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Submitted on 3 Jun 2020
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Les perspectives pour la recherche laitière comme moteur d’innovation
Sylvie Lortal
To cite this version:
Sylvie Lortal. Les perspectives pour la recherche laitière comme moteur d’innovation. Colloque STELA / Symposium, May 2011, Quebec, Canada. 2011. �hal-01454482�
La recherche,
moteur de l’innovation dans la filière lait
Perspectives
Colloque Stela, 30-31 mai 2011, Québec
Le lait, une matière première sans équivalent….
2
• Conçu pour nourrir = aliment par essence et un réservoir de connaissances
• Richesse de composition incomparable
• Universel = consommé presque partout dans le monde
• Fragile à l’égard des contaminations microbiennes
• Objet de transformations multiples de l’artisanal à la plus haute technicité
2
Un système biologique complexe, en équilibre …
Réseau de caséines (blanc) Réseau de caséines (blanc)
Globules gras • En émulsion dans le lait
• Surface interfaciale:
2,85 m
2/L
• Membrane avec structure originale
Protéines sériques
β-lactoglobuline (3,2 g/kg)
α-lactalbumine (1,2 g/kg)
• structure moléculaire connue
Interactions ??
Micelles de caséines
• 4 caséines : βCN, α
s1CN, α
s2CN et κ CN en interaction avec des minéraux (Ca et P)
• Structure
supramoléculaire ?
Lactose
Minéraux
4 4 4
Riche, réactif, fermentescible…et fractionnable !
Eléments constitutifs séparables par leur taille moléculaire et leur charge
L’innovation ?
L'innovation est l'un des principaux moyens pour acquérir un avantage compétitif
en répondant aux besoins du marché.
Innover, c'est créer de nouveaux produits, développer des produits existants, optimiser son système de production.
• On peut innover ponctuellement, on parle alors d’innovation produit ou opérationnelle.
• On peut aussi entrer dans une logique d’innovation permanente, sur le long terme.
Cela ne consiste plus à acquérir un avantage compétitif mais à pérenniser cette
compétitivité : on parle d'innovation durable
innovation durable
6
Développer valeur ajoutée Résoudre des problèmes de qualité au sens large ou de sécurité sanitaire
Connaître systèmes réels
Recruter et se former en continu
Développer et fournir de l’expertise
Produire des connaissances
> Si besoin, développer nouvelles méthodes d’exploration
Comprendre les mécanismes, souvent systèmes modèles Former des étudiants
Industrie laitière
Recherche laitière
Le lien Recherche & Industrie
Traduction problématique industrielle en question de recherche – Quel est le système modèle pertinent ?
Travail avec l’ensemble de la filière (expertise publique )
Acquisition de connaissances moyen et long terme - ressourcement
Indicateur : publications
Exigence de confidentialité Besoin réponse à court / moyen terme
Travail sur leurs systèmes réels Indicateur : chiffre d’affaire
Pourquoi c’est parfois difficile ?
8 8
• Respect contraintes et attentes respectives
• Bénéfices réciproques
• Confiance • Temps
Le lien Recherche & Industrie
Les clés d’une interaction
réussie
L’exemple de la Filière Lait en France
• 1
reindustrie agro-alimentaire, 25 milliards d’euros, 25% à l’exportation
• Secteur hétérogène : 10 grandes compagnies & coopératives + 300 PME-PMI
• 95% lait est transformé
• Filière dynamique, diversité et innovation
Interprofession très structurée depuis 1973 Volonté d’interaction forte avec la recherche
• 24 milliards litres lait
• 2
erang Europe
• 100 000 producteurs
10 10
• 1,1 litre de lait consommé / personne / jour
• 1/3 des lipides et 1/4 des protéines de notre alimentation sont d’origine laitière
• 12% du lait est transformé en laits liquides conditionnés par traitement thermique
• 12% du lait est transformé en poudre
• 45% du lait est transformé en fromage et laits fermentés
• 28% sont transformés en beurre et crème
La consommation du lait en France
Co-produits
Fractionnement
• Qualité du lait
• Sécurité et diversité des produits
• Fractionnement : 4
egénération d’ingrédients fonctionnels
Avancées majeures de la filière lait
12 12
1970-2004 :
Laboratoire de recherche
en technologie laitière, INRA Rennes
Science du lait
Technologies à membrane Rayonnement international
35 ans de proximité et de partenariat avec l’industrie
Jean Louis Maubois
2004 : création de l’Unité Mixte de Recherche
« Science et technologie du lait et de l’œuf »
• Implication renforcée dans l’enseign
tsup.
• Objets d’étude et compétences élargies
• 75 permanents
• 23 doctorants
• 5000 m² laboratoires
• Plateforme Lait (ISO9001)
• CRB Bactéries d’intérêt alimentaire (ISO9001)
•
Composition
• Structure
Matières premières
Fermentation Trait. thermique Fractionnement Séchage
• Maîtrise des procédés
• Ecoconception Transformation s
Produits / diversité Ingrédients Nutraceutiques Assemblages Matrices
• Qualité / sécurité µ
• Mécanismes Fonctionnalités
Produits
Homme Enfant
Populations.
ciblées
Applications non alimentaires
• Nutrition / Santé
• Digestibilité Alimentation
14
Champs d’investigation
http://www.rennes.inra.fr/stlo_eng/
Les équipes thématiques
16 16
La Plateforme LAIT
Fractionnement par membranes
Traitement thermique
Technologie
fromagère Séchage
• Plateforme expérimentale de recherche 800m² / lait et dérivés
• Opérations technologiques de l’industrie laitière
• Différentes matières premières : lait, babeurre, colostrum, …
• A l’échelle pilote (diversité et flexibilité des équipements)
Le CRB Bactéries d’intérêt alimentaire – CIRM BIA
Préservation et exploration de la biodiversité
12 genres 99 espèces
4000 souches
18
18
Le partenariat
une spécificité reconnue de l’UMR STLO
qui dynamise les deux filières
20
Modalités interactions avec industrie laitière
• 6 Cellules de R&D hébergées
3 PME et 3 coopératives
• Formation continue
17 sessions /an 220 stagiaires
• Des contrats : interprofession, grands groupes français et internationaux, PME
• Une gestion centralisée via la cellule de partenariat
20
Nos partenaires
• 40% du budget de fonctionnement
• S’impliquent dans nos thématiques
• Soutiennent nos manifestations
• Recrutent nos doctorants (1 sur 2)
Des bénéfices réciproques
Un impact tangible
• 21 contrats, 5 Brevets, 2 logiciels
• 90% partenaires lisent nos publications
• 86% estiment que la collaboration a
permis d’élever le degré d’expertise
de leur entreprise
22
Deux exemples concrets de partenariats fructueux
22
1- Séchage par atomisation
2- Microbiologie laitière
≈ 40% de la surface membranaire des IAA
Opérations de séparation à membrane Séchage par atomisation
≈ 50% de l’extrait sec du lait Poudre
≈ ¼ de la consommation énergétique de l’IL
Poudre Concentré
Air Entrée
Chambre
Air Sortie Fines Pression
Ecoulement tangentiel
Perméat
membrane
Rétentat
1- Préparation et diversification des ingrédients
fonctionnels laitiers
24
1- Problématique
Prédiction des paramètres de séchage
7- Nouvelle problématique
Accès à des paramètres supplémentaires
Améliorer la précision des résultats + méthode
Cellule R&D Montaigu
Il était une fois le logiciel SD 2 P …
2- Partenariat &
Contrat de recherche
5- Valorisation
Logiciel déposé à l’APP
4- Résultats scientifiques
2 Publications, 5 Conférences, 2 posters, 1 chapitre d’ouvrage, 2 articles de vulgarisation, 1 fait marquant 1 fait marquant
3- Encadrement Thèse
1 Thèse
6- Transfert industriel
18 ‘SD
2P
’ dont 4 à l’étranger (USA, AUS, CH, NL)
CA de 230 K€
24
BIONOV
Tour pilote d’évaporation et de séchage par
atomisation
•Industriels laitiers : création d’une SA en 1991 – Financement de la tour avec la Région
•INRA –STLO a mis à disposition un ingénieur pour piloter la tour au quotidien
•Tour utilisée pour essais industriels (20-25) ou essais INRA ou essais INRA en partenariat
•Outil majeur de développement de la thématique séchage – Transfert et formation
•INRA instrumente la tour (2004) pour le bénéfice de tous
2- Fromages et laits fermentés : une voie de
valorisation toujours essentielle en volume … et des spécificités françaises
• 1,7 million de tonnes de fromage : 15% au lait cru et 45 AOC
• diversité : toutes les technologies représentées
• 2
econsommateur européen : 85% des foyers
en consomment une fois par jour - 24 kg/an/p
• 1,5 millions de tonnes de yaourts et laits fermentés
• 21 kg/an/p - 600 000 tonnes de desserts lactés
• diversité et créativité
• vecteurs de probiotiques (très réglementé)
26
Optimiser la sélection des levains
Préserver et explorer la biodiversité
0 1 2 3 4 5 6 7 8
0 5 10 15 20 25 30
time (h)
sec4 expression
0 50 100 150 200 250
0 5 10 15 20 25 30 time (h)
hld expression
RNAIII sec CNIEL - Standa - Lactalis
NABAB : inhibition toxinogénèse staph.
FUNGINIB : inhibition de moisissures
Robot haut débit
Exploration de la biodiversité en partenariat
CNIEL -STANDA –LACTALIS…
28
Et demain ?
La recherche fondamentale en cours…
Quelques flashs rapides !
28
• Protéines laitières
Explorer leurs structures dans différents contextes et à différentes échelles pour mieux comprendre leurs fonctionnalités et aussi leurs capacités d’auto-assemblage :
Biopolymères naturels
1µm 2µm
0.5 µm 2µm
1µm 2µm
0.5 µm 2µm
