CONTRIBUTION A L’ETUDE DES FROMAGES DE CHEVRE PRODUITS ARTISANALEMENT

TECHNOLOGIE DE FABRICATION DU FROMAGE

Principes généraux Quatre ingrédients principaux interviennent dans la fabrication du fromage : le lait, la présure, les micro-organismes et le sel (BERESFORD et al., 2001). La composition du fromage varie donc en fonction du type de lait utilisé et des paramètres technologiques appliqués. Ces variations se traduisent au niveau des pourcentages des constituants majeurs du fromage que sont l’eau, les lipides, les glucides et les protéines. 29 Plus de mille variétés de fromages sont actuellement recensées à travers le monde (ROSS et al., 2002 ; FOX & MCSWEENEY, 2004). De façon générale, la fabrication du fromage comprend quatre grandes étapes : la prématuration, la coagulation ou formation du gel ou coagulum, l’égouttage ou déshydratation du gel aboutissant à un caillé et l’affinage ou digestion enzymatique du caillé. Cette dernière étape n’existe pas dans le cas des «fromages frais» consommés après égouttage. Ces trois étapes sont généralement précédées d’une phase préalable de préparation du lait. A ces grandes étapes technologiques obligatoires, précédent les étapes qui peuvent être facultatives ou obligatoires selon la technologie, la réglementation et le produit voulu. Il s’agit de l’assainissement de la matière première (filtration, un écrémage et de la standardisation en matières grasses et protéiques ou le rééquilibrage en calcium. Pour redonner au lait pasteurisé (comme au lait refroidi) un comportement normal au cours de la coagulation et de l’égouttage, il suffit généralement de lui ajouter du chlorure de calcium anhydre à une dose maximale de 0,2 g/litre. III.2.1.1 Pré-maturation. Elle a pour but d’améliorer le lait en tant que milieu de culture pour les bactéries lactiques et d’amener le lait à son pH optimum d’emprésurage. Secondairement, elle contribue à reconstituer les équilibres physico-chimiques du lait qui ont été éventuellement été perturbés par des traitements antérieurs (réfrigération principalement). Il existe diverses méthodes de maturation dont le choix est fonction de la qualité du lait reçu, de l’organisation du travail et de la nature du fromage.

Coagulation

La coagulation du lait correspond à une déstabilisation de l’état micellaire originel de la caséine. Les micelles de caséine doivent leur stabilité à deux facteurs: • la charge de surface: les caséines ont un caractère acide très net, au pH normal du lait, elles ont un fort excès de charges négatives ; les micelles sont elles aussi 30 chargées et de fortes répulsions électrostatiques empêchent leur rapprochement ; • le degré d’hydratation: l’eau fixée par les micelles est importante (3,7 g par g de protéines), une partie de cette eau forme autour de chaque micelle une enveloppe d’hydratation protectrice. En fromagerie, la déstabilisation est réalisée soit par voie fermentaire à l’aide de bactéries lactiques, soit par voie enzymatique à l’aide d’enzymes coagulantes, en particulier la présure. Les deux phénomènes peuvent être également associés. 

Egouttage

Le gel formé par acidification ou par action de la présure est dans un état physique instable. Plus ou moins rapidement selon la nature du coagulum, la phase dispersante se sépare spontanément du coagulum sous forme de lactosérum. Ainsi, en observant un gel au repos, on voit spontanément sourdre à sa surface de fines gouttelettes qui grossissent, se rejoignent en traînées festonnées et finalement forment un film liquide. En même temps, le gel se décolle des parois du récipient et diminue de volume. L’égouttage est le résultat de deux phénomènes physiques différents. Un phénomène actif, la synérèse, qui est dû à la contraction du gel et un phénomène passif, résultant de l’aptitude du coagulum à laisser s’écouler le lactosérum occlus. Cette exsudation spontanée du sérum est une des caractéristiques des gels lactiques. La séparation du lactosérum s’accompagne d’une ségrégation des différents composants originels du lait. La plus grande partie de l’eau et du lactose ainsi qu’une petite fraction de la matière grasse et des protéines sont éliminées par le sérum. La plus grande partie des protéines et de la matière grasse est retenue par le coagulum, dont l’extrait sec croît progressivement à mesure de l’élimination du sérum. L’acidification du lait avant et après coagulation élimine dans le lactosérum les sels minéraux primitivement fixés sur la micelle de caséine. Le niveau de minéralisation résiduelle de la caséine détermine le degré de cohésion du coagulum, son aptitude à l’égouttage ainsi que la matière sèche finale du fromage. La technique de fabrication 31 propre à chaque type de fromage vise à développer dans le coagulum, en un temps déterminé, une acidification d’intensité appropriée pour obtenir des caractères physicochimiques spécifiques au produit fini non affiné désiré.

Salage

Il a un triple rôle: il complète l’égouttage et contribue à la formation de la croûte; il règle l’activité de l’eau (Aw) du fromage et par là favorise, freine ou oriente le développement des micro-organismes et les activités enzymatiques au cours de l’affinage; il relève la saveur du fromage et masque ou exalte le goût de certaines substances formées au cours de l’affinage. On utilise deux procédés de salage: le salage à sec des fromages par saupoudrage à la main ou à la machine, par frottage ou par incorporation dans le caillé; le salage en saumure généralement saturée (318 g/litre à 20 °C). La plupart des fromages ont une teneur en sel de 1,5 à 2,5 pour cent. Certains fromages orientaux (fêta) conservés en saumure ont un taux de sel de 8 à 15 pour cent et sont généralement dessalés avant leur consommation. Un taux de 4 à 6 % de chlorure de sodium peut abaisser suffisamment l’activité de l’eau et interdire la prolifération des germes (RAMET, 1993). 

Affinage

A la fin de l’égouttage, le coagulum se trouve sous forme d’un gâteau de volume, de forme et de composition déterminés. Sauf dans le cas où ce coagulum est consommé à l’état frais, il subit alors un affinage (ou maturation) qui va modifier sa composition, son aspect et sa consistance. Simultanément la saveur et l’arôme se développent (LENOIR et al, 1985). L’affinage correspond à un ensemble de dégradations enzymatiques, simultanées ou successives, du substrat (le caillé) préparé par la coagulation et l’égouttage. Il constitue un processus très complexe en raison de la nature du substrat, de la diversité des agents responsables, de la variété des transformations et du nombre de produits formés. Il est dominé par plusieurs phénomènes biochimiques dont les plus importants sont la fermentation du lactose, la dégradation enzymatique des protéines et l’hydrolyse de la  matière grasse. Les protéines sont hydrolysées en éléments de plus en plus simples et à sapidité croissante: polypeptides, peptides, acides aminés, ammoniac. La dégradation de la matière grasse est surtout notable dans le cas des pâtes persillées. Les triglycérides sont hydrolysés en acides gras et glycérol, eux mêmes pouvant être transformés en résidus plus sapides et aromatiques (aldéhydes, cétones). L’affinage est plus ou moins long (de deux à trois semaines à six à plus de six mois) et est réalisé à température plus ou moins élevée (3-4°C à 20-22°C) (LENOIR et al, 1983) 

TECHNOLOGIE PARTICULIERE DES PRINCIPAUX TYPES DE FROMAGE 

Fromages issus de la coagulation lactique Il s’agit des fromages frais ou à pâte fraîche. Le processus de coagulation est essentiellement tributaire de la vitesse d’acidification. La coagulation a un caractère acide prédominant. Elle est obtenue par un ensemencement du lait avec des bactéries lactiques mésophiles à la dose de 1 à 3 pour cent et à la température de 18 à 25 °C. Elle est complétée par une faible addition de présure (de 1 à 5 ml de présure au 1/10 000 pour 100 litres) seulement destinée à donner une légère contractilité au caillé. Le temps de floculation varie de 6 à 15 heures. L’égouttage spontané est lent et incomplet; aussi, en pratique, il est nécessaire pour obtenir un fromage suffisamment goutté dans des délais acceptables, d’exercer une action mécanique limitée sur le coagulum. Dans les procédés traditionnels, cette action consiste en un découpage sommaire associé à un très léger brassage et à un pressage réalisé lors de la mise en sacs du caillé et du retournement de ceux-ci. Dans ces conditions, l’égouttage reste néanmoins long (de 24 à 48 heures). La pâte obtenue en fin d’égouttage se caractérise par une forte humidité, un pH bas (4-4,2) qui lui confère son goût acidulé et une faible minéralisation (0,1 pour cent de calcium, 0,2 pour cent de phosphore). Elle contient encore, sous forme d’acide lactique, environ 25 pour cent du lactose du lait. La matière sèche dégraissée finale est toujours inférieure à 30 pour 33 cent et varie le plus souvent entre 12 et 22 pour cent. La teneur élevée en eau et le faible degré de minéralisation entraînent un manque de tenue et de cohésion du fromage, qui se présente généralement sous forme d’une pâte qu’il faut conditionner dans des récipients rigides et étanches. La consommation s’effectue sans affinage dès la fin de l’égouttage après incorporation éventuelle de crème, de sel, de sucre, d’épices, etc.

Fromages issus de la coagulation présure

Ce sont les fromages à pâte pressée. Ils se caractérisent par une coagulation à caractère présure dominant, obtenue par l’utilisation de doses élevées de présure (de 25 à 40 ml de présure au 1/10 000 pour 1001itres de lait) dans des conditions de température favorables à l’action de l’enzyme (de 32 à 40 °C).En outre, le caractère lactique reste très limité par la mise en œuvre de lait frais ensemencé avec de faibles doses de ferments acidifiants (de 0,S à 1 litre pour 100 litres de lait). Le temps de floculation est court (de 10 à 30 minutes). Ainsi, le calcium et le phosphore restent intégrés dans la «charpente » de phosphoparacaséinate de calcium, de sorte que le caillé présente un degré de minéralisation élevé (Ca = 0,6 à 1,2 pour 100 g; P = 0,3 à 0,8 pour 100 g) et, de ce fait, est souple, peu friable et apte à l’égouttage mécanique. Dans les fromages issus de coagulation présure, l’égouttage est rapide et prononcé. La teneur élevée en matière sèche (de 45 à 70 pour cent) est obtenue par la mise en œuvre de plusieurs traitements physiques (tranchage, brassage, lavage, chauffage, pressage), ce qui permet de rompre énergiquement l’imperméabilité du gel. Pour être efficaces, ces traitements doivent être accompagnés d’une acidification très modérée et bien contrôlée du caillé qui, en déminéralisant partiellement le complexe de phosphoparacaséinate de calcium va le rendre perméable tout en permettant l’obtention de fromages très minéralisés, ayant une forte cohésion et pouvant être de gros format. Le pH en fin d’égouttage est voisin de 5-5,2. La quasi-totalité du sérum est éliminée au cours du travail en cuve (généralement en moins de 2 heures); le pressage final en moules sert beaucoup plus à former le fromage qu’à l’égoutter. L’affinage débute par la neutralisation de la pâte. Celle-ci se fait essentiellement par l’intermédiaire du calcium mais est, dans certains fromages, complétée par le développement contrôlé en surface de moisissures et d’une flore neutralisante productrice d’ammoniac. La protéolyse qui suit se fait par voie enzymatique: présure et principalement protéases bactériennes. Dans les pâtes du type emmental se développe la fermentation propénoïque qui, par production de gaz, est responsable de l’ouverture, c’est-à-dire de formation de trous; elle contribue aussi au développement de la saveur. La durée de l’affinage est longue (de 3 semaines à 9 mois); elle varie dans le même sens que la matière sèche. La température des hâloirs est de l’ordre de 12°C pour les fromages à pâte pressée non cuite. Pour les fromages à pâte pressée cuite dans lesquels on recherche le développement de la fermentation propionique, l’affinage se fait généralement à deux températures: cave froide vers 12°C; cave chaude à 20°C environ. Les soins accompagnant l’affinage ont pour but essentiel de contrôler ou d’interdire la prolifération de flores s’implantant spontanément à la surface du fromage.

Fromages issus de la coagulation mixte

La coagulation est réalisée par action conjointe de la présure et de l’acide lactique avec une action dominante de la présure. Selon les pâtes, les doses de présure au 1/10 000 varient de 15 à 25 ml pour 100 litres, celles des levains lactiques de 1 à 3 litres pour 100 litres et la température de coagulation de 28 à 32 °C. Les pâtes obtenues ont une teneur en matière sèche comprise entre 42 et 55 pour cent, un degré de minéralisation limité (0,2-0,3 pour cent de Ca), un pH bas (4,2-4,5).

VALEUR NUTRITIONNELLE DES FROMAGES

La composition nutritionnelle de différents types de fromage est reprise au tableau VII. La simple lecture des chiffres montre que la valeur nutritive de 100 g de fromage varie parfois fortement selon le produit considéré. 

Teneur en protéines

Au cours de l’affinage, la protéolyse partielle de la matière première (essentiellement la caséine insoluble) libère un ensemble de produits de dégradation azotés. Ces 35 substances solubles sont des oligopeptides, des acides aminés et des amines de l’ammoniac et même des acides gras courts (produits de désamination). Selon les techniques de fabrication, chaque fromage possède des métabolites azotés à des concentrations propres, qui augmentent au fur et à mesure que l’affinage progresse. La proportion de matière azotée soluble varie de 10 à 60 pour cent selon les fromages et peut atteindre 90 pour cent pour certains fromages à pâte molle.