque dans certains essais, on a même observé une mortalité microbienne.
On recommande en conséquence selon l’invention d’opérer à une température du lait se situant dans la gamme 30°C-70°C, préférentiellement 40-60°C, et encore plus préférentiellement dans la gamme 50-60°C.
Afin de mieux comprendre la présente proposition technique, considérons dans ce qui suit un exemple de mise en œuvre, détaillé en liaison avec la ci-après.
Pour simuler un procédé de microfiltration, on a utilisé 60 litres de retentât laitier, stockés dans un tank (référence 1 dans la ), et l’on a réalisé un essai « témoin » d’une part et un essai « désoxygénation » d’autre part.
Essai « témoin » :
- on a chauffé le milieu laitier à 50°C, par exemple par une double enveloppe du tank dans laquelle circule de l’eau chaude.
- On a fait circuler ce liquide en boucle fermée (voir figure 1 et notamment la pompe 3) pendant 5 heures avec maintien de la température visée. On effectue un prélèvement une fois par heure pendant les 5 heures durant lesquelles le milieu tourne en boucle.
Essai « Désoxygénation »:
Cet essai a été mené de la façon suivante à partir d’un même lot de retentât :
- Désoxygénation du liquide par injection en ligne (point 2 sur la figure) d’un mélange 30%CO2/70%N2. On a ici réalisé une injection en direct dans la canalisation mais on peut bien entendu envisager d’autres modes et notamment utiliser un injecteur de type Venturi, ou encore un mélangeur statique.
- Une fois l’oxygène dissous retiré (l’oxygène dissous passe dans les bulles d'azote (loi de Henri) et une fois de retour dans le tank, les bulles d'azote chargée en oxygène sortent du liquide et vont dans l'espace de tête puis à l'extérieur du tank, emmenant avec elles l'oxygène qu'elles contiennent), le liquide a été chauffé à 50°C par une double enveloppe intégrée au tank de stockage.
- Une fois la température de consigne atteinte, les 5 heures de fonctionnement ont été décomptées, en d’autres termes, comme précédemment on a prélevé une fois par heure pendant les 5 heures durant lesquelles le fluide tourne en boucle (la différence pour cet essai étant que l’on a attendu que l’oxygène dissous soit retiré pour lancer le chauffage).
Les résultats obtenus lors de ces essais sont présenté dans le tableau ci-dessous (où UFC/mg = « Unité Formant Colonie »).
Il est important de noter tout d’abord que compte tenu de la durée d’un essai, les deux essais n’ont pas pu être réalisés le même jour. L’essai « Témoin » a été réalisé le premier jour ce qui explique que l’essai « Désoxygénation » soit bien plus chargé en microorganismes, ces derniers ayant eu plus de temps pour se développer. Les résultats observés sur l’essai « Désoxygénation » en sont donc d’autant plus significatifs et intéressants, et mettent bien en évidence l’intérêt du procédé selon l’invention.
La charge microbienne du « Témoin » reste stable pendant 2 heures. En revanche, dans l’essai « Désoxygénation », elle diminue drastiquement pendant l’étape de désoxygénation et de chauffe. Ainsi elle baisse de 1,3 log très rapidement. Cette mortalité microbienne se poursuit pendant la première heure de fonctionnement. Ainsi au total, la désoxygénation associée à une chauffe modérée ont permis d’abaisser de 2,5 log la flore totale présente dans le lait en 1 heure de recirculation.
Dans le cas du témoin, une légère baisse de la flore totale commence à être observée à partir de 3 heures. Ceci est très certainement dû au fait que le système fonctionnant en boucle close, les bactéries ont progressivement consommé l’oxygène et l’ont donc désoxygéné de manière très progressive. Ce ne serait pas le cas si l’installation était alimentée en liquide « neuf » comme dans un procédé laitier classique.
| Témoin | Désoxygénation | |
| Rétentat froid (T0 du Témoin) | >30000 | 640 000 |
| T0 rétentat désoxygéné et à 50°C | 32 000 | |
| T 1h | >30000 | 2 800 |
| T 2h | >30000 | 2 100 |
| T 3h | 9 800 | 1 700 |
| T 4h | 6 700 | 2 100 |
| T 5h | 8 500 | 1 200 |
Si la évoque une injection en ligne, on comprend bien qu’une injection dans une cuve est également possible.
La présente invention concerne alors un procédé de traitement d’un milieu alimentaire, et notamment du lait ou d’un milieu laitier, comprenant une opération de désoxygénation du milieu par l’injection de gaz ou mélanges gazeux sélectionnés, se caractérisant en ce que le milieu dans lequel est effectuée l’injection est à une température se situant dans la gamme 30°C-70°C, préférentiellement 40-60°C, et encore plus préférentiellement dans la gamme 50-60°C.
Claims (1)
- Procédé de traitement d’un milieu alimentaire, et notamment du lait ou d’un milieu laitier, comprenant une opération de désoxygénation du milieu par l’injection de gaz ou mélanges gazeux sélectionnés, se caractérisant en ce que le milieu dans lequel est effectuée l’injection est à une température se situant dans la gamme 30°C-70°C, préférentiellement 40-60°C, et encore plus préférentiellement dans la gamme 50-60°C.
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