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ARTICLE ORIGINAL ORIGINAL PAPER
Influence de la composition physico-chimique de la matière première fromagère
sur les propriétés rhéologiques
et microstructurales d’un fromage fondu tunisien
H. Gliguem1, S. Bornaz2*, D. Ghorbel3, H. Attia4
SUMMARY
Influence of physicochemical composition of the cheese-making raw material on the rheological and microstructural properties of a Tunisian melted cheese.
The purpose of this study is to evaluate the impact of the composition of the cheese-making raw material on the rheological and microstructural proper- ties of the melted cheese. Within this framework, four batches of cheddar cheese of different ages as their mixing were used. From this study, it comes out that whatever is the raw material, all the cheeses have a more or less marked shear thinning behaviour. This behaviour depends not only on the content of structuring proteins brought by the cheddar cheese batches, but also on the phenomena of reorganisation and the creaming action being able to take place during the melted cheese cooking step. In addition, the analysis of microphotographies of the melted cheese obtained confirms the importance of the choice of the cheese-making raw material in the success of this product.
Keywords
melted cheese, formulation, rheology, microstructure.
RÉSUMÉ
L’objectif de la présente étude est d’évaluer l’impact de la composition de la matière première fromagère sur les propriétés rhéologiques et microstructu- rales du fromage fondu obtenu. Dans ce cadre, quatre lots de cheddar
1. Institut National Agronomique de Tunisie – 43, avenue Charles-Nicolle – 1082 Tunis – Tunisie.
2. École Supérieure des Industries Alimentaires de Tunis – 58, avenue Alain-Savary – 1003 Tunis – Tunisie.
3. Institut National des Sciences Appliquées et Technologie – BP 676 – 1080 Tunis – Tunisie.
4. École Nationale des Ingénieurs de Sfax – BP 3038 – Sfax – Tunisie.
* Correspondance
d’âges différents ainsi que leurs mélanges ont été utilisés. Il ressort que quelle que soit la matière première, tous les fromages obtenus ont un com- portement rhéofluidifiant plus ou moins marqué. Ce comportement dépend non seulement de la teneur en protéines structurantes apportées par les lots de cheddar utilisés, mais aussi des phénomènes de restructuration et de crémage pouvant avoir lieu pendant la phase de cuisson du fromage fondu.
D’autre part, l’analyse des microphotographies des fromages fondus con- firme l’importance du choix de la matière première fromagère dans la qualité de ce produit.
Mots clés
fromage fondu, formulation, rhéologie, microstructure.
1 – INTRODUCTION
Le fromage fondu résulte de la fonte de fromages naturels, suite à l’ajout d’agents séquestrants du calcium (sels de fonte) et à l’apport d’énergie thermi- que et mécanique. Au cours du processus de fonte, deux réactions recouvrent les modifications de la matière première : la peptisation et le crémage. La pepti- sation est la conséquence de l’action des sels de fonte qui jouent le rôle d’échangeurs d’ions. Ce mécanisme correspond à une phase de déstructura- tion chimique aboutissant à la peptisation des caséines (CHAMBRE et DAURELLES, 1997). Le crémage correspond à une phase de restructuration du produit se tra- duisant par son épaississement. Cette réaction s’accompagne d’une hydrata- tion des fines particules de la solution, qui provoque un accroissement de la viscosité de la masse colloïdale (LEE et al., 2003 ; CHAMBRE et DAURELLES, 1997;
PARAT, 1987). Si le crémage est poussé, il se forme des sels complexes de composés phosphoprotéiques insolubles dans l’eau. La matière grasse et la phase aqueuse se séparent, c’est le surcrémage (PARAT, 1987). Ce phénomène peut aussi se manifester au cours du stockage du produit fini (CHAMBRE et DAU- RELLES, 1997).
Plusieurs travaux se sont intéressés à l’étude de la fonte des fromages, en particulier les fromages cheddar et mozzarella. Il a été démontré que la qualité de la fonte du cheddar ne dépendait pas du pH, de la teneur en eau et de la teneur en matière grasse. Cependant, l’âge du cheddar avait une influence sur ce paramètre (ARNOTT et al., 1957). Une corrélation (r = – 0,92) entre les proprié- tés de fonte de ce fromage et la réduction de la teneur en caséine a été établie par GUPTA (1972).
Le contrôle de la qualité et de la stabilité du fromage fondu s’obtient rare- ment en modulant les paramètres du procédé de fabrication, mais le plus sou- vent en standardisant les mélanges de base des matières premières. D’après
BERGER et al. (1989), la fermeté et la consistance de ce produit sont corrélées au pourcentage d’extrait sec total, à la teneur en matière grasse, à la teneur en protéines et à la nature des protéines. MARSHALL (1990), a utilisé des fromages
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tion et les paramètres rhéologiques. Il a montré que le rapport eau/extrait sec dégraissé, qui traduit l’hydratation de la matrice protéique, est inversement cor- rélé aux paramètres rhéologiques. Ainsi, quand le rapport eau/extrait sec dégraissé augmente, la matrice protéique devient moins élastique, plus plasti- que et plus fluide. L’eau agit comme un plastifiant dans cette matrice (TANEYA et al., 1979). Par ailleurs, il s’avère qu’un changement de texture causé par une modification d’un paramètre de composition peut être masqué par l’effet anta- goniste d’un autre paramètre (MARSHALL, 1990).
En se référant aux travaux de CHAMBRE et DAURELLES (1997), il s’avère que l’état physico-chimique et structural des protéines de la matière première utili- sée conditionne pour une grande part la réussite de tout processus de fonte.
Ainsi, selon sa nature, chaque fromage fondu est caractérisé par une certaine consistance, une structure typique et une teneur minimale en caséines intactes nécessaire à la stabilité de l’émulsion. Il a été également constaté, de façon empirique, qu’un fromage fondu devrait avoir une teneur totale en caséines intactes de 12 % dans le produit fini. Ce pourcentage est impossible à atteindre avec des fromages très affinés. L’idéal serait donc d’avoir une matière première de fonte « jeune » dans la pâte, et pour des raisons gustatives « vieille » pour l’arôme (BERGER et al., 1989).
Au cours de ce travail, nous nous proposons d’étudier les relations entre la composition de la matière première, la texture et la structure du fromage fondu pour accéder aux meilleures formulations permettant d’aboutir à la qualité recherchée pour ce produit. Dans un premier temps, une caractérisation de la matière première fromagère, plus particulièrement le cheddar, a été effectuée.
Quant aux ingrédients de second intérêt, ils ont été maintenus constants pour maintenir constante leur influence sur la texture du fromage fondu. Dans un deuxième temps, plusieurs formulations ont été testées et comparées par rap- port à un fromage fondu de référence ayant une texture appréciée par le con- sommateur. Le seul facteur de variation pris en compte est la nature du cheddar utilisé. Enfin, la dernière partie a concerné l’étude des propriétés textu- rales et microstructurales des fromages fondus obtenus et leurs relations avec la composition et la nature de la matière première fromagère.
2 – MATÉRIEL ET MÉTHODES
2.1 Caractérisation de la matière première fromagère
Afin de caractériser les lots de cheddar (importés de Nouvelle-Zélande) utili- sés dans les différentes formulations, plusieurs analyses physico-chimiques ont été réalisées sur ce fromage. Ces analyses ont été réalisées en triple.
Le pH été mesuré avec un appareillage de marque WTW modèle 315i, en introduisant directement l’électrode (Mettler Toledo, InLab 427) dans la pâte. La lecture du pH est effectuée après 30 s de contact.
La matière sèche a été déterminée par dessiccation à l’étuve de 5 g de cheddar râpé, à la température de 102 ± 2 °C jusqu’à poids constant (NT.14.110, 1987).
La détermination de la matière grasse a été réalisée selon la méthode acido- butyrométrique de Van Gulik (NT.14.108, 1987).
L’azote total (NT), l’azote soluble (NS) à pH 4,6 et l’azote non protéique (NNP) ont été déterminés selon la méthode de GRIPON et al., (1975).
L’étude électrophorétique des fractions caséiniques a été réalisée sur un gel de polyacrylamide en présence de dodecyl sulfate de sodium (SDS) et de β-mercaptoéthanol. L’analyse est réalisée sur un appareil Bio-RAD, type EC120 et un générateur Consort type E455.
20 ml d’une solution citratée de fromage est préparée selon la méthodede GRIPON et al. (1975). 10 ml de cette solution obtenue est ensuite dégraissée par addition de 20 ml d’acétone et centrifugée à 1 200 g pendant 15 minutes. Le culot séché est séparé par électrophorèse comme indiqué par LAEMMLI (1970).
La fermeté du cheddar a été mesurée par un pénétromètre de type PNR10 (Petrotest instruments GmbH&CO KG). La masse de la tige est de 47,5 g, alors que celle de l’aiguille conique (corps pénétrant) est de 2,5 g. Les mesures ont été réalisées à une température de 18 °C ± 1 °C en cinq points répartis unifor- mément sur une face cubique (50 mm de côté). La durée de la pénétration est fixée à 25 secondes, et sa profondeur limite est fixée à 10 mm.
2.2 Caractérisation du produit élaboré 2.2.1 Essais et échantillonnages
Les échantillons de fromage fondu ont été fabriqués à la société IAT (Naas- sen, Tunisie), conformément à des recettes préétablies (tableau 1). Les ingré- dients utilisés sont : le cheddar (Nouvelle-Zélande), le beurre (Bridel, France), les poudres de lait écrémé et de lactosérum (BBA, Lactalis Industries, France), les sels de fonte, à base de polyphosphates JOHA (SOFIMA Ostwald, France), l’eau et la préfonte (IAT).
Les ingrédients ont été introduits dans l’appareil de fonte, soit le Cutter Ste- phan 80 L. À l'exception du cheddar, la nature et la teneur des autres ingré- dients ont été gardées identiques. Il en est de même pour les conditions opératoires (programme automatique : température finale de cuisson enregistrée : 95 °C ; temps de cuisson: environ 4 minutes).
Un fromage fondu, fabriqué par la société IAT, et considéré comme ayant une texture correcte (appréciée par le consommateur local), a été pris comme fromage de référence, ceci dans le but de comparer ses propriétés rhéologi- ques et structurales avec celles des différents produits fabriqués.
Les échantillons de fromages fondus ont été prélevés dans les mêmes conditions, juste après leur déchargement de l’appareil de fonte. Ils sont ensuite placés dans des bocaux en plastique, puis gardés à température ambiante jusqu’au moment de l’analyse.
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Tableau 1
Nature de cheddar utilisé pour les différents fromages fondus fabriqués.
Table 1
Nature of cheddar cheese used for the different manufactured melted cheese.
E : essai ; (1), (2), (3), (4) : lots de cheddar conservés à 4 °C respectivement pendant 13 mois, 9 mois, 8 mois et 6 mois
E: testing; (1), (2), (3), (4): Batchs of cheddar cheese stored at 4°C respectively during 13 mounths, 9 mounths, 8 mounths and 6 mounths
2.2.2 Caractérisations rhéologiques
Les propriétés rhéologiques sont étudiées sur un rhéomètre informatisé Stress Tech Rheologica (Rheologica Instruments AB, Lund, Suède) à une tem- pérature de 20 °C ± 0,1 °C et avec un système de mesure de type cône-plan (40 mm, 4°), protégé par un système anti-évaporation. Les essais ont été con- duits à une vitesse de cisaillement de 200s-1. Toutes les analyses ont été effec- tuées en double et les valeurs représentées dans chaque courbe sont les moyennes des résultats obtenus.
2.2.3 Microstructure du fromage fondu par Microscopie Électronique à Balayage (MEB)
Les échantillons de fromage fondu ont été traités comme indiqué par ATTIA
et al. (1993). Ils ont subi, successivement, une fixation avec de la vapeur de glu- taraldehyde à 1 % (v/v) pendant 12 heures à 4 °C, une déshydratation avec un gradient d’alcool allant de 20 % à 100 %, un séchage au point critique de CO2 sur un appareil Baltec CPD 030 et métallisation à l’or sur un appareil Baltec MED 20 (Balzers Union, Balzers, Allemagne). Les observations ont été effec- tuées sur un appareil Philips XL 30 (Philips, Limeil, Brevannes, France).
2.3 Analyse statistique
L’analyse statistique a été réalisée en utilisant le modèle général linéaire GLM du logiciel SAS 7.0, 1997. Les données ont fait l’objet d’un test de Student et d’une analyse de variance.
Désignation Fromage fondu
Pourcentage de cheddar utilisé E1
E2 E3 E4 E5 E6 E7
100 % (1) 100 % (2) 100 % (3) 100 % (4) 20 % (1) + 80 % (4) 60 % (1) + 40 % (4) 80 % (1) + 20 % (4)
3 – RÉSULTATS ET DISCUSSION
3.1 Caractérisation de la matière première fromagère
Les résultats de cette caractérisation physico-chimique sont présentés dans le tableau 2. On constate que le pH augmente légèrement avec l’âge du ched- dar alors que l’extrait sec diminue. Concernant la matière grasse, on remarque une teneur légèrement plus élevée pour le lot conservé le moins longtemps.
Ainsi, l’âge du cheddar a un effet significatif sur ces trois paramètres (P < 0,05).
Tableau 2
Caractérisation physico-chimique des différents lots de fromage de fonte utilisés1.
Table 2
Physico-chemical characterisation of the different batches of processing cheese used1.
1 Moyennes ± écart-type.
1 Means values ± standard deviation.
(1), (2), (3), (4) : lots de cheddar conservés à 4 °C respectivement pendant 13 mois, 9 mois, 8 mois et 6 mois ; ES : Extrait Sec ; MG : Matière Grasse ; MAT : Matière Azotée Totale ; NS : Azote Soluble ; NNP : Azote Non Protéique ; NT : Azote Total.
(1), (2), (3), (4): Batchs of cheddar cheese stored at 4˚C respectively during 13 mounths, 9 mounths, 8 mounths and 6 mounths; ES: dry matter; MG: fat content; MAT: total nitrogenized matter; NS: soluble nitrogen; NNP: non proteic nitrogen; NT: total nitrogen
Les lettres différentes indiquent des différences significatives (P < 0,05) entre les quatre lots de cheddar.
Different letters indicate signifiance (P<0.05) between the four batches of cheddar cheese.
(1) (2) (3) (4)
pH 5,13 ± 0,01a 5,05 ± 0,00 b 5,07 ± 0,00c 5,03 ± 0,01d ES (%)
(%) : g/100 g de fromage 66,65 ± 0,07 a 65,64 ± 0,08 b 67,26 ± 0,03 c 67,77 ± 0,08 d MG (%)
(%) : g/100 g de fromage 37,25 ± 0,17 a 37,50 ± 0,00 a 37,50 ± 0,00 a 38,50 ± 0,17 b MAT (%)
(%) : g N/100 g de fromage 23,80 ± 0,15 a 25,14 ± 0,06 b 25,52 ± 0,11 c 24,69 ± 0,07 d NS (%)
(%) : g N/100 g de fromage 7,46 ± 0,13 a 7,34 ± 0,12 a 6,44 ± 0,17 b 5,74 ± 0,07 c NNP (%)
(%) : g N/100 g de fromage 6,25 ± 0,07 a 6,12 ± 0,08 a b 6,00 ± 0,01 b 4,59 ± 0,09 c NS/NT (%) 31,34 ± 0,46 a 29,20 ± 0,45 b 25,23 ± 0,66 c 23,25 ± 0,32 d Azote caséinique (%)
(%) :g N/100 g de fromage 16,34 ± 0,10 a 17,80 ± 0,13 a 19,08 ± 0,17 b 18,95 ± 0,13 c Teneur en caséine relative (%) 68,65 ± 0,46 a 70,81 ± 0,45 b 74,76 ± 0,66 c 76,75 ± 0,32 d
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Le pourcentage de matières azotées totales (MAT) varie significativement d’un lot de cheddar à un autre (P < 0,05). Par contre, l’étude qualitative de cette fraction montre que les teneurs en azote soluble (NS), essentiellement constitué de peptides et d’acides aminés libres, et en azote non protéique (NNP), sont plus élevées dans le cheddar conservé le plus longtemps (tableau 2).
Le degré de protéolyse (azote soluble (NS)/azote total (NT) (%)) est significa- tivement d’autant plus important que le lot de fromage est plus âgé (P < 0,05).
En parallèle, on constate une diminution aussi bien de l’azote caséinique (NT- NS) que de la caséine relative (azote caséinique/azote total (%)) (tableau 2).
D’après BERGER et al. (1989), la matière première de fonte convient d’autant mieux à la fabrication d’un fromage fondu stable que la teneur en caséine rela- tive est élevée. Ces auteurs affirment également qu’il faut veiller à ce que la teneur en caséine relative du mélange de fonte ne soit pas inférieure à 50 % pour la fabrication de fromage fondu à tartiner.
L’examen des diagrammes électrophorétiques des différents lots de ched- dar révèle une modification importante et remarquable entre ces différents lots (figure 1). En allant du lot le plus jeune (4) à celui du lot le plus vieux (1), on note une intensification des bandes correspondantes aux produits de dégradation (essentiellement αs1I et γ). Ceci pourrait nous renseigner sur la vitesse et la nature de la protéolyse de ce fromage au cours de la conservation.
On constate également qu’une fraction notable de la caséine αs1 a subi des modifications profondes et s’est dégradée en un peptide de plus faible mobilité (αs1I). Ce résultat semble être en concordance avec les affirmations de CHAM- BRE et DAURELLES (1997) ainsi que les travaux de GRIPON et al. (1975) et ceux de WILKINSON et al. (1992). Par ailleurs, CHAMBRE et DAURELLES (1997) ont constaté que la caséine αs1 se dégrade rapidement et n’intervient pas dans le processus
1 2 3 4 Marqueur
de taille
αs1I αβs1
Produits de dégradation
de β
Figure 1
Électrophoregrammes des différents lots de cheddars utilisés.
(1), (2), (3), (4) : lots de cheddar conservés à 4 °C respectivement pendant 13 mois, 9 mois, 8 mois et 6 mois.
Electrophoregrams of the different batches of cheddar cheese used.
(1), (2), (3), (4): Batchs of cheddar cheesestored at 4˚C respectively during 13 mounths, 9 mounths, 8 mounths and 6 mounths.
d’émulsification. Par contre, la caséine β se dégrade plus lentement et c’est elle et ses produits de dégradation qui assureraient l’émulsification (BOGENRIEF et OLSON, 1995 ; CHAMBRE et DAURELLES, 1997).
L’effet de la durée de conservation (à 4 °C) sur la fermeté de la matière pre- mière de fonte montre que les lots 1, 2 et 3 présentent les pâtes les plus molles alors que celle élaborée à partir du lot 4 est la plus ferme (figure 2). Par ailleurs, la fermeté de la pâte étudiée serait mieux expliquée en étudiant la composition et le pH de la matière première fromagère. On remarque que le taux de protéo- lyse le plus fort correspond à la pâte la plus molle. Le ramollissement de la pâte pourrait être ainsi une conséquence de l’avancement du degré de protéolyse de la matrice protéique durant la conservation du cheddar (FEDRICK et DULLEY, 1984 ; TUNICK et al. , 1993). D’ailleurs, ces mêmes auteurs, en étudiant les pro- priétés du fromage cheddar, ont rapporté une corrélation entre la fermeté du fromage et la quantité de caséine αs1 native. LAWRENCE et al. (1987) affirment que lorsque 20 % de la caséine αs1 est hydrolysée en peptide αs1-1, le réseau caséïnique est fortement ramolli.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 2 3 4
a a a b
Profondeur de pénétration (mm)
Figure 2
Fermeté, à 18 ˚C, des différents lots de cheddar exprimée en profondeur de pénétration.
(1), (2), (3), (4) : lots de cheddar conservés à 4 °C respectivement pendant 13 mois, 9 mois, 8 mois et 6 mois.
Les lettres différentes indiquent des différences significatives (P < 0,05) entre les moyennes des profondeurs de pénétration.
L’écart type est représenté par des barres.
Firmness at 18 °C of the different batches of cheddar cheese expressed in-depth of penetration.
(1), (2), (3), (4): Batchs of cheddar cheesestored at 4 °C respectively during 13 mounths, 9 mounths, 8 mounths and 6 mounths.
Different letters indicate signifiance (P<0.05) between means penetration depths.
The standard deviation is indicated by bars.
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3.2 Effet de la nature de la formulation sur les propriétés physiques du fromage fondu élaboré
L’évolution de la viscosité apparente en fonction du temps, à une vitesse de cisaillement constante de 200 s-1, est présentée en figure 3.
Il s’avère que tous ces fromages, quelle que soit la nature de leur matière première, ont un comportement non newtonien, rhéofluidifiant (résultat non montré), dépendant du temps.
Une comparaison des niveaux de viscosité des différents essais, sur l’inter- valle de temps [14 – 55 s], montre que c’est le fromage fondu de référence qui a le comportement non newtonien le plus marqué, par opposition au fromage fondu de l’essai E1 (issu du cheddar conservé le plus longtemps). Par contre, tous les autres fromages ont des comportements non newtoniens, très voisins (figure 4).
0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5
10 20 30 40 50 60
Temps (s)
R E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7
Vitesse apparente (Pa
. s)
Figure 3
Effet du temps, à 20 °C et à vitesse de cisaillement constante (200 s-1), sur la viscosité apparente des fromages fondus issus des différents lots de cheddar.
E : essai ; (1), (2), (3), (4) : lots de cheddar conservés à 4 °C respectivement pendant 13 mois, 9 mois, 8 mois et 6 mois ; (5) : 20% (1) + 80% (4) ; (6) : 60% (1)
+ 40% (4) ; (7) : 80% (1) + 20% (4) ; R : fromage fondu de référence.
L’écart type est représenté par des barres.
Time effect, at 20˚C and constant shear rate (200 s-1), on the apparent viscosity of melted cheeses resulting from the different batches of cheddar cheese.
E: testing; (1), (2), (3), (4): Batchs of cheddar cheesestored at 4 °C respectively during 13 mounths, 9 mounths, 8 mounths and 6 mounths ; (5) : 20% (1) + 80% (4);
(6): 60% (1) + 40% (4); (7): 80% (1) + 20% (4); R: reference melted cheese.
The standard deviation is indicated by bars.
Par ailleurs, l’examen du fromage fondu de l’essai E1, issu du cheddar le plus vieux, montre que ce dernier présente une texture friable (texture cas- sante), avec une exsudation d’eau. Ainsi, un fromage moyennement âgé, pré- sentant une teneur réduite en caséines intactes, ne peut pas être travaillé avec la même intensité qu’un fromage jeune car il possède déjà la structure, qui, pour être obtenue avec les fromages jeunes, nécessite la mise en œuvre plus intensive des phénomènes régissant le processus de fonte (BERGER et al., 1989).
Sachant que tous ces fromages ont subi les mêmes traitements de cuisson et de crémage, on pourrait alors avancer dans ce cas, que ce qui a été le crémage pour le fromage fondu de l’essai E4 (issu du cheddar le plus jeune) serait un surcrémage pour le fromage fondu de l’essai E1. Ce résultat est en accord avec les observations rapportées par BERGER et al. (1989). Ces auteurs confirment qu’une matière première vieille présente une forte tendance au crémage.
D’autre part, en se référant aux travaux de HEERTJE’S (1993), il s’avère qu’une texture surcrémée s’accompagnerait inévitablement d’un phénomène d’exsudation d’eau.
Une première classification concernant les viscosités apparentes des froma- ges fondus issus des essais E2, E3 et E4 montre tout d’abord que ηa (E4) > ηa
η
0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1 1,05
14 24 34 44 54 64
Temps (s)
R E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7
Viscosité apparente/ Viscosité apparente initiale
Figure 4
Effet du temps, à 20 °C et à vitesse de cisaillement constante (200 s-1), sur le rapport viscosité apparente/viscosité apparente initiale.
E : essai ; (1), (2), (3), (4) : lots de cheddar conservés à 4 °C respectivement pendant 13 mois, 9 mois, 8 mois et 6 mois.
Time effect, at 20˚C and constant shear rate (200 s-1), on the ratio apparent viscosity/
initial apparent viscosity.
E: testing; (1), (2), (3), (4): Batchs of cheddar cheesestored at 4°C respectively during 13 mounths, 9 mounths, 8 mounths and 6 mounths.
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entraîne une réticulation plus poussée du fromage et des possibilités d’interac- tions plus importantes et en conséquence une viscosité plus importante.
Une deuxième classification des viscosités apparentes (ηa) sur l’intervalle de temps [14 - 55 s] peut être réalisée en considérant les essais de mélange :
ηa (E6)a > ηa (E1)b > ηa (FF réf)c > ηa (E4)d > ηa (E7)d > ηa (E3)e > ηa (E5)e f > ηa (E2)f Les lettres différentes indiquent des différences significatives (P < 0,05) entre les moyennes des viscosités des différents fromages fondus.
Bien que la formulation de l’essai E5 contient beaucoup plus de protéines structurantes (apportées par le cheddar le plus jeune) que les essais E6 et E7, ces derniers présentent des viscosités plus importantes. Ceci nous inciterait à dire qu’il ne s’agit donc, sûrement pas, d’un simple mélange de produits, mais plutôt d’interactions moléculaires complexes. D’autre part, il est important de signaler que le phénomène de restructuration a un effet très important sur le produit fini. Dans la pratique, ces effets sont multiples et parfois méconnus (BERGER et al., 1989). Toutefois, une étude plus approfondie pour appréhender l’ensemble des réactions qui participent à la formation de cet « édifice » com- plexe, le fromage fondu, sera nécessaire.
La microstructure des fromages fondus issus des préparations sans mélange (E1, E2, E3 et E4) a été comparée à celle du fromage de référence.
La figure 5 (a) montre une microstructure du fromage fondu de référence.
Elle illustre un réseau protéique bien ordonné, formé d’une structure filamen- teuse qui délimite des zones ou des cavités de dimensions et de formes irrégu- lières. Ces cavités visibles peuvent correspondre à l’emplacement initial des globules gras. Compte tenu de la technique préparative utilisée en microscopie électronique, seules les structures protéiques sont visibles, la matière grasse étant solubilisée lors de la phase de déshydratation. Toutefois, il est à remar- quer que les fromages fondus sont des produits contenant une teneur en eau considérable. Il faut donc tenir compte dans l’exploitation de ces microphoto- graphies de la phase aqueuse qui occupait une partie de la structure initiale.
Les cavités peuvent donc correspondre aussi à des pores laissés libres lors de la phase de déshydratation à l’alcool. Cependant, l’emplacement initial des glo- bules gras peut être reconnaissable par l’existence de la totalité ou d’une partie de leur membrane (figure 5 (b)).
La microphotographie du fromage fondu de l’essai E2 montre une structure compacte et pratiquement homogène (figure 5). L’essai E3 présente une struc- ture peu ouverte avec un réseau protéique plus dense que celui du fromage de l’essai E1. L’essai E4 présente une structure encore plus compacte avec la pré- sence d’une matrice protéique diffuse. Les résultats montrent que plus la matière fromagère de fonte utilisée est jeune, plus la matrice protéique du fro- mage fondu élaboré est dense, plus compacte et plus structurée. En comparant la structure du fromage fondu de référence à celle du fromage fondu de l’essai E1 (figure 5 (c)), il apparaît que le fromage fondu de référence présente une structure protéique ouverte avec une porosité importante. Cette matrice protéi- que semble être ramifiée et bien structurée. Par contre, la microstructure du fro- mage E1 semble être moins aérée. Cette différence structurale pourrait être liée à une variation dans la teneur en protéines structurantes entre les deux échan- tillons de fromages, et donc à un état d’hydratation différent. En effet, plus les protéines du fromage de fonte sont hydrolysées, plus elles perdent leurs pro-
priétés émulsifiantes (CHAMBRE et DAURELLES, 1997 ; PARAT, 1987). Ceci pour- rait justifier le phénomène d’exsudation d’eau observé pour le fromage fondu surcrémé issu de la formulation E1, et traduirait le manque de porosité corres- pondante à la localisation de la phase aqueuse initiale.
Les microphotographies des quatre essais (E1, E2, E3 et E4) semblent être différentes de celles du fromage fondu de référence mais aussi différentes entre elles. L’absence de la structure spongieuse pour certains essais pourrait s’expliquer par le choix inadéquat des matières premières de fonte, ceci souli- gnant l’intérêt de préparer des mélanges différents.
La Microscopie Électronique à Balayage est une technique très utilisée pour l’étude des relations entre les microstructures et les propriétés texturales des aliments, et elle nous a permis de visualiser la structure tridimensionnelle des préparations de fromage fondu étudiées. Cette technique ne permet pas l’observation des structures en l’état et les microphotographies obtenues doi- vent être interprétées compte tenu de la méthode de fixation employée.
(a) 5 µm
Figure 5
Microstructure par MEB du fromage fondu.
a, b : Fromage fondu de référence ; c : Essai E1 ; d : Essai E2 ; e : Essai E3 ; f : Essai E4.
Microstructure by MEB of melted cheese
a, b: reference melted cheese; c: testing E1; d: testing E2; e: testing E3; f: testing E4.
© Lavoisier – La photocopie non autorisée est un délit
(b) 2 µm
Membrane d’un globule gras
(c) 5 µm
Figure 5
Microstructure par MEB du fromage fondu.
a, b : Fromage fondu de référence ; c : Essai E1 ; d : Essai E2 ; e : Essai E3 ; f : Essai E4.
Microstructure by MEB of melted cheese
a, b: reference melted cheese; c: testing E1; d: testing E2; e: testing E3; f: testing E4.
(d) 5 µm
(e) 5 µm
Figure 5
Microstructure par MEB du fromage fondu.
a, b : Fromage fondu de référence ; c : Essai E1 ; d : Essai E2 ; e : Essai E3 ; f : Essai E4.
Microstructure by MEB of melted cheese
a, b: reference melted cheese; c: testing E1; d: testing E2; e: testing E3; f: testing E4.
© Lavoisier – La photocopie non autorisée est un délit
4 – CONCLUSION
L’étude des relations composition-texture du fromage fondu montre que le choix des matières premières fromagères constitue une étape déterminante dans la réussite du processus de fonte, processus basé sur deux principales réactions : peptisation et crémage.
Pour mieux comprendre les phénomènes impliqués dans ce système colloï- dal qui est le fromage fondu, une étude microstructurale a été également réali- sée en utilisant la Microscopie Électronique à Balayage. Ce travail a permis de mettre en évidence le rôle de l’âge de la matière première fromagère sur l’orga- nisation structurale des fromages fondus.
5 – REMERCIEMENTS
Cette étude a été réalisée en collaboration avec la société IAT et plus parti- culièrement avec M. Skander KLIBI.
(f) 5 µm
Figure 5
Microstructure par MEB du fromage fondu.
a, b : Fromage fondu de référence ; c : Essai E1 ; d : Essai E2 ; e : Essai E3 ; f : Essai E4.
Microstructure by MEB of melted cheese
a, b: reference melted cheese; c: testing E1; d: testing E2; e: testing E3; f: testing E4.
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