NOTE
Effet de la nature botanique des pâturages sur les caractéristiques sensorielles
du fromage de Beaufort
B. Martin*1, S. Buchin2, A. Hauwuy3
SUMMARY
Influence of the botanical composition of the highland pastures on the sensory characteristics of the Beaufort cheeses.
The aim of the trial was to study the relationships between the sensory properties of Beaufort cheeses made by a farmhouse producer using highland pastures (between 1800 and 2500 m elevation) and the botanical composition of the pad- dock. It consisted in comparing the chemical (including volatile compounds) and sensory properties of 9 cheeses made when cows were grazing 3 different areas of the alpine zone, where the botanical composition of the grass varied widely.
Cheeses from the first area, characterised by their soft flavour, differed mainly from cheeses from the second and third areas, characterised by their stronger flavour.
Cheeses from the first area were also the richest in terpenoid compounds originat- ing from the aromatic plants of the paddock where cows pastured and the poorest in protein-derived volatile compounds. This latter observation suggests that terpe- nes did not contribute directly to cheese aroma but that they are negatively corre- lated to other volatile compounds such as protein-derived ones. Cheeses from the second area, characterised by their adhesive texture and intense and animal fla- vour differed also from cheese from the third area characterised by their pungent taste. It was possible to partly attribute the differences in texture to the dry matter, fat in dry and secondary proteolysis and the differences in flavour to primary prote- olysis and to the presence of sulphur compounds in cheeses from the second area. This trial contributes in demonstrating the relationship between the botanical composition of pasture and the sensory properties of derived cheeses.
Keywords
Beaufort cheese, sensory analysis, pasture, volatile compounds.
1. Institut National de la Recherche Agronomique – Unité de Recherches sur les Herbivores – Theix, F-63122 Saint-Genès-Champanelle – France.
© Lavoisier – La photocopie non autorisée est un délit
RÉSUMÉ
Afin de vérifier l’effet de la nature botanique de la végétation pâturée sur les caractéristiques sensorielles du fromage de Beaufort, les fromages fabri- qués par un producteur fermier au cours de 3 périodes pendant lesquelles les animaux pâturaient des zones différentes d’un même alpage (altitude comprise entre 1 800 et 2 500 m) ont été comparées. La végétation de la zone 1 était plus diversifiée que celle des zones 2 et 3. Les fromages fabri- qués lors du pâturage sur la première zone ont été globalement moins aro- matiques (moins salés et acides avec des arômes moins « intense »,
« diversifié », « animal » et « épicé ») que ceux fabriqués lors du pâturage sur les zones 2 et 3. Par ailleurs, les fromages de la zone 1 étaient les plus riches quantitativement et qualitativement en composés volatils d’origine végétale (terpènes) et les plus pauvres en composés volatils d’origine protéi- que. Cette dernière observation suggère que les terpènes ne participent pas directement à l’arôme des fromages mais qu’ils ralentissent la formation des composés volatils d’origine protéique. Les particularités sensorielles des fro- mages produits sur les 2 autres zones de pâturage sont discutées en fonc- tion de leur composition chimique et de la nature botanique des pâturages.
Mots clés
Fromage Beaufort, analyse sensorielle, végétation d’alpage, composés vola- tils.
1 – INTRODUCTION
L’existence d’un lien entre les caractéristiques des fromages et le terroir dont ils sont issus constitue un des fondements de la notion d’Appellation d’Origine Protégée. Parmi les éléments du terroir, la composition botanique des fourrages qui dépend du milieu naturel et des pratiques agricoles est un élé- ment particulièrement intéressant dans la mesure où il n’est pas délocalisable.
Récemment, plusieurs travaux ont été mis en place pour déterminer l’effet de la composition botanique des pâturages sur les caractéristiques sensorielles des fromages. Les résultats obtenus sur le fromage d’Abondance (pâte pressée demi-cuite) ont clairement montré l’existence d’un effet de la flore des pâtura- ges sur les caractéristiques sensorielles des fromages (BUCHIN et al., 1999 ; BUGAUD et al., 2001a et b). L’objectif de ce travail était de valider ce résultat sur d’autres types de végétation et sur un autre modèle fromager : le Beaufort, un fromage à pâte pressée cuite fabriqué à partir de lait cru et entier, d’un poids moyen de 40 kg.
2 – MATÉRIEL ET MÉTHODES
2.1 Dispositif expérimental
L’étude a été réalisée chez un producteur de Beaufort fermier qui utilise un alpage dont l’altitude varie entre 1 800 et 2 500 m. Le producteur dispose d’un troupeau de 120 vaches de race Abondance et Tarentaise. L’étude a consisté à comparer les caractéristiques de fromages fabriqués par le producteur au cours de 3 périodes successives pendant lesquelles les animaux pâturaient des zones de l’alpage où la composition botanique des pâturages était très différente, en raison des pratiques de fertilisation, de la pente, du régime hydrique et de l’alti- tude. La zone 1 (2 200 m d’altitude) pâturée entre le 25 juin et le 3 juillet se caractérise par sa forte pente et son caractère séchant. Les graminées repré- sentent 38 % des espèces (Festuca rubra, Nardus stricta et Festuca ovina) et les principales autres espèces (n = 36) sont Carex sempervirens, Plantago atrata, Thymus serphyllum et Carlina acaulis. La zone 2 (2 050 m d’altitude) pâturée entre le 4 et 10 juillet se caractérise par sa faible pente et son caractère plus frais. Les graminées représentent 47 % des espèces (Agrostis capillaris, Phléum alpinum et Festuca rubra) et les autres espèces (n = 24) sont dominées par Alchemilia xanthochlora, Polygonum bistorta et Trifolium repens. La zone 3, de haute altitude (2 500 m) est plus vaste et hétérogène. Elle a été pâturée entre le 10 et le 25 août. Les graminées (29 % des espèces) sont constituées presque exclusivement de Nardus stricta, et les autres espèces (n = 30) sont dominées par Trifolium alpinum, Carex curvula et Leontodon pyrenaicus. Le pâturage était rationné (fil avancé 2 fois par jour) sur les zones 1 et 2 et libre sur une surface plus vaste sur la zone 3.
Au cours de chacune des 3 périodes, 3 fromages fabriqués à des dates dif- férentes après au moins 4 jours de pâturage sur la zone ont été prélevés, affi- nés dans les mêmes conditions, et analysés après 9 mois d’affinage. Au cours de chaque période, la nature botanique des pâturages, le stade végétatif de l’herbe et la composition et les caractéristiques du troupeau (stade de lactation, problèmes sanitaires éventuels) ont été relevés. Les fabrications fromagères ont également fait l’objet d’un suivi de façon à vérifier que la technologie fromagère était identique d’une période à l’autre. La dose et la nature du coagulant, la température du lait à l’emprésurage, le temps de coagulation observé visuelle- ment, le temps de durcissement, la durée du décaillage et la taille du grain, les températures et les durées de chauffage, de brassage, de soutirage, de pres- sage et de démoulage ainsi que le pH, l’extrait sec et le gras/sec des fromages au démoulage (20 heures) ont été relevés.
Après 9 mois d’affinage, les 9 fromages identifiés ont fait l’objet des analy- ses suivantes : pH, gras/sec, calcium, chlorures et fractions azotées comme décrit par BUGAUD et al. (2001a et b). Les composés volatils ont été extraits par head-space dynamique (purge and trap LSC 3000, Tekmar), à partir de 10 g de fromage coupés en cubes de 7 mm de côté, par un courant d’hélium de 40 ml/min, pendant 15 min, à 25 °C. Ils ont été séparés par chromatogra-
© Lavoisier – La photocopie non autorisée est un délit
40 °C pendant 5 min, suivie d’un gradient de température de 3 °C/min, jusqu’à 230 °C pendant 2 min, détectés et identifiés par spectrométrie de masse (MSD 5973 Agilent Technologie), et quantifiés en unité de surface arbi- traire à partir d’un ion spécifique pour chaque composé. Les analyses senso- rielles ont été réalisées par un jury spécialisé pour le fromage de Beaufort composés de 12 juges experts. Les fromages ont été analysés lors de 3 séan- ces au cours desquelles chaque juge notait les 21 descripteurs sur une échelle structurée de 0 à 7.
2.2 Traitement des données
Les données ont été traitées par analyse de variance en introduisant dans le modèle : 1/ la zone de pâturage, pour les données concernant la composition chimique des fromages, 2/ la zone, le juge et l’interaction zone x juge, pour les données sensorielles. Les descripteurs sensoriels pour lesquels un effet signifi- catif de la zone de pâturage a été mis en évidence par l’analyse de variance (11 sur 21 descripteurs) ont été utilisés en variables actives dans une Analyse en Composantes Principales (ACP), dans laquelle les données relatives à la composition chimique des fromages ont été introduites en variables supplé- mentaires (composés volatils : 199 composés quantifiés dans les fromages et composition physico-chimique : 8 variables).
3 – RÉSULTATS ET DISCUSSION
3.1 Caractéristiques sensorielles des fromages
Les caractéristiques sensorielles des fromages sont présentées dans le tableau 1. Les fromages produits sur la zone 1 s’opposent à ceux produits sur les zones 2 et 3 par leur saveur moins salée et acide, ainsi que par leur arôme moins intense, diversifié, animal et épicé. Les fromages issus de la zone 2 se caractérisent par leur odeur plus intense et animale et ceux issus de la zone 3 par leur texture moins adhésive. Les fromages issus de la zone 3 s’opposent également à ceux issus de la zone 1 par leur saveur plus piquante et leur arôme de noisette plus marqué. Les caractéristiques des fromages sont visualisées de façon plus globale sur le plan factoriel 1-2 de l’ACP (figure 1). Le premier axe de l’ACP oppose globalement les fromages selon l’intensité des arômes et des saveurs (les fromages de la zone 1 du côté des faibles intensités, les fromages des zones 2 et 3 du côté des fortes intensités). Les fromages des zones 2 et 3, globalement plus aromatiques, se différencient sur le deuxième axe de l’ACP, qui oppose les odeurs « intense » et « animale », associées à la texture adhé- sive (zone 2) d’une part, à la saveur piquante, caractéristique des fromages de la zone 3, d’autre part.
Tableau 1
Caractéristiques sensorielles des fromages issus des différentes zones de pâturage.
Table 1
Sensory properties of cheeses made on the different areas of pasture.
Zone 1 Zone 2 Zone 3 ETR1 Si2
Texture ferme 4,1 4,2 4,5 0,8 ns
Texture élastique 2,9 3,2 3,3 0,7 ns
Texture fondante 4,8 4,7 4,4 0,9 ns
Texture adhésive 4,4b 4,6b 4,1a 0,8 *
Saveur salée 3,9a 4,4b 4,7b 0,6 **
Saveur acide 1,9a 2,3b 2,4b 0,7 *
Saveur amère 2,1 2,4 2,3 0,8 ns
Saveur piquante 2,4a 2,7ab 3,1b 0,6 *
Odeur intense 4,9a 5,5b 4,7a 0,8 **
Odeur diversifiée 3,7 3,9 3,9 0,7 ns
Odeur de lait 3,2 3,6 3,2 0,7 ns
Odeur de beurre 3,1 2,8 3,1 1,1 ns
Odeur animale 2,7a 3,8b 2,4a 0,8 ***
Arôme intense 4,9a 5,5b 5,3ab 0,7 *
Arôme diversifié 3,4a 4,0b 3,8b 0,5 **
Arôme animal 2,6a 3,3b 3,1b 0,7 **
Arôme noisette 1,4a 1,7ab 1,9b 0,6 *
Arôme épicé 1,7a 2,3b 2,3b 0,7 *
Arôme de lait 3,2 3,6 3,3 0,8 ns
Arôme de beurre 2,8 2,5 2,8 0,9 ns
Arôme de citron 1,4 1,6 1,4 0,3 ns
1 : Écart type résiduel, 2 : Signification Statistique.
ns : non significatif, * : p < 0,05, ** : p < 0,01, *** : p < 0,001. Au sein d’une même ligne, les valeurs avec des lettres différentes diffèrent au seuil de 5 %.
© Lavoisier – La photocopie non autorisée est un délit
3.2 Éléments d’explications des caractéristiques sensorielles
Les terpènes et leurs dérivés (hydrocarbures insaturés à 10 atomes de car- bone) sont bien représentés sur la partie gauche du premier axe de l’ACP et ils s’opposent sur cet axe aux composés d’origine protéique issus du catabolisme des acides aminés : cétones, esters et aldhéhydes ramifiés (acides aminés hydrophobes), composés soufrés (acides aminés soufrés) et quelques compo- sés benzéniques comme le benzaldéhyde, le phénol et la phényl-éthanone (aci- des aminés aromatiques). La richesse en composés terpéniques des fromages de la zone 1 s’explique par la présence de plantes qui sont abondamment
O intense T adhésive
O animale
A diversifié A intense A noisette A animal
S acide A épicé
S salée S piquante Axe 2
24 %
Axe 1 56 %
ES G/S
Ca
Cl NH3 (cétones) NPN/NS
NS/NT composés
benzéniques
octènes
(benzéniques) terpènes
et dérivés
composés d’origine protéique (soufrés)
(esters)
(aldéhydes) T1
T3 T2
fromages zone 1
fromages zone 3 fromages
zone 2
(entre parenthèses) : représentation des familles chimiques auxquelles appartiennent les composés volatils d’origine protéique, T1 : m-cymène, T2 : δ2-carène, T3 : δ3-carène, ES : Extrait sec, G/S : Gras/Sec, Ca : Calcium, Cl : Chlorures, NS/NT : Azote soluble/Azote total,
NPN/NS : Azote non protéique/Azote soluble, A : Arôme, O : Odeur, S : saveur.
(between brackets): representation of the chemical families of the protein-derived volatile compounds, T1: m-cymène, T2 : δ2-carène, T3: δ3-carène, ES: Dry Matter, G/S: Fat in Dry, Ca: Calcium, Cl: Chlorures, NS/NT: Soluble Nitrogen/Total Nitrogen, NPN/NS: Non Protein Nitrogen/Soluble Nitrogen, A : Aroma, O: Odour, S: Taste.
Figure 1
Représentation sur le plan 1-2 de l’ACP des caractéristiques sensorielles (variables actives) et chimiques (variables supplémentaires) des fromages
et projection de la position des fromages sur le cercle des corrélations.
Principal component analysis of the sensory attributes of the cheeses (active variables) and the chemical characteristics measured (supplementary variables):
plot of principal components 1 and 2. Correlation circle and representation of cheeses.
pourvues en terpènes, comme les différents Thymus (6 % de la végétation) ou l’Achillea millefolium (CORNU et al., 2001). Il faut noter que, compte tenu du mode de pâturage « au fil », les plantes consommées par les animaux sont vrai- semblablement représentatives des plantes présentes sur ce pâturage. Les fro- mages de cette zone sont également caractérisés par des quantités plus faibles pour la majorité des autres composés, en particulier ceux provenant du catabo- lisme des acides aminés. Ceci expliquerait leur caractère moins aromatique.
Cette opposition entre l’abondance des terpènes et l’intensité de la perception d’arômes forts dans les fromages (notes animales, fermentées) a déjà été relevée dans des essais similaires réalisés sur le fromage d’Abondance (BUCHIN
et al., 1999 ; BUGAUD et al., 2001a). Nos observations semblent ainsi confirmer que la contribution directe des terpènes à l’arôme des fromages est faible, et qu’en revanche, ces molécules pourraient interagir négativement avec la forma- tion d’autres familles de composés issus des synthèses microbiennes comme cela a déjà été suggéré par SCEHOVIC et al., (1998) sur le fromage l’Etivaz et vérifié par BUGAUD et al., (2001a) sur le fromage Abondance. L’intensité ou la diversité (équivalent du caractère fruité de certains types de fromages) de l’odeur ou de l’arôme présentent les relations les plus fortes avec des composés d’origine protéique. Ce type de relations a déjà été observé par BER- DAGUE et al. (1988, 1990) dans le Comté et l’Emmental, et BUGAUD et al. (2001a) dans le fromage d’Abondance, ce qui laisse supposer que le catabolisme des acides aminés est déterminant pour l’arôme de ce type de fromages. À l'excep- tion des composés soufrés qui, du fait de leur faible seuil de perception et de leurs notes aromatiques fortes, participent vraisemblablement au caractère ani- mal des fromages (BUCHIN et al., 1999, BUGAUD et al., 2001a), il est difficile de déterminer si les composés identifiés ont un impact direct sur la flaveur des fro- mages. S’ils sont pour la plupart aromatiques à l’état pur, nous ignorons s’ils sont en quantité suffisante dans les fromages pour être perçus.
Sur le second axe de l’ACP, la texture moins adhésive et la saveur plus piquante des fromages de la zone de plus haute altitude (zone 3) pourraient être reliées à leurs caractéristiques de protéolyse : ils sont plus riches en gros pepti- des (NS/NT supérieur et NPN/NS plus faible). Leur texture est également à relier à leurs teneurs en matière sèche et en matière grasse, respectivement plus éle- vée et plus faible. En ce qui concerne les composés volatils, l’axe 2 sépare les composés benzéniques des zones 1 et 2 et les terpènes de la zone 1 des octè- nes et des m-cymène, δ2- et δ3-carènes de la zone 3. Ces composés sont des traceurs de l’alimentation des animaux, mais leur impact direct sur l’arôme est sans doute négligeable (BUGAUD et al., 2000, BUGAUD et al., 2001a).
L’explication des différences entre les fromages des zones 2 et 3 n’est pas aisée. En particulier, les différences de protéolyse et d’extrait sec ne peuvent pas s’expliquer par les paramètres de fabrication ou les caractéristiques des animaux que nous avons contrôlés et qui étaient très voisines mais nous ne dis- posons d’aucun élément nous permettant de les attribuer à la composition botanique des pâturages. De même, la composition en terpènes des fromages de la zone 3, où seuls trois composés prédominent (le m-cymène et les δ2- et δ3-carènes), est difficile à mettre en relation avec la composition botanique du pâturage correspondant. Compte tenu de la surface importante et de l’hétéro-
© Lavoisier – La photocopie non autorisée est un délit
4 – CONCLUSION
Cette étude a permis de confirmer que la nature botanique des pâturages de haute altitude pouvait jouer un rôle non négligeable sur les caractéristiques sen- sorielles des fromages affinés. Cette conclusion, déjà obtenue sur un fromage à pâte pressée demi-cuite (BUGAUD et al., 2001a) peut ainsi être validée sur un fromage à pâte pressée cuite : le Beaufort. Bien que cette étude ne permette pas d’expliquer totalement les mécanismes sous-jacents à l’effet de la compo- sition botanique des pâturages, les éléments obtenus confortent l’hypothèse de l’existence d’une interaction négative entre les terpènes des fromages et cer- tains composés volatils, en particulier ceux qui sont issus du catabolisme des acides aminés, et qui pourraient intervenir dans les arômes intenses, comme le caractère animal. Les différences observées entre fromages selon la zone de pâturage montrent qu’il est important de conserver la diversité des zones de pâturage pour maintenir la diversité des caractéristiques sensorielles des fro- mages.
5 – REMERCIEMENTS
Nous tenons à remercier Jean Dunant, Alain Aubert et Pierre Laurent du Ser- vice technique de l’Union des Producteurs de Beaufort qui ont participé active- ment au suivi de cette étude, André Bornard pour les relevés botaniques et la famille Poccard pour son accueil chaleureux sur son alpage.
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES
BELITZ H.D., GROSCH W., 1999, Food che- mistry, Springer, Paris.
BERDAGUE J.L., GRAPPIN R., 1988, Affinage et qualité du gruyère de Comté. VI. Carac- téristiques sensorielles des fromages, Lait, 68, 189-204.
BERDAGUE J.L., GRAPPIN R., CHAILLET B., CLÉMENT J.F., 1990, Caractérisation de l’emmental français « grand-cru » II. Ana- lyses sensorielles. Lait, 70, 133-145.
BUGAUD C., BORNARD A., HAUWUY A., MARTIN B., SALMON J.C., TESSIER L., BUCHIN S., 2000, Relation entre la com- position botanique des végétations de montagne et leur composition en compo- sés volatils. Fourages, 162, 141-155.
BUCHIN S., MARTIN B., DUPONT D., BOR- NARD A., ACHILLEOS C., 1999, Influence of composition of alpine highland pasture on the chemical, rheological and sensory properties of cheese. J. Dairy Res., 66, 579-588.
BUGAUD C., BUCHIN S., COULON J.B., HAUWUY A., 2001a, Relationships between flavour and chemical composi- tion of Abondance cheese derived from different types of pastures, Lait, 81, 557- 577.
BUGAUD C., BUCHIN S., NOËL Y., TESSIER L., POCHET S., MARTIN B., CHAMBA J.F., 2001b, Relationships between Abon- dance cheese texture, its composition
and that of milk produced by cows gra- zing different types of pastures. Lait, 81, 593-607.
CORNU A., CARNAT A.P., MARTIN B., COU- LON J.B., LAMAISON J.L., BERDAGUÉ J.L., 2001, Solid Phase Microextraction of volatile components from natural grass-
land plants. J. Agric. Food Chem., 49 203- 209.
SCEHOVIC J., JEANGROS B., TROXLER J., BOSSET J.O., 1998, Effets de la composi- tion botanique des herbages pâturés sur quelques composants des fromages de type l’Etivaz ou Gruyère. Rev. Suisse Agric., 30 167-171.
