Article pp.349-354 du Vol.26 n°4 (2006)

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NOTE

Extraction et dosage de la matière grasse sur des emmentals de composition et de taille différentes en globules gras : comparaison de trois méthodes de mesure

É. Beaucher

SUMMARY

Extraction and proportioning of the fat content on emmentals of different com- position and size in fatty globules: comparison of three methods of measure- ment

Two methods for rapid measurement of fat content in Emmental cheese were com- pared with the SBR reference method (Schmid-Bondzynski-Ratzlaff). The two rapid methods were butyric acid measurement processes using butyrometres, known as Van Gulik and Heiss methods. Three types of Emmental cheese ripened for ten weeks were analysed: control Emmental, small fat globule Emmental and large fat globule Emmental.

According to the statistical analysis (ANOVA with two factors), all the effects: the cheese, method of measurement and the interaction cheese ✕ method are significant.

The method Van Gulick gives values significantly lower (all confused cheeses), but in the case of cheese “large fat globules”, it gives results significantly higher. The method of Heiss whatever is the size of fat globules gives non-significant results com- pared to the SBR method. With respect to the method of reference, we can estimate that the method of Heiss gives values closer than the method of Van Gulik. Neverthe- less, according to small differences obtained in fat content of cheeses, these two rapid methods can be used to an industrial scale to analyse emmentals with composition of variable fat content

Keywords

Schmid-Bondzynski-Ratzlaff, Van Gulik, Heiss, Emmental, fat content.

RÉSUMÉ

Nous avons comparé deux méthodes de dosage rapide de la matière grasse de l’emmental par rapport à la méthode de référence SBR (Schmid-Bondzynski-Ratzlaff).

Ces deux méthodes rapides appelées « Van Gulik » et « Heiss » sont des procédés acido-butyrométriques. Trois types d’emmentals, affinés 10 semaines ont été analysés : emmental témoin, emmental petits globules et emmental gros globules de matière grasse.

D’après l’analyse statistique (ANOVA à deux facteurs), tous les effets sont significatifs : le fromage, la méthode de mesure et l’interaction fromage ✕ méthode.

UMR Science et Technologie du Lait et de l’Œuf – INRA – Agrocampus – 65, rue de Saint-Brieuc – 35042 Rennes cedex – France.

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La méthode Van Gulik donne des valeurs significativement inférieures (tous fromages confondus), mais dans le cas du fromage « gros globules », elle donne des résultats significativement supérieurs ; La méthode de Heiss quelle que soit la taille des globules gras donne des résultats non significativement différents de la méthode SBR.

Vis-à-vis de la méthode de référence, nous pouvons estimer que la méthode de Heiss donne des valeurs plus proche que la méthode de Van Gulik, Toutefois, les différen- ces mesurées sont faibles. Ainsi, à l’échelle industrielle, ce sont deux méthodes qui peuvent être utilisées en routine pour analyser des emmentals à composition de matière grasse variable.

Mots clés

Schmid-Bondzynski-Ratzlaff, Van Gulik, Heiss, emmental, matière grasse.

1 – INTRODUCTION

La France est le premier producteur mondial d’emmental. La production en 20 ans a augmenté de 30 % c’est-à-dire de 178 352 tonnes en 1983 à 243 000 tonnes en 2003.

C’est le fromage le plus produit en France.

Aujourd’hui la recherche agroalimentaire et les industriels laitiers souhaitent améliorer et développer de nouveaux produits, comme des fromages avec des propriétés structu- rales et sensorielles nouvelles ayant un intérêt nutritionnel. Par exemple l’un des axes de recherche du laboratoire est d’étudier l’effet de la taille des globules gras et leurs proprié- tés. D’après MICHALSKI et al., (2004), l’utilisation de laits riches en petits globules gras améliorerait le rendement, l’humidité et la protéolyse, le caractère fondant des fromages.

C’est dans ce cadre qu’il semble intéressant de savoir si les méthodes dites rapides et couramment utilisées, dont la méthode de Heiss et surtout la méthode de Van Gulik don- nent des résultats fiables.

2 – MATÉRIELS ET MÉTHODES

2.1 Échantillons utilisés

Trois emmentals ont été fabriqués en utilisant la même technologie. L’emmental témoin a été obtenu à partir d’un lait standard dont la taille des globules gras varient de 0,1 µm à 10 µm (moyenne 4 µm), les emmentals petits globules gras et gros globules gras ont été respectivement préparés à partir d’un lait dont la matière grasse a été stan- dardisée essentiellement avec des petits globules gras de taille moyenne de 3 µm et ou des gros globules gras de taille moyenne de 6 µm par microfiltration tangentielle (brevet GOUDEDRANCHE et al., n° FR2.776.208.A1, 1998). Après affinage, pendant 10 semaines, des échantillons de 0,5 kg ont été prélevés à mi-rayon dans chaque meule, puis ont été broyés pour être analysés.

2.2 Analyse des fromages

Les valeurs des extraits secs totaux (EST) des trois emmentals ont été déterminées selon la méthode décrite dans la norme française AFNOR NF V04-282 (1985) et ceux de

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la matière azotée totale (MAT) par la norme AFNOR NF V04-211 (1971). Ces analyses ont été réalisées en double.

La teneur en matière grasse des fromages a été déterminée en utilisant les trois méthodes suivantes :

– La méthode de référence SBR selon la norme française AFNOR NF V04-286 (1988).

– La méthode acido-butyrométrique de Van Gulik selon la norme AFNOR NF V04-287 (1972).

– La méthode acido-butyrométrique de Heiss (Heiss, 1961)

Chaque échantillon de fromage a été analysé cinq fois avec chacune des méthodes.

2.3 Traitement statistique des données

Nous avons procédé à une analyse de la variance en utilisant le logiciel « Statgraphics 5 Plus » (Manugistics, Inc. 2115 East Jefferson Street, Rockville, Maryland 20852, U.S.A).

3 – RÉSULTATS ET DISCUSSION

Les valeurs des trois emmentals sont les suivantes : pour l’emmental témoin l’EST est de 640 g/kg et la MAT de 285 g/kg, l’emmental petits globules gras a un EST de 628 g/kg et une MAT de 280 g/kg et l’emmental gros globules gras a un EST de 646 g/kg et une MAT de 287 g/kg. Les teneurs en matière grasse des trois types d’emmental avec chacune des méthodes sont présentées dans le tableau 1.

Tableau 1

Résultats du dosage de la matière grasse par la méthode de Van Gulik, de Heiss et de la méthode de référence SBR sur les trois emmentals.

Table 1

Results of the proportioning of the fat content by the method of Van Gulik, of Heiss and method of reference SBR on the three emmentals.

3.1 Effet méthode

3.1.1 Méthode de Van Gulik

La méthode de Van Gulik donne des valeurs significativement inférieures (tous fromages confondus P ≥ 0,99), mais dans le cas du fromage « gros globules », elle donne des résultats significativement supérieurs. La différence avec la méthode SBR est très faible (0,3 %), ce qui est en contradiction avec les observations faites par CADOR et MACHEREL

Méthode VanGulick Méthode Heiss Méthode SBR g/kg Écart Type g/kg Écart Type g/kg Écart Type

Témoin 309 2,24 312 2,74 312,8 0,89

Petits Globules 300 0 300 0 301,7 0,8

Gros Globules 316 2,24 315 0 315,1 1,27

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(1944) concernant la méthode de V^AN G^ULIK (voir paragraphe 3.3.2). Ceci pourrait s’expliquer par l’utilisation de l’alcool isoamylique, puisque d’après DESFLEURS et BAILLEUL (1975), l’usage de l’alcool isoamylique peut majorer les résultats du dosage de la matière grasse obtenu par la méthode de Van Gulik, surtout lorsque les fromages sont affinés (FIL 152A, 1997). En effet, les acides gras libérés au cours de l’affinage s’estérifient avec l’alcool isoamylique voire même il peut se produire une transestérification entre les trigly- cérides et l’alcool isoamylique ce qui majorerait le résultat trouvé.

Ce phénomène n’a pas été observé ni avec l’emmental témoin, ni avec l’emmental petits globules gras, mais uniquement dans l’emmental gros globules gras. Or, d’après BRIARD et al., (2003), et MILCHALSKI et al., (2004), la membrane des gros globules gras du lait est en proportion beaucoup plus petite que celle des petits globules gras du lait. Les lipases ont beaucoup plus facilement accès au noyau du globule gras et donc aux trigly- cérides, ce qui va libérer plus d’acides gras aliphatiques. A fortiori, il y aurait donc plus d’estérification avec l’alcool isoamylique sur l’emmental gros globules ce qui majore le résultat.

Cependant, il serait intéressant de savoir quelle était la composition de l’alcool isoamylique utilisé par D^ESFLEURS et B^AILLEUL (1975). En effet d’après T^ROSSAT (2000), les résultats diffèrent selon la composition de l’alcool isoamylique en ce qui concerne la méthode Gerber.

Si la méthode de Van Gulik donne des résultats significativement inférieurs c’est en partie dû aux résultats trouvés sur l’emmental témoin. En fait lors d’un essai sur l’emmental témoin trois phases ont été observées sur un butyromètre de Van Gulik : une phase supérieure qui est la matière grasse, une phase inférieure qui est la phase protéique dis- soute et une phase intermédiaire qui a l’aspect d’un mélange de matière grasse et de phase organique. Or cette phase intermédiaire n’a pas été comptée lors de la lecture de la matière grasse ce qui fait que le taux de matière grasse lu a été inférieur de 6 g/kg par rapport aux quatre autres essais. Ce phénomène a déjà été observé sur des analyses de routines au sein du laboratoire. Ceci est peut-être dû aux protéines mal dissoutes par l’acide qui se mettent à l’interface de quelques globules gras et empêchent une bonne dissociation des deux phases. Cela pourrait être dû aussi aux phospholipides de la matière grasse car ce phénomène a également été observé sur des dosages de matière grasse par la méthode Gerber de produit laitier enrichi en phospholipides. Étant donné le caractère amphiphile des phospholipides cela pourrait expliquer ce phénomène et aussi pourquoi nous avons une valeur significativement inférieure pour les petits globules qui ont une membrane riche en phospholipides.

3.1.2 Méthodes de Heiss

Sur le tableau 2, nous pouvons observer que la méthode de Heiss donne des résul- tats non significativement différents (P < 0,95) de la méthode SBR que ce soit la taille des globules des matières grasses. Ceci est sûrement dû au choix de l’acide car comme l’a démontré DESFLEURS et BAILLEUL (1975), le mélange acide perchlorique, acide acétique améliore la dissolution de la phase protéique et à aucun moment nous n’avons observé de phase intermédiaire ce qui confirme que l’acide employé pour la méthode de Heiss est plus efficace que celui employé par la méthode de Van Gulik. Ainsi, les résultats obtenus sur des fromages à pâte pressée cuite rejoignent celles de DESFLEURS et BAILLEUL (1975).

Toutefois, la méthode de Heiss présente quelques inconvénients par rapport à la méthode de Van Gulik, elle utilise un mélange acide acétique/acide perchlorique plus coûteux que l’acide sulfurique. De plus, l’acide perchlorique doit être manipulé et entre- posé avec précaution (risques de brûlure grave et d’explosion sous l’action de la chaleur).

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Tableau 2 Analyse de variance.

Comparaison des résultats du dosage de la matière grasse effectués sur chaque emmental par les trois méthodes : Van Gulik, Heiss et SBR.

Analyse de variance et estimation du modèle.

Table 2 Analyze variance.

Comparison of fat levels in emmental cheese as detected by the three methods:

Van Gulik, Heiss and SBR.

Analysis of variance and model estimation.

3.2 Effet taille des globules de matière grasse

Hormis l’interaction entre la méthode Van Gulick et l’emmental à gros globules gras, le seul effet significatif (P ≥ 0.99) sur la valeur mesurée de teneur en matière grasse est l’effet fromage. En effet, il n’était pas possible d’obtenir les trois types de fromages avec exactement la même teneur en matière grasse du fait de l’influence de la taille des globules gras sur le rendement fromager ou autrement dit, sur les coefficients de récupération des composants du lait mis en œuvre (MICHALSKI et al., 2004).

Tableau 3 Estimation du modèle.

Table 3 Estimate of the model.

Effet Degré de liberté Somme des carrés

Moyenne

des carrés Fisher Probabilités critiques

Méthode 2 17,81 8,91 3,9153 0,02894 *

Taille ✕ Méthode 4 34,65 8,66 3,8085 0,01107 *

Résiduel 36 81,89 2,27

Effet Estimation Erreur standard Student Probabilité critique Ordonnée à l’origine 312,8060 0,6745 463,751 < 2e-16 ***

Méthode Heiss – 0,8060 0,9539 – 0,845 0,403720

Méthode Van Gulick – 3,8060 0,95 – 3,990 0,000310 ***

Petits Globules ✕ Méthode Heiss – 0,8640 1,3490 – 0,640 0,525928 Gros Globules ✕ Méthode Heiss 0,6720 1,3490 0,498 0,621417 Petits Globules ✕ Méthode Van Gulick 2,1360 1,3490 1,583 0,122085 Gros Globules ✕ Méthode Van Gulick 4,6720 1,3490 3,463 0,001395 **

Codes de significativité : 0 “***” 0,001 “**” 0,01 “*” 0,05 “.” 0,1 “ ”1

Pour l’ajustement du modèle, les niveaux de référence des facteurs « tailles » et « méthodes » sont, respectivement, témoin et SBR : les effets indiqués se rapportent à ces niveaux de référence.

Erreur standard résiduel : 1,508.

R² multiple : 0,9567 R² ajusté : 0,9471 Fisher : 99.4

Probabilité critique : < 2,2 e-16

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4 – CONCLUSION

Par comparaison avec la méthode de référence (SBR), la méthode de Heiss donne des valeurs non significativement différentes, alors que la méthode de Van Gulik donne une valeur significativement inférieure (tous fromages confondus) et significativement supérieure dans le cas de l’emmental gros globules.

En conclusion, et compte tenu des faibles différences observées, ces deux méthodes rapides peuvent être utilisées en routine sur des emmentals affinés ayant une composition en globules gras variable. Cependant il est intéressant de noter que la taille du globule gras joue un rôle non négligeable sur le résultat final en particulier avec la méthode de Van Gulik.

5 – REMERCIEMENTS

Je remercie vivement Valérie Briard-Bion et Pierre Schuck pour leurs conseils et leurs aides, qui m’ont permis d’écrire cet article. Je remercie également Stéphane Pezennec pour son aide sur l’analyse statistique de mes résultats.

RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES

AFNOR (Association Française de NORmali- sation), 1993. Recueil de normes françai- ses. Contrôle de la qualité des produits alimentaires lait et produits laitiers.

AFNOR, Paris La Défense.

BRIARD V., LECONTE N., MICHEL F., MICHALSKI M.C., 2003. The fatty acid composition of small and large naturally occuring milk fat globules. Eur. J. Lipid Sci. Technol., 105, 677-682.

CADOR P., MACHEREL P., 1944. Dosage de la matière grasse des crèmes. Le Lait, 24, 289-310.

DESFLEURS M., BAILLEUL B., 1975. Dosage rapide de la matière grasse des fromages.

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FIL (Fédération International de Laiterie) 152A : 1997. Lait et produits laitiers. Détermina- tion de la teneur en matière grasse. Guide

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GOUDEDRANCHE H., MAUBOIS L., FAU- QUANT J., 1998. Produits, en particulier laitiers, comprenant des fractions sélectionnées de globules gras, obtention et applications. Brevet français n° 2.776.208.A1, 1998.

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MICHALSKI M.C., CAMIER B., BRIARD V., LECONTE N., GASSI J.Y., GOUDEDRAN- CHE H., MICHEL F., FAUQUANT J., 2004.

The size of native milk fat globules affects physico-chemical and functional properties of Emmental cheese. Le Lait, 84, 343-358.

TROSSAT P., 2000. Détermination de la matière grasse. Rev. Lait. Fr., 599, 28-30.