L’homogénéisation conventionnelle est largement utilisée dans le domaine laitier pour réduire la taille des GG et stabiliser les émulsions (Zamora and Guamis, 2014).
1.1.2.3.1.1 Impact sur le globule gras
Lors de l’homogénéisation, les GG natifs du lait sont mécaniquement déformés. Initialement leur taille est comprise entre 1 et 10 µm et diminue jusqu’à moins de 1 µm (Hardham, 2000). Lors de l’homogénéisation, plusieurs processus surviennent simultanément. Les gouttelettes sont déformées et brisées (Figure 6- ligne 1) et par conséquent l’aire interfaciale totale est augmentée (Walstra, 2005d). Un agent tensio-actif (protéine) vient s’adsorber sur les gouttelettes pour couvrir les nouvelles surfaces (Figure 6- ligne 2) (Walstra, 2005d). Les gouttelettes nouvellement formées entrent en collision avec d’autres et se fusionnent (coalescence) si la charge de protéine en surface est encore faible (Figure 6- ligne 3) (Walstra, 2005d). Par contre, si la quantité de protéine adsorbée est suffisante, les collisions n’ont pas d’effet (Figure 6- ligne 4) (Walstra, 2005d).
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Figure 6 : Processus se produisant dans une émulsion huile dans l’eau durant l’homogénéisation. Les gouttelettes sont représentées par de minces lignes et le matériel tensio-actif (protéines, par exemple) par d’épaisses lignes ainsi que de points (schématique non à l’échelle) (Walstra, 2005d).
Pour des pressions d’homogénéisation se situant de 6 à 30 MPa, tous les auteurs ont rapporté une diminution de la taille des GG (Green et al., 1983, Cano-Ruiz and Richter, 1997, Thomann et al., 2008, Zamora et al., 2012c) qui se traduit par une expansion de la surface totale des GG. Plusieurs auteurs ont étudié les changements de la membrane des GG après l’homogénéisation (Mulder and Walstra, 1974, Walstra, 2003c). Suite à l’homogénéisation, des protéines solubles (caséines et protéines sériques) sont adsorbées à la surface des GG et forment une nouvelle membrane (Oortwijn and Walstra, 1979, Walstra and Oortwijn, 1982, Walstra, 1983). Plusieurs auteurs ont quantifié et caractérisé les protéines adsorbées à la surface des GG. Certains auteurs ont rapporté des charges protéiques autour de 6-11 mg de protéine/m2 (Oortwijn and Walstra, 1979, McCrae et al., 1994, Tomas et al., 1994, Cano-Ruiz and Richter, 1997) alors que d’autres ont rapporté des charges protéiques nettement plus faibles, autour de 1-2 mg de protéine/m2 (Ye et al., 2002, Zamora et al., 2012a). La quantité de protéines adsobées à la surface des GG suite au traitement d’homogénéisation dépend de plusieurs facteurs soient, la concentration de
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matériel émulsifiant disponible, la température, le pH, etc (McClements, 2016b). Les protéines adsorbées à la surface des GG ont été caractérisées (Mulder and Walstra, 1974, Cano-Ruiz and Richter, 1997, Walstra, 2003c, 2005d, Zamora et al., 2012a). On rapporte une proportion plus élevée de caséines par rapport aux protéines sériques (Mulder and Walstra, 1974, Cano-Ruiz and Richter, 1997, Walstra, 2003c, 2005d, Zamora et al., 2012a).
1.1.2.3.1.2 Propriétés de coagulation du lait et de la crème homogénéisés
Lait
Selon plusieurs auteurs, le temps de prise du gel n’est pas influencé par l’homogénéisation du lait (Green et al., 1983, Tosh and Dalgleish, 1998, Zamora et al., 2012b). Zamora et al. (2007) ont toutefois observé une diminution d’environ 10% du temps de prise suite à l’homogénéisation du lait. Guinee et al. (1997) attribuent le temps de prise plus court au niveau critique de caséine hydrolysée nécessaire pour amorcer la coagulation. Suite à l’homogénéisation, des caséines viennent s’adsorber à la surface des GG, mais la concentration de caséine κ en surface des GG est nettement plus faible qu’en surface des micelles de caséine. Le taux d’hydrolyse requis pour que les gouttelettes enrobées de caséine s’agglomèrent est donc plus faible (Guinee et al., 1997). De plus, la vitesse de formation du gel diminue lorsque le lait est homogénéisé (Green et al., 1983, Tosh and Dalgleish, 1998, Zamora et al., 2007, Zamora et al., 2012b). Aussi, le G’ du gel après l’emprésurage diminue lorsque le lait est homogénéisé (Peters, 1956, Green et al., 1983, Zamora et al., 2007, Thomann et al., 2008, Zamora et al., 2012b). Peters (1956) et Green et al. (1983) ont observé une diminution de la constante de vitesse de contraction du caillé pour du lait homogénéisé. Selon Green et al. (1983), la réduction de la capacité de contraction du caillé est occasionnée par des interactions entre les caséines et la MG nuisant aux interactions mutuelles entre les micelles de caséine. Thomann et al. (2008) ont observé une diminution de la synérèse pour du lait homogénéisé et Zamora et al. (2007) ont observé une augmentation d’humidité des caillés obtenus à partir de lait homogénéisé.
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Crème
Quelques études rapportent les effets de l’homogénéisation appliquée à la crème, plutôt qu’au lait. Nair et al. (2000) n’ont pas remarqué de différence dans le temps de prise d’un lait standardisé avec de la crème homogénéisée, alors que Oommen et al. (2000) ont observé une augmentation du temps de prise de 8,5%. Lorsque du lait standardisé avec une crème homogénéisée est utilisé, Nair et al. (2000) et Oommen et al. (2000) ont observé une augmentation de la vitesse de formation du gel. Pour la fermeté du caillé, Oommen et al. (2000) n’ont vu aucun effet associé à l’utilisation d’une crème homogénéisée, alors que Nair et al. (2000) ont observé une augmentation.
1.1.2.3.1.3 Fromages faits à partir de lait ou crème homogénéisés
Lait
Quelques auteurs ont observé une augmentation de la rétention lipidique pour les fromages faits à partir de lait homogénéisé (Peters, 1956, Peters et al., 1958). Peters et al. (1958) ont obtenu des rendements ajustés plus élevés pour du lait homogénéisé comparé à un lait non homogénéisé.
Crème
Certains auteurs ont observé une augmentation de l’humidité des fromages faits à partir de lait standardisé avec de la crème homogénéisée (Metzger and Mistry, 1994, Nair et al., 2000, Oommen et al., 2000). De plus, deux auteurs ont obtenu des rétentions protéiques plus élevées pour des fromages produits avec du lait standardisé avec de la crème homogénéisée (Metzger and Mistry, 1994, Nair et al., 2000) alors que Oommen et al. (2000) n’ont observé aucun effet. Une augmentation de la rétention lipidique est observée pour les fromages faits à partir de lait standardisé avec de la crème homogénéisée (Metzger and Mistry, 1994, Nair et al., 2000, Oommen et al., 2000). Aussi, Nair et al. (2000) et Oommen et al. (2000) ont obtenu des rendements plus élevés avec du lait standardisé avec de la crème homogénéisée. De plus, trois groupes de recherche ont observé une augmentation des rendements ajustés lorsque le lait était standardisé avec de la crème homogénéisée (Metzger and Mistry, 1994, Nair et al., 2000, Oommen et al.,
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2000). Également, Metzger and Mistry (1994) ont observé une diminution de la fermeté des fromages produits à partir de lait standardisé avec de la crème homogénéisée. Les changements de texture des fromages pendant 24 semaines de maturation n’ont toutefois pas été influencés par l’utilisation d’une crème homogénéisée pour standardiser le lait fromager (Nair et al., 2000, Oommen et al., 2000).
1.1.2.3.2 Homogénéisation haute pression (HHP) ou ultra haute pression