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Le YAOURT

samedi 15 septembre 2012, par AMROUCHE

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LE YAOURT

Le lait fermenté le plus consommé dans les pays occidentaux est le yaourt.

Selon la réglementation française, il est issu de la seule action des deux bactéries lactiques thermophiles Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus et
Streptococcus thermophilus.

|la figure suivante montre la répartition de la consommation des yaourts et laits fermentés en France en 2000. Source CNIEL.|

2- Définitions

Les yaourts font partie des laits fermentés

1- Laits fermentés :

Selon la réglementation française, un lait fermenté est un
produit laitier composé exclusivement de matières premières
d’origine laitière (lait et constituants du lait), ayant subi une pasteurisation
et une fermentation par des micro-organismes spécifiques
et caractérisé par une teneur en acide lactique minimale
(0,6 %). Il peut être additionné de certains ingrédients lui
conférant une saveur spécifique (sucre, arômes, préparations de
fruits), à condition que cette addition n’excède pas 30 % du
poids du produit fini.

2- Yaourt :

  • En France, l’appellation yaourt est réservée aux produits fermentés
    avec les deux seules bactéries lactiques thermophiles
    Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus et Streptococcus
    thermophilus
    , présentant une teneur en acide lactique minimale
    de 0,7 %
    et contenant au moins 10 millions de bactéries vivantes
    par gramme
    de produit au moment de la vente au consommateur.
  • Au niveau européen, la réglementation s’appuie sur la directive
    79/112/CEE du 18 décembre 1978. Ainsi, la dénomination « yaourt »
    peut être refusée si « la présence de bactéries lactiques vivantes en
    quantité abondante » n’est pas vérifiée. En outre, les additifs autorisés
    (arômes et colorants) sont précisés par la FAO (1990).

3- Process de fabrication général

Les procédés de fabrication des yaourts et des laits fermentés se
caractérisent par trois grandes étapes : la préparation du lait,
la fermentation et les traitements post-fermentaires du produit.
Le diagramme de production diffère selon le type de produit
(yaourt ferme ou brassé aromatisé ou avec des fruits) et présente des variantes selon sa teneur
en matières grasses et son arôme. Le diagramme général de production
est présenté ci dessous et les étapes de la fabrication sont
détaillées aux paragraphes suivants.

4- Prétraitements du lait

1- Réception et stockage

Le lait frais, collecté au plus tard 72 h après la traite, arrive en
camions-citernes réfrigérés à l’unité de production. Il est contrôlé
lors de la réception , pompé et filtré pour éliminer
les résidus solides (paille, feuilles, terre), puis stocké à froid
(< 5 C) dans des tanks stériles. Il s’agit de cuves en inox de grand
volume (jusqu’à 100 000 L), avec une double enveloppe permettant
de maintenir le lait au froid. La circulation d’eau froide dans la
double enveloppe n’est cependant pas nécessaire pour maintenir
une basse température sur des durées de stockage courtes (3 jours
maximum).

Une légère thermisation à 60-65C, au moyen d’un
échangeur à plaques, peut être pratiquée si le lait est stocké plus
d’une journée à l’usine.

2- Standardisation

La composition moyenne du lait peut varier selon la race,la saison, l’alimentation, et le stade de lactation de l’animal.

En fabrication de yaourt, le lait doit être standardisé en matières grasses, enrichi en protéines, et éventuellement sucré, pour répondre au cahier des charges.

  • Standardisation en Matière Grasse (MG)

La teneur en matières grasses du lait cru varie entre 3,8 et 4,2 %.
Les teneurs en matières grasses des yaourts du commerce sont
comprises entre moins de 1 % pour les yaourts maigres, à 3,5 %
pour les yaourts au lait entier, voire plus pour certaines références,
comme le « yaourt à la grecque ». Il est donc nécessaire de standardiser
le lait de fabrication à la teneur en matières grasses souhaitée
pour le produit fini. Pour cela, le lait est tout d’abord écrémé,
puis mélangé avec la crème dans les proportions souhaitées.

Les équipements requis pour la standardisation en matières
grasses font intervenir une écrémeuse et des lignes de mélange. Le
lait, chauffé à 50°C- 60°C, circule dans une écrémeuse (centrifugeuse à
assiettes), afin de séparer la crème par centrifugation. Cette opération
contribue, en outre, à éliminer les impuretés résiduelles (bourbes). L’efficacité de l’écrémage peut permettre d’atteindre
moins de 0,07 g de matières grasses pour 100 g de lait en sortie
d’écrémeuse.

Le lait écrémé et la crème sont ensuite mélangés pour atteindre
la teneur en matières grasses souhaitée dans le produit fini. Cette
opération peut être réalisée en ligne par des systèmes d’ajustement
automatique de la teneur en matières grasses. Différents
capteurs (débitmètres, densimètres, sondes de température) permettent
de calculer la teneur en matières grasses de la crème en
ligne, afin d’ajuster de façon automatique son taux d’incorporation
dans le lait écrémé. Ces systèmes peuvent fonctionner à des débits
compris entre 7 000 et 45 000 L · h–1. La précision du taux de matières
grasses du mix de fabrication, calculée en se basant sur l’écart
type de répétabilité, peut être meilleure que 0,03 %.

  • Standardisation en protéines

La teneur en matières azotées totales du lait de vache, exprimée
en équivalent protéines, fluctue pendant l’année entre 2,9 et 3,7 %.
En conséquence, le lait standardisé en matières grasses doit être
enrichi en protéines laitières pour former un yaourt consistant et
exempt de synérèse. Les quantités de protéines ajoutées sont
variables et dépendent de la texture recherchée (yaourt à boire,
yaourt ferme, yaourt brassé, yaourt à sucer). Les taux protéiques
finaux sont compris entre 3,2 et 5 %.

L’enrichissement du lait en protéine par de la poudre de lait écrémé ou du lait concentré est la technique la plus largement répandue dans l’industrie.
L’utilisation de protéines laitières, de poudre de rétentat ou encore de poudre de lactosérum reste possible mais donne des résultats moins bons !

5- Homogénéisation haute Pression

Le lait standardisé en matières grasses et enrichi en protéines,
éventuellement sucré, constitue le mix de fabrication.

Il est homogénéisé afin de réduire la taille des globules gras. Cette opération
est indispensable pour éviter la remontée des matières grasses
pendant la fermentation. Elle permet aussi d’augmenter la viscosité
du yaourt et de réduire le phénomène d’exsudation de sérum
(ou synérèse) pendant le stockage du yaourt ferme. Enfin, elle
confère un aspect plus blanc au lait et, par conséquent, au yaourt.

Pour des raisons hygiéniques et pour éviter une recontamination
du lait, l’étape d’homogénéisation est généralement positionnée
avant le traitement thermique du mix ou au cours de sa montée
en température, vers 65-70 °C.

Les homogénéisateurs rencontrés en fabrication de yaourts sont
composés d’un ou de deux étages. Pour des produits riches en
matières grasses, le dispositif à deux étages est nécessaire. Le
principe de ces systèmes consiste à forcer la circulation du mix à
travers un petit orifice de 0,1 mm de diamètre. La vitesse de circulation
du liquide est généralement de 100 à 400 m · s–1 dans
l’entrefer, et l’homogénéisation a lieu en 10 à 15 ?s.

Le débit d’homogénéisation se situe entre 4 000 et 20 000 L · h–1. Il est égal au débit appliqué pour le traitement thermique, ces deux opérations
étant réalisées en continu, à la suite l’une de l’autre.

Les pressions appliquées sont comprises entre 170 et 180 bars en moyenne, et la température est de l’ordre de 65 à 70 °C. Le diamètre moyen
des globules gras natifs, qui est initialement de 3,5 ?m avec une
dispersion de 1 à 10 ?m, devient inférieur à 2 ?m.

6- Pasteurisation

Le traitement thermique appliqué au mix est toujours sévère.

Il vise à réduire la charge microbienne et à améliorer les propriétés
physiques du yaourt (viscosité, capacité de rétention d’eau).

Son objectif est de dénaturer 80 % de la fraction protéique sérique, soit
totalement l’ ?-lactalbumine et la ?-lactoglobuline, pour assurer une
bonne texture du produit fini. En effet, l’état physique des protéines
sériques a des répercussions majeures sur la consistance des
gels lactiques. Quand elles sont dénaturées, les deux principales
protéines du sérum, l’ ?-lactalbumine et la ?-lactoglobuline, se
fixent à la surface des micelles de caséines par l’intermédiaire de
ponts disulfure. Ce faisant, elles empêchent la fusion des micelles
au moment de l’acidification, évitant la formation d’agrégats de
grande taille et de larges pores dans le caillé lactique. Les risques
de synérèse sont alors réduits.

À l’état natif, l’ ?-lactalbumine et la ?-lactoglobuline sont des protéines globulaires. Elles se déploient pendant leur dénaturation, démasquant ainsi certains sites hydrophobes.
Lorsqu’elles se trouvent sous cette forme déployée, au moment de la gélification, elles peuvent établir entre elles des pontages
par l’intermédiaire de liaisons hydrophobes. Elles contribuent
ainsi, par la densification du maillage protéique qu’elles
occasionnent, à l’amélioration de la viscosité et de la fermeté du
yaourt.

Le traitement le plus courant est un chauffage à 92 °C pendant 5 à 7 min, avec un débit de circulation compris entre 4 000 et 20 000 L · h–1. Le maintien du lait à 92 °C pendant 5 à 7 min est réalisé dans une section de chambrage située à l’extérieur de l’échangeur. Il s’agit de tubes en acier inoxydable, compactés à l’intérieur d’une cuve thermostatée.

À l’issue du traitement thermique, le lait est refroidi à la température de fermentation.

Dans certains cas, en production de yaourt ferme, le lait est
refroidi à 4 °C, soit avant, soit après inoculation. Il peut être alors
conservé quelques heures dans des cuves en surpression et à
basse température. Il est ensuite porté à la température de fermentation
au moment du conditionnement, par des systèmes de chauffage
spécifique, étalonnés par rapport à la conditionneuse. Cette
méthode permet plus de souplesse et limite les pertes en cas de
panne de la conditionneuse.

7- Etuvage

Selon le type de yaourt produit, ferme ou brassé, la fermentation
se déroule dans des pots ou dans des tanks de fermentation dont
la forme, la taille et l’instrumentation varient.

  • Dans le cas du yaourt ferme, la coagulation se tient directement
    dans le pot, après conditionnement aseptique. L’inoculation et,
    éventuellement, l’ajout d’arômes ou de colorants sont réalisés
    dans le lait. Si nécessaire, des préparations de fruits sont apportées
    directement dans le pot. Puis, le lait ensemencé est distribué
    dans les pots qui sont ensuite rapidement scellés, incubés et refroidis. L’incubation est conduite soit en chambres chaudes, avec une circulation forcée d’air chaud, puis d’air froid pour le refroidissement, soit en tunnels, dont la longueur et la vitesse de déplacement des palettes contenant les pots de yaourts dépendent de l’acidité du produit recherchée.
  • Dans le cas des yaourts brassés, la fermentation est effectuée
    dans la cuve de fabrication. En fin de fermentation, le gel est éventuellement
    brassé dans la cuve, puis pompé pour être refroidi et
    conditionné. La cuve peut être soit multifonctions (traitement thermique
    du lait, fermentation, refroidissement), soit uniquement
    dédiée à la fermentation, soit prévue pour la fermentation et le
    refroidissement.
    Le volume des cuves disponibles dans le commerce varie de quelques dizaines de litres à plusieurs dizaines de milliers de litres. Elles sont généralement munies d’une double enveloppe afin d’assurer les transferts thermiques et d’un système d’agitation afin d’homogénéiser le lait et de réhydrater les ferments lors de l’ensemencement. Elles sont aussi équipées d’un système de nettoyage en place.

P.-S.

Références bibliographiques :

  • Introduction à la biochimie et à la technologie des aliments , Volume 2- CHEFTEL
  • Fabrication des yaourts et des laits fermentés, Les techniques de l’ingénieur, vol. f6315.
  • http://vimeo.com/lewebpedagogique

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