illustration Simple de l’ordre de traitement de la crème fraîche de fabrication.
Ingredientsmodifier
crème de culture.
la crème sure transformée peut inclure l’un des additifs et conservateurs suivants: lactosérum de grade A, Amidon alimentaire modifié, phosphate de sodium, citrate de sodium, gomme de guar, carraghénane, sulfate de calcium, sorbate de potassium et gomme de caroube.
Compositionmodifier
Le lait est composé d’environ 3,0 à 3,5% de protéines. Les principales protéines dans la crème sont les caséines et les protéines de lactosérum., De la fraction totale des protéines du lait, les caséines représentent 80% tandis que les protéines de lactosérum représentent 20%. Il existe quatre classes principales de caséines; β-caséines, α(s1)-caséines, α(s2)-caséine et κ-caséines. Ces protéines de caséine forment une particule colloïdale multi-moléculaire connue sous le nom de micelle de caséine. Les protéines mentionnées ont une affinité pour se lier avec d’autres protéines de caséine, ou pour se lier avec le phosphate de calcium, et cette liaison est ce qui forme les agrégats. Les micelles de caséine sont des agrégats de β-caséines, α(S1)-caséines, α(s2)-caséines, qui sont enrobées de κ-caséines., Les protéines sont maintenues ensemble par de petites grappes de phosphate de calcium colloïdal, la micelle contient également de la lipase, du citrate, des ions mineurs et des enzymes plasmin, ainsi que du sérum de lait piégé. La micelle est également enduite dans des parties de κ-caséines qui est connue sous le nom de couche de cheveux, ayant une densité plus faible que le noyau de la micelle. Les micelles de caséine sont des structures plutôt poreuses, allant de 50 à 250 nm de diamètre et les structures représentent en moyenne 6 à 12% de la fraction volumique totale du lait., La structure est poreuse afin de pouvoir contenir une quantité suffisante d’eau, sa structure aide également à la réactivité de la micelle. La formation de molécules de caséine dans la micelle est très inhabituelle en raison de la grande quantité de résidus de proline de la β-caséine (les résidus de proline perturbent la formation d’hélix α et de feuillets β ) et parce que les κ-caséines ne contiennent qu’un seul résidu de phosphorylation (ce sont des glycoprotéines). Le nombre élevé de résidus de proline inhibe la formation de structures secondaires fermées telles que les hélices α et les feuilles β-plissées., Les κ-caséines étant des glycoprotéines, elles sont stables en présence d’ions calcium, de sorte que les κ-caséines se trouvent sur la couche externe de la micelle pour protéger partiellement les non glycoprotéines β-caséines, α(S1)-caséines, α(s2)-caséines de la précipitation en présence d’ions calcium en excès. En raison de l’absence d’une structure secondaire ou tertiaire forte due aux résidus de proline, les micelles de caséine ne sont pas des particules sensibles à la chaleur. Cependant, ils sont sensibles au pH. Les particules colloïdales sont stables au pH normal du lait qui est 6.5-6.,7, les micelles précipiteront au point isoélectrique du lait qui est un pH de 4,6.
Les protéines qui constituent les 20% restants de la fraction des protéines dans la crème sont connues sous le nom de protéines de lactosérum. Les protéines de lactosérum sont également largement appelées protéines sériques, qui sont utilisées lorsque les protéines de caséine ont été précipitées hors de la solution. Les deux principaux composants des protéines de lactosérum dans le lait sont la β-lactoglobuline et l’α-lactalbumine. Les protéines de lactosérum restantes dans le lait sont; immunoglobulines, albumine sérique bovine et enzymes telles que le lysozyme., Les protéines de lactosérum sont beaucoup plus solubles dans l’eau que les protéines de caséine. La fonction biologique principale de la β-lactoglobuline dans le lait est de servir de moyen de transférer la vitamine A, et la fonction biologique principale de l’α-lactalbumine dans la synthèse du lactose. Les protéines de lactosérum sont très résistantes aux acides et aux enzymes protéolytiques. Cependant, les protéines de lactosérum sont des protéines sensibles à la chaleur, le chauffage du lait provoquera la dénaturation des protéines de lactosérum. La dénaturation de ces protéines se fait en deux étapes., Les structures de la β-lactoglobuline et de l’α-lactalbumine se déploient, puis la deuxième étape est l’agrégation des protéines dans le lait. C’est l’un des principaux facteurs qui permet aux protéines de lactosérum d’avoir de si bonnes propriétés émulsionnantes. Les protéines de lactosérum indigènes sont également connues pour leurs bonnes propriétés de fouettage, et dans les produits laitiers comme décrit ci-dessus leurs propriétés gélifiantes. Lors de la dénaturation des protéines de lactosérum, il y a une augmentation de la capacité de rétention d’eau du produit.,
ProcessingEdit
la fabrication de la crème sure commence par la standardisation de la teneur en matières grasses; cette étape consiste à s’assurer que la quantité désirée ou légale de matières grasses du lait est présente. Comme mentionné précédemment, la quantité minimale de matière grasse du lait qui doit être présente dans la crème sure est de 18%. Au cours de cette étape du processus de fabrication, d’autres ingrédients secs sont ajoutés à la crème; du lactosérum de grade A supplémentaire, par exemple, serait ajouté à ce moment. Un autre additif utilisé au cours de cette étape de traitement sont une série d’ingrédients connus comme stabilisants., Les stabilisants courants ajoutés à la crème sure sont les polysaccharides et la gélatine, y compris l’Amidon alimentaire modifié, la gomme de guar et les carraghénanes. Le raisonnement derrière l’ajout de stabilisants aux produits laitiers fermentés est de fournir de la douceur dans le corps et la texture du produit. Les stabilisants aident également à la structure du gel du produit et réduisent la synérèse du lactosérum. La formation de ces structures de gel, laisse moins d’eau libre pour la synérèse du lactosérum, prolongeant ainsi la durée de conservation. Whey synérèse est la perte d’humidité par l’expulsion du lactosérum., Cette expulsion de lactosérum peut se produire lors du transport de conteneurs contenant la crème sure, en raison de la sensibilité au mouvement et à l’agitation. La prochaine étape du processus de fabrication est l’acidification de la crème. Des acides organiques tels que l’acide citrique ou le citrate de sodium sont ajoutés à la crème avant l’homogénéisation afin d’augmenter l’activité métabolique de la culture de démarrage. Pour préparer le mélange d’homogénéisation, il est chauffé pendant une courte période de temps.,
L’homogénéisation est une méthode de traitement utilisée pour améliorer la qualité de la crème sure en ce qui concerne la couleur, la consistance, la stabilité de la crème et l’onctuosité de la crème cultivée. Au cours de l’homogénéisation, des globules gras plus gros dans la crème sont décomposés en globules de plus petite taille pour permettre une suspension uniforme dans le système. À ce stade du traitement, les globules gras du lait et les protéines de caséine n’interagissent pas les uns avec les autres, une répulsion se produit., Le mélange est homogénéisé, sous homogénéisation à haute pression supérieure à 130 bar (unité) et à une température élevée de 60 °C. La formation des petits globules (de taille inférieure à 2 microns) précédemment mentionnés permet de réduire la formation d’une couche de crème et augmente la viscosité du produit. Il y a aussi une réduction de la séparation du lactosérum, améliorant la couleur blanche de la crème sure.
après homogénéisation de la crème, le mélange doit subir une pasteurisation. La pasteurisation est un traitement thermique doux de la crème, avec le but de tuer toutes les bactéries nocives dans la crème., La crème homogénéisée subit une méthode de pasteurisation à haute température et à courte durée (HTST). Dans ce type de pasteurisation, la crème est chauffée à la température élevée de 85 °C pendant trente minutes. Cette étape de traitement permet un milieu stérile pour le moment où il est temps d’introduire les bactéries de démarrage.
Après le processus de pasteurisation, il y a un processus de refroidissement où le mélange est refroidi à une température de 20C. la raison pour laquelle le mélange a été refroidi à la température de 20C est due au fait qu’il s’agit d’une température idéale pour l’inoculation mésophile., Après que la crème homogénéisée ait été refroidie à 20C, elle est inoculée avec 1-2% de culture active de démarreur. Le type de culture de démarrage Utilisé est essentiel pour la production de crème sure. La culture starter est chargée d’initier le processus de fermentation en permettant à la crème homogénéisée d’atteindre le pH de 4,5 à 4,8. Les bactéries lactiques (ici connues sous le nom de laboratoire) fermentent le lactose en acide lactique, ce sont des anaérobies facultatifs à Gram positif mésophile., Les souches de laboratoire qui sont utilisées pour permettre la fermentation de la production de crème sure sont Lactococcus lactis subsp latic ou Lactococcus lactis subsp cremoris ce sont des bactéries lactiques associées à la production de l’acide. Le laboratoire connu pour produire les arômes de la crème sure est Lactococcus lactis ssp. lactis biovar diacetyllactis. Ensemble, ces bactéries produisent des composés qui abaisseront le pH du mélange et produiront des composés aromatiques tels que le diacétyle.
Après l’inoculation de la culture starter, la crème est mise en portions dans des emballages., Pendant 18 heures, un processus de fermentation a lieu dans lequel le pH est abaissé de 6,5 à 4,6. Après la fermentation, un autre processus de refroidissement a lieu. Après ce processus de refroidissement, la crème sure est emballée dans leurs récipients finaux et envoyée sur le marché.
changements physico-chimiquesmodifier
la crème sure peut également être frite dans de l’huile ou de la graisse, et utilisée sur des plats de nouilles, comme dans la cuisine hongroise
pendant le processus de pasteurisation, les températures sont élevées au-delà du point où toutes les particules, Lorsque la crème est chauffée à des températures supérieures à 70 °C, il y a dénaturation des protéines de lactosérum. Pour éviter la séparation de phase provoquée par l’augmentation de la surface, les globules gras se lient facilement à la β-lactoglobuline dénaturée. L’adsorption des protéines de lactosérum dénaturées (et des protéines de lactosérum liées aux micelles de caséine) augmente le nombre de composants structurels dans le produit; la texture de la crème sure peut être en partie attribuée à cela., La dénaturation des protéines de lactosérum est également connue pour augmenter la force de la réticulation dans le système de crème, en raison de la formation de polymères de protéines de lactosérum.
lorsque la crème est inoculée avec des bactéries de départ et que les bactéries commencent à convertir le lactose en acide lactique, le pH commence à diminuer lentement. Lorsque cette diminution commence, la dissolution du phosphate de calcium se produit, et provoque une baisse rapide du pH. au cours de l’étape de traitement, la fermentation, le pH a été abaissé de 6,5 à 4,6, cette baisse du pH entraîne un changement physico-chimique des micelles de caséine., Rappelons que les protéines de caséine sont stables à la chaleur, mais elles ne sont pas stables dans certaines conditions acides. Les particules colloïdales sont stables au pH normal du lait qui est 6.5-6.7, les micelles précipiteront au point isoélectrique du lait qui est un pH de 4.6. À un pH de 6,5, les micelles de caséine se repoussent en raison de l’électronégativité de la couche externe de la micelle. Au cours de cette baisse du pH, il y a une réduction du potentiel zêta, des charges négatives très nettes dans la crème à aucune charge nette à l’approche du PI., U E = ⌊ 2 ε z f (k a)) 3 η η {\displaystyle U_{E}= \ left\lfloor {\frac{2\varepsilon zf(ka))} {3\eta}}\right \ rfloor } la formule montrée est l’équation de Henry, où z: potentiel zêta, Ue: mobilité électrophorétique, ε: constante diélectrique, η: viscosité et f(ka): fonction de Henry. Cette équation est utilisée pour trouver le potentiel zêta, qui est calculé à trouver le potentiel électrocinétique dans les dispersions colloïdales. Grâce aux interactions électrostatiques, Les molécules de caséine commencent à s’approcher et à s’agréger ensemble., Les protéines de caséine entrent dans un système plus ordonné, attribuant à une forte formation de structure de gel. Les protéines de lactosérum qui ont été dénaturées dans les étapes de chauffage du traitement, sont insolubles à ce pH acide et sont précipitées avec de la caséine.
les interactions impliquées dans la gélification et l’agrégation des micelles de caséine sont les liaisons hydrogène, les interactions hydrophobes, les attractions électrostatiques et les attractions de van der Waals ces interactions dépendent fortement du pH, de la température et du temps., Au point isoélectrique, la charge superficielle nette de la micelle de caséine est nulle et on peut s’attendre à un minimum de répulsion électrostatique. En outre, l’agrégation a lieu en raison des interactions hydrophobes dominantes. Les différences dans le potentiel zêta du lait peuvent être causées par des différences dans les différences de force ionique, qui dépendent à leur tour de la quantité de calcium présente dans le lait. La stabilité du lait est en grande partie due à la répulsion électrostatique des micelles de caséine. Ces micelles de caséine se sont agrégées et précipitées lorsqu’elles approchent des valeurs de potentiel zêta absolu à pH 4,0-4,5., Lorsque la protéine de lactosérum traitée thermiquement et dénaturée recouvre la micelle de caséine, le point isoélectrique de la micelle est élevé au point isoélectrique de la β lactoglobuline (pH approximativement 5,3).
propriétés Rhéologiquesmodifier
La crème sure présente des comportements thixotropes dépendant du temps. Les fluides thixotropes diminuent en viscosité à mesure que le travail est appliqué, et lorsque le produit n’est plus sous contrainte, le fluide retrouve sa viscosité précédente. La viscosité de la crème sure à température ambiante est de 100 000 cP (à titre de comparaison: l’eau a une viscosité de 1 cP à 20 °C)., Les propriétés thixotropes de la crème sure en font un produit aussi polyvalent dans l’industrie alimentaire.