Chapitre 4. Influence du stockage sur les concentrés de poudres de lait
4.3. Impact du stockage sur les propriétés caractéristiques des poudres de
Dans la section qui suit, nous discutons essentiellement des travaux qui répertorient des évolutions de couleur et d’aptitude à la réhydratation lors du stockage de poudres protéines de lait car ce sont ces propriétés caractéristiques qui seront suivies pour la poudre de PPCN étudiée.
- Changement de couleur et brunissement
La couleur de la poudre est une propriété essentielle pour le consommateur, gage de qualité, naturalité et authenticité. La couleur blanche initiale des poudres de lait est donc LA propriété indispensable à conserver pour les poudres. De plus, cette propriété est facilement accessible. De ce fait, la plupart des études scientifiques sur le vieillissement des poudres se sont intéressées à l’évolution de la couleur lors du stockage des poudres de protéines de lait, et ont notamment tenté d’éclaircir le lien existant entre le brunissement des poudres et la réaction de Maillard (RM) (Anema et
études discutent, soit directement de l’évolution au cours du stockage des composantes du modèle colorimétrique choisi pour représenter les couleurs (par exemple RVB ou CIEL*a*b*), soit de l’évolution d’un indice global de brunissement recalculé à partir des composantes du modèle colorimétrique tel que défini par Maskan et al., (2001). Dans le modèle colorimétrique CIE L*a*b*, la composante a* représente les variations rouge-vert. La composante a* varie de 600 niveaux sur un axe vert (−300) → rouge (+299). La composante b* représente les variations jaune-bleu. La composante b* varie 600 niveaux sur un axe bleu (−300) → jaune (+299). La composante L* décrit la clarté (valeurs de gris) et va de 0 (Noir) à 100 (Blanc).
Maskan et al., (2001) ou encore Anese et al., (1999) ont démontré que le séchage d’aliments, avant stockage, pouvait engendrer une RM.
Par exemple, Maskan (2001) montrent clairement que son indice de brunissement calculé par l’équation (1) dépend très fortement du temps et de la température de l’air utilisé au séchage.
𝐼𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 𝑑𝑒 𝑏𝑟𝑢𝑛𝑖𝑠𝑠𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡 =[100(𝑥 −0,31)]
0,17 with:
𝑥 =
(𝑎+1,75𝐿)
(5,645𝐿+𝑎 −3,012𝑏) (Eq).1
Dans l’équation (1), le modèle colorimétrique CIE L*a*b* est utilisé.
La RM peut se poursuivre lors du stockage. Le et al., (2012) ont suivi l’évolution des composantes L* a* et b* durant un stockage à 30 °C d’une poudre de lait concentré en protéines à 80 % et d’une poudre de protéines sériques. Ils ont démontré une augmentation de l’indicateur b* au cours du stockage et donc un jaunissement de la poudre. Ces auteurs montrent que la température et le temps de stockage amplifient et accélèrent le brunissement de la poudre. Ces auteurs ont également établi une
corrélation entre l’augmentation d’hydroxyméthylfurfural (HMF), produit de la réaction de Maillard (RM), et l'apparition de couleur brune.
Beaucoup d’auteurs, abordant le brunissement, évoquent que le lactose est à l’origine du déclenchement de la RM (Anema et al., 2006; Le et al., 2011b; Morgan et al., 2005; van Boekel, 1998). Néanmoins le taux de lactose nécessaire à l’initiation de la RM n’est que très rarement discuté. Signalons qu’au-delà des évolutions de couleur, il est souvent mentionné que les réarrangements avec le lactose sont à l’origine de la formation d’insolubles. Des études suggèrent ainsi que les nouveaux composés formés lors de la RM comme le glyoxal, methylglyoxal ou3-deoxyglucosone peuvent être responsables des liaisons entre caséines lors du stockage (Le et al., 2011b; Le et al., 2013). Mais là encore, le lien entre lactose et insoluble est plus pressenti que réellement établi.
- Diminution de la solubilité et de la capacité de réhydratation
L’aptitude à la réhydratation des poudres est une propriété d’usage vitale et il est essentiel que cette propriété soit conservée lors du stockage. En effet, une dissolution incomplète engendre une perte en protéine mais aussi un risque de ne pas atteindre la fonctionnalité (pouvoir texturant, moussant,…) visée du dérivé laitier au terme de la reconstitution de la poudre (Crowley et al., 2015). Malheureusement, il a été observé par de nombreux auteurs que les propriétés de réhydratation étaient modifiées de façon significative au cours du stockage (Anema et al., 2006; Gazi and Huppertz, 2015; Haque et al., 2011; Mimouni et al., 2010b; Schokker et al., 2011) en particulier sous conditions sévères (stockage à haute température et humidité élevée).
Selon Havea et al., (2006), l’augmentation du taux d’insolubles serait due principalement aux interactions entre protéines hydrophobes. Anema et al., (2006) ont pour leur part établi que les insolubles étaient principalement constitués de caséines
Plus récemment, Schokker et al. (2011) ont suggéré que le ralentissement des cinétiques de réhydratation était majoritairement dû aux difficultés croissantes rencontrées pour individualiser les MC des poudres vieillies.
Enfin, Gazi et Huppertz et al., (2015) ont démontré que seules les caséines micellaires voient leurs aptitudes à la réhydratation réduites au cours du stockage, alors que les caséines non micellaires restaient non altérées par le stockage. Cela a permis de confirmer les résultats de Schokker et al., (2011) qui suggéraient que l'augmentation de la concentration en caséines non micellaires avant le séchage pouvait réduire la perte de solubilisation lors du stockage. Pour augmenter la teneur en caséines non micellaires, Schokker et al., (2011) ont proposé l’ajout de caséinates de sodium avant le séchage du concentré.
Plusieurs études ont également cherché à agir en amont sur les paramètres du procédé (filtration, séchage par atomisation)(Schuck et al., 1994a). Schuck et al., (1994a) ont tenté de jouer sur les conditions de température d’entrée de séchage pour améliorer la solubilité des poudres. D’autres auteurs ont cherché à adapter la formulation initiale du retentât pour réduire la formation du taux d’insolubles constaté sur les poudres reconstituées après le stockage (Carr et al., 2002). Ainsi Carr et al., (2002) ont démontré que le remplacement des ions calcium par des ions sodium améliorait la solubilité des poudres de lait. De la même manière, l'addition de sels monovalents au retentât ultrafiltré avant l’étape d’évaporation/séchage a été suggérée afin d’augmenter la solubilité à froid.