Maîtriser la Coagulation du Lait

Des paramètres tels que la température, le pH, la dose de coagulant, la teneur en protéines et le chlorure de calcium influencent la manière dont le lait coagule. Les données en temps réel fournies par CoaguSensᵐᶜ Flex aident à comprendre et à contrôler l'influence des paramètres technologiques sur la cinétique de coagulation et, par conséquent, sur le rendement.

Cette note d'application décrit une étude réalisée à l'usine pilote de fabrication de fromage du centre de R&D du ministère canadien de l'agriculture et de l'agroalimentaire (Agriculture et Agroalimentaire Canada) à Saint-Hyacinthe (QC, Canada). L'étude visait à mesurer l'influence de la fermeté du caillé et de la vitesse de coagulation au moment de la coupe sur les taux de rétention de la matière grasse, des protéines et des solides dans du cheddar. Le CoaguSens™ Connect (Rheolution Inc, Canada) a été utilisé pour mener cette étude.

Le fromage est obtenu par coagulation du lait en séparant le gel de lait en caillé solide et en lactosérum liquide. Le gel de lait est coupé en petits cubes pour augmenter le rapport surface/volume du caillé et permettre l'expulsion du lactosérum, un phénomène appelé synérèse. L'objectif de tout fromager est d'optimiser la rétention des matières grasses et des protéines dans le fromage tout en maintenant le niveau d'humidité à un niveau contrôlé.

Le fromage est obtenu par coagulation du lait et séparation ultérieure du gel de lait en phases liquide (lactosérum) et solide (caillé). Une étape essentielle du processus de fabrication du fromage consiste à trancher le gel de lait formé en petits cubes pour permettre la séparation du lactosérum en augmentant le rapport surface/volume du caillé. Le choix du moment de la coupe influence grandement le rendement, l'humidité et la qualité du fromage.

Les propriétés viscoélastiques du yogourt influencent significativement l'expérience sensorielle du consommateur. Une consistance lisse et crémeuse améliore la sensation en bouche et la satisfaction du consommateur, servant ainsi de facteur clé de différenciation entre les marques. La consistance et l’onctuosité du produit (fortement liés à la viscoélasticité) peuvent altérer l'expérience gustative, rendant ainsi la texture cruciale pour l'attrait et le plaisir du yogourt.

Les polyuréthanes (PU) constituent une famille polyvalente de polymères synthétiques caractérisés par la présence de liaisons uréthane (carbamate) dans leur chaîne principale. Ils sont synthétisés industriellement par des réactions de polymérisation par étapes entre des diisocyanates et des polyols, suivies d’une extension de chaîne à l’aide de diols ou de diamines de faible poids moléculaire. L’architecture macromoléculaire qui en résulte est généralement segmentée, composée de segments souples (dérivés de polyols de type polyéther, polyester ou polycarbonate) et de segments rigides (formés à partir de diisocyanates et d’agents d’allongement de chaîne).

Le polyméthacrylate de méthyle (PMMA) est un polymère thermoplastique synthétique appartenant à la famille des résines acryliques. Il est formé par la polymérisation radicalaire de monomères de méthacrylate de méthyle (MMA), ce qui donne un polymère linéaire et amorphe doté d’une clarté optique élevée et d’une rigidité structurelle. Le PMMA est entièrement produit de manière industrielle, le MMA étant synthétisé à partir de matières premières pétrochimiques et polymérisé par initiation thermique, chimique ou photochimique contrôlée.

L'acide polyglycolique (PGA) est un polyester aliphatique synthétique appartenant à la famille des poly(α-hydroxyacides). Il est entièrement produit par synthèse chimique industrielle et se caractérise par une unité d'acide glycolique simple et répétitive, liée par des liaisons ester. Le PGA est hautement cristallin et hydrophile, des caractéristiques qui le distinguent des polyesters biodégradables apparentés tels que le PLA et le PLGA.

Le poly(acide lactique-co-glycolique) (PLGA) est un polyester aliphatique synthétique et biodégradable obtenu par la copolymérisation de l'acide lactique et de l'acide glycolique. C'est un polymère produit industriellement à partir de monomères renouvelables qui sont métabolisés par des voies biochimiques naturelles. Le PLGA est principalement synthétisé par polymérisation par ouverture de cycle du lactide et du glycolide, ce qui permet un contrôle précis du poids moléculaire, du rapport de copolymérisation et de la chimie des groupes terminaux.

Produire un yaourt de qualité constante est un défi technique, même pour les transformateurs laitiers expérimentés. Les variations dans la composition du lait, l'activité des cultures de démarrage et les conditions de traitement peuvent influencer de manière significative la texture finale, la saveur et la stabilité du produit. Les changements saisonniers des niveaux de protéines et de matières grasses du lait, par exemple, peuvent altérer la structure du gel et le comportement de la synérèse.

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Les hydrogels de diacrylate de poly(éthylène glycol) (PEGDA) sont des réseaux polymères synthétiques gonflés à l'eau, formés par la réticulation chimique de chaînes de PEG fonctionnalisées par des groupes terminaux acrylates. Le PEG est un polymère hydrophile et non ionique obtenu par polymérisation industrielle de l’oxyde d’éthylène ; il est largement utilisé dans les applications biomédicales en raison de sa stabilité chimique et de sa faible toxicité. Le PEGDA est synthétisé par réaction du PEG avec des réactifs contenant de l’acrylate, ce qui introduit des doubles liaisons carbone-carbone réactives aux deux extrémités de la chaîne.

Les hydrogels de polyacrylamide (PAM) sont des réseaux polymères synthétiques gonflés à l'eau, formés à partir de monomères d'acrylamide réticulés chimiquement ou physiquement pour former une structure tridimensionnelle. Le polyacrylamide lui-même est un polymère organique composé de sous-unités d'acrylamide répétitives ; lorsqu'il est réticulé en milieu aqueux, il forme des gels souples et fortement hydratés présentant un comportement mécanique similaire à celui des tissus. Les hydrogels de PAM sont entièrement synthétiques et produits industriellement, ce qui garantit une grande reproductibilité d'un lot à l'autre ainsi que des propriétés ajustables.

Les hydrogels de gélatine sont des réseaux polymères tridimensionnels gonflés d'eau, dérivés de la gélatine, un polypeptide naturel obtenu par hydrolyse partielle du collagène. Le collagène est l’une des protéines structurelles les plus abondantes dans la matrice extracellulaire des tissus des mammifères, et sa dénaturation donne naissance à la gélatine, dont la structure moléculaire linéaire est riche en séquences d’acides aminés de type Gly–X–Y, principalement composées de glycine, de proline et d’hydroxyproline.

Le polydiméthylsiloxane (PDMS) est un polymère polysiloxane synthétique composé d’un squelette siloxane inorganique souple (–Si–O–Si–) comportant des groupes latéraux méthyle. Cette architecture inorganique-organique unique confère au PDMS une mobilité de chaîne exceptionnelle, une très basse température de transition vitreuse et un comportement élastomère stable sur une large plage de températures. Le PDMS est produit exclusivement par synthèse industrielle, impliquant généralement l’hydrolyse et la condensation de chlorosilanes, suivies d’une polymérisation par ouverture de cycle de siloxanes cycliques.

La demande croissante de méthodes plus rapides de quantification cellulaire dépasse le cadre des chambres de comptage traditionnelles, ce qui incite à la mise au point de solutions innovantes permettant un comptage précis tout en réduisant le temps nécessaire. La turbidité, qui reflète l'opacité d'une solution en présence d'éléments diffusant la lumière, apparaît comme un moyen efficace d'accélérer la quantification cellulaire.

La gélatine méthacryloyle (GelMA) est un hydrogel photoréticulable dérivé de la gélatine, elle-même obtenue par hydrolyse partielle du collagène, la principale protéine structurelle de la matrice extracellulaire (MEC). Le GelMA est synthétisé par réaction de la gélatine avec de l'anhydride méthacrylique, ce qui permet d'introduire des groupes fonctionnels méthacryloyle sur les résidus d'acides aminés de la gélatine tout en préservant la plupart de ses motifs bioactifs natifs.

La détermination de la taille des particules revêt une grande importance dans de nombreux domaines, tels que les sciences de la vie (nanomédecine, administration de médicaments, ingénierie tissulaire, bioanalyse), la chimie, les sciences de l'environnement et l'industrie. La turbidimétrie est une méthode rapide et non destructive permettant d'estimer la taille des particules selon une procédure simple à suivre.

Les hydrogels d'alginate sont des réseaux polymères tridimensionnels riches en eau, dérivés de l'alginate, un polysaccharide anionique d'origine naturelle. L'alginate est principalement extrait des parois cellulaires des algues brunes appartenant à la classe des phéophycées, bien qu'il puisse également être biosynthétisé par certaines espèces bactériennes telles que les Azotobacter et les Pseudomonas. Sur le plan structurel, l’alginate est un copolymère linéaire composé d’acide β-D-mannuronique (unités M) et d’acide α-L-guluronique (unités G), reliés par des liaisons glycosidiques 1→4.

L'alginate est un polysaccharide présent dans la structure des algues et dans la capsule des bactéries du sol. Ce polysaccharide est généralement extrait d'algues brunes et utilisé dans de nombreux secteurs, tels que les secteurs médical, pharmaceutique, alimentaire et textile, en raison de ses propriétés viscosifiantes, gélifiantes et stabilisantes.