Introduction

Un choix diversifié de yogourts est disponible auprès des consommateurs canadiens. Parmi ceux-ci, on retrouve des yogourts sans gras (< 0,05 % de matières grasses (MG)), faibles en gras (1 à 3% de MG) et des yogourts riches en MG (jusqu’à 10 %) (Danone)).

La fabrication du yogourt comprend, entre autres, une standardisation des mélanges laitiers (ML) à yogourts, une homogénéisation, un traitement thermique et une fermentation. Cette dernière se fait dans les pots de consommation, qui sont ensuite entreposés à basse température pour les yogourts de type ferme tandis qu’elle est effectuée dans des cuves industrielles pour les yogourts de type brassé. Par la suite, le gel de yogourt formé en cuve est brassé, lissé, partiellement refroidi et pompé dans les pots de consommation qui seront entreposés à basse température. Comparativement au yogourt ferme, ces étapes successives causent une déstructuration importante du réseau protéique gélifié et une diminution de la fermeté et de la viscosité du yogourt brassé, qui peuvent être partiellement récupérées durant l’entreposage (Haque, A., Richardson, R. K., et al. (2001), Krzeminski, Alina, Großhable, Katja, et al. (2011) et Ramaswamy, Hosahalli S., Chen, Cuiren R., et al. (2015)).

La standardisation et la fortification de la composition des ML en protéines et en solides totaux (ST) (solides non gras (SNG) et MG), par l’ajout d’ingrédients laitiers (concentrés protéiques de lactosérum (CPL), poudres de lait écrémé (PLÉ), isolats protéique de lactosérum, caséinates de calcium, etc.), permet d’obtenir des propriétés physico-chimiques, texturales et rhéologiques supérieures à des yogourts non fortifiés (Kalab, M., Allan-Wojtas, P., et al. (1983), Krzeminski, Alina, Großhable, Katja, et al. (2011), Marafon, A. P., Sumi, A., et al. (2011), Sodini, I., Remeuf, F., et al. (2004), Wu, Sha, Li, Dong, et al. (2009)). Remeuf, F., Mohammed, S., et al. (2003) ont démontré que la variation de la teneur en caséines (CN), protéines sériques (PS) et du ratio CN/PS, en ajoutant de la PLÉ ou du CPL dans un lait standardisé à 2,5 % de MG, modifiait les propriétés des yogourts, brassés à l’aide d’un disque perforé. Ainsi, l’ajout de PLÉ dans le lait standardisé réduisait la taille des micelles de CN et augmentait la capacité de rétention d’eau dans le yogourt brassé mais, cela réduisait la viscosité apparente de ce dernier

comparativement à l’ajout de CPL dans lait standardisé. La présence de CPL permettait d’obtenir un réseau protéique plus homogène constitué de plusieurs petites mailles et chaînes de micelles de CN. Par contre, Sandoval-Castilla, O., Lobato-Calleros, C., et al. (2004) rapportent qu’une utilisation excessive de ces ingrédients laitiers (PLÉ, CPL ou caséinates de sodium) peut créer certains défauts tels qu’une texture granuleuse, une distribution irrégulière des particules de protéines et même une sur-acidification. Ces auteurs ajoutent qu’il est possible de réduire l’utilisation des ingrédients laitiers en remplaçant une fraction de ces derniers par des MG et/ou des substituts de MG pour obtenir des propriétés texturales et rhéologiques supérieures au yogourt fermes sans gras et ce, sans les défauts reliés à une surutilisation des ingrédients laitiers. Lee, W. J.et Lucey, J. A. (2010), Nguyen, Hanh Thi Hong, Ong, Lydia, et al. (2014), Nguyen, Hanh Thi Hong, Ong, Lydia, et al. (2015) et Ong, L., Dagastine, R. R., et al. (2010) ont démontré qu’après l’homogénéisation des globules gras, leur taille est réduite de 5 µm à 1-2 µm de diamètre et que leur membrane est modifiée après un traitement thermique de sorte qu’elles sont majoritairement recouvertes de micelles de CN pouvant participer à la formation du réseau protéique pendant la fermentation. La MG contribue donc à former un réseau protéique ayant une capacité de rétention d’eau, une fermeté et une viscosité supérieure aux yogourts sans gras.

En laboratoire il est difficile recréer un brassage du yogourt de type industriel. Quelques auteurs ont utilisé des méthodes de brassage du yogourt à l’échelle laboratoire en utilisant une cuillère, une tige reliée à une plaque perforée ou un mélangeur à hélice (Famelart, M. H., Guyomarc’h, F., et al. (2011), Haque, A., Richardson, R. K., et al. (2001), Pereira, Rogerio, Matia-Merino, Lara, et al. (2006)). Ces études ont permis de démontrer qu’un brassage de type laboratoire d’un yogourt ferme cause un bris des liens protéiques, diminuant la fermeté et la viscosité du yogourt brassé comparativement au yogourt ferme (Haque, A., Richardson, R. K., et al. (2001), Krzeminski, Alina, Großhable, Katja, et al. (2011), Lamontagne, M. (2010), Serra, M., Trujillo, A. J., et al. (2009)). Cependant, ce type de brassage ne représente pas adéquatement la complexité du processus de brassage et de conditionnement à l’échelle industrielle. Peu d’auteurs ont démontré l’impact séquentiel du brassage et de l’écoulement du yogourt dans des tuyaux en conditions simulant les conditions industrielles. Schmitt, L., Ghnassia, G., et al. (1998) et

Abu-Jdayil, Basim, Nasser, M. S., et al. (2013) ont utilisé un système pilote et semi- industriel combinant un réservoir à yogourt, une pompe, et un tuyau droit de 2 à 10 m de long et ils ont conclu que l’écoulement du yogourt brassé dans un tuyau impliquait un cisaillement important contre les parois, ce qui causait une déstructuration du réseau protéique, surtout en absence de MG. En effet, les yogourts riches en MG résistaient davantage aux traitements mécaniques et à la contrainte de cisaillement. La viscosité apparente était donc plus élevée dans les yogourts riches en MG comparativement au yogourt sans gras. Les méthodes utilisées par les auteurs se rapprochaient plus du procédé industriel que les méthodes de brassage en laboratoire. Cependant, les auteurs n’ont pas précisé les méthodes de brassage et de refroidissement utilisées pour conditionner le yogourt brassé à 20 °C, ni l’impact de la pompe sur les propriétés rhéologiques du yogourt brassé. De plus, leur système n’incluait pas de lissage, ce qui peut aussi avoir un impact important sur les propriétés physico-chimiques, texturales et rhéologiques des yogourts brassés.

L’utilisation d’un banc d’essai pilote complet (brassage en cuve, pompage, lissage, écoulement dans les tuyaux, refroidissement de type industriel) permettrait donc de se rapprocher davantage des conditions industrielles de production de yogourt brassé pour déterminer leur impact cumulatif. De plus, l’utilisation d’un système de refroidissement tubulaire, comparativement à un refroidissement avec un système à plaques, permettrait de minimiser le cisaillement subi par le yogourt brassé, et donc de réduire le niveau de déstructuration du gel. Finalement, comme pour les yogourts de type ferme, les MG permettraient la formation d’interactions entre les GGH et les CN, à la différence des yogourts sans gras ne contenant pas de MG. Les interactions entre les GGH et les CN contribueraient à une plus grande résistance au cisaillement due au brassage et au refroidissement. La présence de MG dans les yogourts permettrait donc d’obtenir une fermeté et une viscosité plus élevées pendant l’entreposage comparativement aux yogourts sans gras de type brassé (Abu-Jdayil, Basim, Nasser, M. S., et al. (2013)).

L’objectif de cette étude était de déterminer l’impact de la teneur en solides totaux et en matières grasses sur les propriétés physico-chimiques, texturales et rhéologiques de différents yogourts, brassés en utilisant un banc d’essai pilote comprenant deux types de

refroidissement industriel : un échangeur de chaleur industriel à plaques provoquant un cisaillement élevée et un échangeur de chaleur de type tubulaire provoquant un faible cisaillement.