Peut-on faire du fromage avec
tous types de lait ?
La coagulation
Nous allons donc revoir plus en détail l'étape cruciale qu'est le caillage dans la fabrication d'un fromage.
Le lait animal, comme le lait de vache utilisé pour notre fromage témoin à une concentration en protéine d'environ 33g/L.
Les protéines du lait (animal) s'organisent en 2 catégories : les protéines solubles et insolubles.
-> les protéines solubles (23% des protéines totales) sont celles du lactosérum (globulines et albumines) qui ne précipitent pas lors de l'acidification du milieu d'où le fait que le lactosérum se sépare de la matière lors du caillage.
->les protéines insolubles (77% des protéines totales restantes) sont les caséines (famille des phosphoprotéines :caséines αS1, αS2, β, κ) qui permettent la transmission des nutriments et des minéraux. La caséines présente des propiétés technologiques particulière: émulsifiantes, moussantes,visqueuses et gélifiantes.
Ces coagulations sont provoquées par la dénaturation de la caséine. Les différentes caséines sont en organisées en micelles qui sont des agrégats (agglomérats) de plusieurs molécules de caséine stabilisant le calcium.
Le caillage consiste donc à la solidification ou coagulation du lait et à la séparation d'une sorte de gel et du lactosérum.
Il éxiste 2 types de coagulations :
1.La coagulation dite biologique ou lactique
La coagulation biologique aussi appelée coagulation acide qui est de nature électrochimique et induite par les bactéries lactiques déjà contenues dans le lait ou par l'ajout de ferments lactiques.
Il s'agit donc d'une réaction chimique entre des bactéries lactiques ou ferments lactiques telles que les bactéries que nous avons utilisées pour nos expériences (Streptococcus Thermophilus et Lactobacillus Bulgaricus) et le lait.
Ces bactéries vont fermenter et produire de l'acide lactique:
-Le lactose, glucide présent dans le lait, va être hydrolysé en glucose sous l'action d'une enzyme sécrétée par les bactéries lactiques présentes dans le lait frais, nommée lactase ou l'ajout des bactéries citées précédemment,les ferments lactiques.
-Une fois le glucose obtenu dans la cellule, il est transformé en acide pyruvique (pyruvate) par la glycolyse qui consiste à l'assimilation du glucose et à la production d'énergie en plus de la production de pyruvate.
-Ce pyruvate est ensuite utilisé pour produire une autre sorte d'énergie ainsi que de l'acide lactique : c'est cet acide lactique qui va donc acidifier le milieu comme le prouve cette expérience :
Expérience Exao :
Le but était d'observer une fermentation lactique que nous avons évoquer précédemment, nous avons réaliser cette expérience.
Cette expérience consiste à mesurer le pH d'un yaourt mélangé à du lactose en poudre et de l'eau, ce qui équivaut à la composition brève du fromage.
On a prélevé une cuillerée de yaourt dans un bécher, préalablement rempli de lactose en poudre et d'eau. On a mit ce bécher dans le bain marie, avec un agitateur aimanté, et une sonde à pH, celle-ci relié au logiciel Datastudio. ( voir photo ci-dessous )
Au bout d'une heure d'attente nous avons pu observer cette courbe ci-dessous, elle tourne autour de 5,8 de pH, ce qui correspond au papier pH indiquant un pH de 6 pour le même mélange.
Étant donné qu'il est inférieur à 7, on en déduit que ce mélange, fortement ressemblant à la composition du fromage basique, est acide.
Papier pH
pH=6
Cet acide lactique est ensuite libéré et neutralise progressivement les charges électronégatives des caséines κ.
La répulsion électrostatique entre les micelles de caséine diminue au fur et à mesure de l’enrichissement du milieu en ions H+, puis disparaît provoquant ainsi un rapprochement et une agrégation des micelles de caséine : il apparaît alors une solidification : c'est la coagulation dite acide.
2. La coagulation chimique ou enzymatique
La coagulation enzymatique s'obtien après l'ajout de présure au lait.
La présure (dont l'enzyme agissante et la chymosine) est extrait de la caillette, soit la quatrième poche de leur estomac, des jeunes ruminants abattuts avant sevrage.
Pour nos expériences nous avons utilisés de la présure liquide mais il existe aussi de la présure en poudre.
La coagulation enzymatique est un phénomène complexe permis par des forces d’interactions égales à la somme des répulsions électrostatiques et des interactions hydrophobes (les molécules hydrophobe n'aime pas l'eau et vont chercher à fuir l'eau donc à s'accoller les unes aux autres pour être le moins possible au contact de l'eau. De molécule hydrophobe vont donc s'attirer) :
.
-la caséine κ, est hydrolysé par l’action enzymatique de la présure et éliminée dans le lactosérum.Le fragment de caséine restant est appelé para caséine κ et possède des propriétés hydrophobes.
Dans les premières minutes suivant l’apport de l’enzyme coagulante dans le lait (chymosine), une diminution de la viscosité du lait apparaît; qui s’explique par la diminution de la dimension des micelles après leur hydrolyse.
-Les micelles de caséine perdent alors leur affinité pour la phase aqueuse et vont se rapprocher et s’agréger entre elles sous l’effet des interactions hydrophobes, faisant ainsi cailler le lait.
Dans les techniques fromagères classiques, les deux modes de coagulation ne sont pas utilisés séparément, les procédés de coagulation sont mixte avec tout de même une certaine dominante.
Des substitus végétaux
Pour répondre à notre problématique nous avons élaboré un certain protocole : dans le cadre de nos expériences ayant recours au laits végétaux (soja,coco,etc) il a fallu trouver des substitus végétaux permettant la coagulation du "lait" dépourvu de caséines pour obtenir une production 100% végétale.
Le citron pour une coagulation acide
Le jus de citron contient essentiellement trois acides dont deux, l’acide malique et l’acide ascorbique, sont en teneurs faibles face au troisième : l’acide citrique.
C'est donc ce dernier qui est en partie responsable de l'acidification du milieu.
Les enzymes qui agissent sont la cryposine et la cardosine.
