Caractéristiques de la micelle des caséines et stabilité des laits PDF Download
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La déstabilisation du lait UHT au cours du stockage sous forme d’un gel ou d’un sédiment, peut résulter d’une déstabilisation des micelles de caséines par des réactions enzymatiques ou physicochimiques. Souvent complexes et multifactorielles, pas toujours bien évaluées ni prédites par les tests de stabilité, ces déstabilisations sont une réelle problématique industrielle et scientifique. L’objectif de ce travail était d’étudier les relations entre les caractéristiques des micelles de caséines et la stabilité du lait. Les facteurs influençant ces relations au niveau des tests de stabilité et pour les laits soumis à la stérilisation UHT et au stockage ont été déterminés. Des analyses au niveau moléculaire, supramoléculaire et macroscopique de différents laits ont été réalisées. Dans une première partie, nous avons montré que la réponse des principaux tests de stabilité, à savoir les tests à la chaleur, à l’éthanol et au phosphate, était influencée par des facteurs spécifiques correspondant aussi bien aux caractéristiques de la micelle de caséines que de son environnement physico-chimique. Aucun facteur n’était trouvé commun aux trois tests et seulement cinq étaient spécifique de chacun, pourrait expliquer l’absence de corrélation entre les réponses des trois tests. Le mécanisme du test au phosphate a fait l’objet d’une étude plus approfondie. Nous avons observé que l’ajout de fortes concentrations de KH2PO4 à du lait cru écrémé modifiait les équilibres minéraux et résultait en une solubilisation préférentielle des caséines as1 puis β. Les micelles de caséines, alors déstructurées, s’agrégeaient, la teneur en eau des culots d’ultracentrifugation augmentait et le lait gélifiait. Ces modifications étaient quantativement plus importantes lorsque le pH du mélange était ajusté au pH du lait que lorsqu’il dérivait vers des pH acides
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La déstabilisation du lait UHT au cours du stockage sous forme d’un gel ou d’un sédiment, peut résulter d’une déstabilisation des micelles de caséines par des réactions enzymatiques ou physicochimiques. Souvent complexes et multifactorielles, pas toujours bien évaluées ni prédites par les tests de stabilité, ces déstabilisations sont une réelle problématique industrielle et scientifique. L’objectif de ce travail était d’étudier les relations entre les caractéristiques des micelles de caséines et la stabilité du lait. Les facteurs influençant ces relations au niveau des tests de stabilité et pour les laits soumis à la stérilisation UHT et au stockage ont été déterminés. Des analyses au niveau moléculaire, supramoléculaire et macroscopique de différents laits ont été réalisées. Dans une première partie, nous avons montré que la réponse des principaux tests de stabilité, à savoir les tests à la chaleur, à l’éthanol et au phosphate, était influencée par des facteurs spécifiques correspondant aussi bien aux caractéristiques de la micelle de caséines que de son environnement physico-chimique. Aucun facteur n’était trouvé commun aux trois tests et seulement cinq étaient spécifique de chacun, pourrait expliquer l’absence de corrélation entre les réponses des trois tests. Le mécanisme du test au phosphate a fait l’objet d’une étude plus approfondie. Nous avons observé que l’ajout de fortes concentrations de KH2PO4 à du lait cru écrémé modifiait les équilibres minéraux et résultait en une solubilisation préférentielle des caséines as1 puis β. Les micelles de caséines, alors déstructurées, s’agrégeaient, la teneur en eau des culots d’ultracentrifugation augmentait et le lait gélifiait. Ces modifications étaient quantativement plus importantes lorsque le pH du mélange était ajusté au pH du lait que lorsqu’il dérivait vers des pH acides
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Effets du polymorphisme de la caséine alpha s1 sur la composition du lait et sur la structure de ses éléments figurés (micelles de caséines et globules gras) chez la chèvre Dans l'espèce caprine, le locus de la caséine alpha s1 présente un haut degré de polymorphisme (19 allèles) associé à une variabilité expressionnelle importante (0-7g/l). Les conséquences déjà observées sur les caractéristiques du lait et sur son comportement technologique pourraient provenir d'une perturbation de la sécrétion et de la structuration de ses constituants. Afin de mieux comprendre les effets de ce polymorphisme sur les processus de sécrétion du lait et sur ses caractéristiques physico-chimiques, nous avons comparé des laits de chèvres homozygotes pour des allèles différents de caséine alpha s1, choisis pour exacerber l'effet quantitatif de la protéine. Des effets significatifs sont apparus en termes de composition des laits, de caractéristiques des globules gras et d'organisation structurale des micelles de caséines. Les aspects physiologie de la glande mammaire et aptitudes technologiques et nutritionnelles des laits sont abordés.
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Le lait contient une fraction minérale de 7 à 9 g/L, répartie de manière complexe entre une phase soluble et une phase micellaire constituée par les micelles de caséines. Les équilibres minéraux entre ces deux phases conditionnent les caractéristiques physicochimiques de la micelle de caséines et par conséquent la stabilité du lait et son aptitude à la transformation technologique. Une meilleure connaissance de l'environnement ionique et de la dynamique des équilibres minéraux au cours de la transformation du lait permet une meilleure maîtrise de la qualité des produits. Cette thèse avait pour objectifs de : i) déterminer les propriétés des sels de phosphate de calcium formés dans différentes conditions physicochimiques. ii) préciser les constantes d’association et le nombre de sites de fixation du calcium par les caséines et différentes molécules chélatantes présentes dans le lait. iii) élaborer un modèle théorique optimisé et validé expérimentalement, sous forme d’un logiciel convivial, permettant de calculer les équilibres minéraux du lait en fonction du pH et des compositions en caséines et en minéraux.Dans une première partie, la précipitation des sels de phosphate de calcium a été étudiée en fonction des conditions physicochimiques (pH, température, rapport Ca/P...) dans des systèmes modèles de complexité croissante. La caractérisation structurale des précipités de phosphate de calcium par les techniques de spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier, de diffraction des rayons X et de microscopies électroniques ont révélé la présence de plusieurs sels dont le type, la cristallinité, la taille et la morphologie dépendent essentiellement du pH de précipitation et des autres ions présents dans la solution. Les résultats de ces travaux présentent un intérêt particulier pour la valorisation des phosphates de calcium présents dans les coproduits de l’industrie laitière.Dans une deuxième partie, une méthode basée sur la modélisation des concentrations de calcium ionique (Ca2+) mesurées à l’aide d’une électrode spécifique a permis de déterminer les paramètres d’interaction (constantes d’association et nombre de site de fixation) de Ca2+ avec les caséines, les caséinophosphopeptides, le citrate et le pyrophosphate. Certaines constantes ainsi déterminées ont été intégrées dans le modèle théorique de calcul des équilibres minéraux du lait décrit ci-après. La méthode mise au point dans ce travail peut être étendue à l’étude des interactions du calcium avec d’autres molécules présentant une affinité pour cet ion.
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Cette étude a été entreprise afin de tenter de mieux comprendre l'effet du chauffage sur les aptitudes du lait à sa transformation en yaourts ou en fromages. Dans un premier temps, nous avons étudié l'effet du chauffage sur la structure et la composition en protéines de la micelle de caséine. Il ressort de nos investigations que le chauffage provoque une augmentation puis une stagnation du diamètre de la micelle de caséine, obtenue pour des températures supérieures à 90°C. Ces modifications peuvent être reliées à la fixation à la micelle d'une protéine sérique : la -lactoglobuline. De plus, la quantité de -lactoglobuline fixée à la micelle augmente avec la température de chauffage, jusqu'à une valeur limite. Cette limite est atteinte à des températures supérieures ou égales à 90°C et correspond à la fixation à la micelle d'environ 65% de la -lactoglobuline initialement présente dans le lait. La raison de cet arrêt de la fixation serait la valeur 6,2 prise par le pH du lait à ces températures. L'étude de la qualité des gels acides et présure issus du lait chauffé suggèrent un lien entre les modifications de la micelle induites par le chauffage et les propriétés physico-chimiques des gels. Ainsi, il semblerait que le facteur déterminant l'amélioration des gels acides soit la quantité de -lactoglobuline fixée à la micelle par chauffage. Toutefois, ce seul critère ne suffit pas à expliquer les modifications des aptitudes à la coagulation par la présure des laits chauffés. L'étude des gels acides et présure issus des mélanges chauffés contenant des quantités variables de protéines sériques et de caséines permet de suggérer que la micelle de caséine et ses modifications induites par le chauffage n'est pas le seul élément intervenant dans les propriétés du réseau gélifié. Les protéines sériques jouent également un rôle important. En revanche, la micelle de caséine reste l'élément essentiel intervenant dans la coagulation par la présure.
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LA STABILITE DES MELANGES CARRAGHENANE/LAIT A ETE ETUDIEE AU MOYEN DE DIAGRAMMES DE PHASES A 60C ET 25C. LES CARRAGHENANES IOTA OU KAPPA A L'ETAT DESORDONNE (60C) PROVOQUENT LA FLOCULATION PAR DEPLETION DES MICELLES DE CASEINE AU-DESSUS D'UNE CONCENTRATION CRITIQUE (> 0,2% P/P) ET PEUVENT GELIFIER A 25C. LE -CARRAGHENANE PROVOQUE LA FLOCULATION PAR PONTAGE DES MICELLES DE CASEINE QUELLE QUE SOIT LA TEMPERATURE, CE QUI CONDUIT A LA SEDIMENTATION DES MELANGES INSTABLES A 60C ET A LA POSSIBILITE DE FORMER UN SYSTEME STRUCTURE A 25C. LA PRESENCE DES MICELLES DE CASEINE MODIFIE LES PROPRIETES VISCOELASTIQUES DU MILIEU POUR LES TROIS CARRAGHENANES. DANS LE CAS DU -CARRAGHENANE, LA RHEOLOGIE MET EN EVIDENCE L'EXISTENCE DE DEUX TYPES DE RESEAUX DANS LE LAIT : UN RESEAU IMPLIQUANT LES MICELLES DE CASEINE ET LES CARRAGHENANES FORME AU NIVEAU DE LA TEMPERATURE DE TRANSCONFORMATION ET RESPONSABLE DES MODIFICATIONS OBSERVEES (AUGMENTATION DE LA TEMPERATURE DE GELIFICATION, RENFORCEMENT DES GELS, DIMINUTION DE LA CONCENTRATION CRITIQUE DE GELIFICATION, AUGMENTATION DE LA RESISTANCE THERMIQUE ET MODIFICATION DES PROPRIETES THIXOTROPES) ET UN RESEAU CARRAGHENANE/CARRAGHENANE, FORME A PLUS BASSE TEMPERATURE EN PRESENCE D'UN EXCES DE CARRAGHENANE ET REVERSIBLE. LA FORTE DEPENDANCE DE LA FORCE DES GELS DE -CARRAGHENANE VIS A VIS DE LA FRACTION VOLUMIQUE EN MICELLES AINSI QU'UNE FUSION EN DEUX ETAPES, TEND EGALEMENT A MONTRER LA PARTICIPATION ACTIVE DES MICELLES AU RESEAU. LA PRESENCE DU -CARRAGHENANE (0,1%) PROVOQUE LA GELIFICATION DU LAIT AU COURS DU REFROIDISSEMENT. DES MESURES DE TAILLE DE PARTICULES CONFIRMENT L'ADSORPTION SUR LES MICELLES DE CASEINE DES CHAINES DE CARRAGHENANE IOTA ET KAPPA SOUS FORME ORDONNEE UNIQUEMENT ET CELLE DES CHAINES DE LAMBDA QUELLE QUE SOIT LA TEMPERATURE, METTANT EN EVIDENCE L'IMPORTANCE DE LA DENSITE DE CHARGE DANS LES INTERACTIONS.
Author: Mohamed El Mustapha Ould Eleya Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 148
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En se posant la question de l'universalité des mécanismes de la coagulation acide, on a choisi d'étudier l'influence de l'acidification et de la température sur trois types de lait: le lait de vache (Bos taurus), le lait de chèvre (Capra hircus) et le lait de brebis (Ovis aries), très différents par leur composition et par les propriétés et caractéristiques de leurs micelles. Le suivi de l'acidification des laits de vache, de chèvre et de brebis par hydrolyse de glucono-delta-lactone a permis de mettre en évidence deux comportements distincts, selon la température. Un comportement dit aux basses températures, observé pour les laits de vache et de brebis à 15 et 20°C et pour le lait de chèvre à 15, 20 et 30°C, et un comportement dit aux hautes températures, observé pour les laits de vache et de brebis à 30 et 40°C et pour le lait de chèvre à 40°C. Pour les trois types de lait, on montre que la structure des agrégats acides de micelles de caséines et celle des gels acides est de nature fractale. La diminution de la température entraine une densification de la structure des agrégats. Les différences entre les structures des agrégats caséiques des trois types de lait sont reliées aux différences de composition et de caractéristiques des micelles de caséines natives et leurs comportements vis-à-vis des modifications du pH et de la température. Ces résultats sont également discutés par rapport aux résultats des simulations numériques de l'agrégation colloïdale. À la fin de l'étude, on engage des réflexions nouvelles sur les aspects cinétiques de la coagulation acide, sur la structure des micelles caprine et ovine comparée avec la micelle bovine et enfin sur les relations entre phases d'agrégation et de gélification
Author: Isabelle Gaucher
Author: Isabelle Gaucher
Author: Carole Neveu
Author: Omar Mekmene
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Author: Jean-François Fairise
Author: VIRGINIE.. LANGENDORFF
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Author: Bo Ekstrand
Author: Mohamed El Mustapha Ould Eleya