View in EDS

Déterminants mécanistiques de l'évolution de la structure et des propriétés viscoélastiques des gels laitiers enzymatiques

Saved in:
Bibliographic Details
Title: Déterminants mécanistiques de l'évolution de la structure et des propriétés viscoélastiques des gels laitiers enzymatiques
Authors: Bauland, Julien, Juste, Erik, Razov Radic, Ognjean, Famelart, Marie-Hélène, Lee, Jeehyun, Ben Messaoud, Ghazi, Croguennec, Thomas
Contributors: Croguennec, thomas
Publisher Information: 2024.
Publication Year: 2024
Subject Terms: Cheese technology, Gelification, [SDV.IDA] Life Sciences [q-bio]/Food engineering, Casein micelles
Description: Une des premières étapes de la transformation fromagère consiste à supprimer la stabilitécolloïdale des micelles de caséine par ajout d’un enzyme coagulant afin d’initier la transitionde phase liquide-gel du lait. Sous dépendance des conditions physicochimiques du lait, le gellaitier enzymatique évolue dans ses propriétés viscoélastiques et sa structure jusqu’àatteindre un état « pseudo »-stationnaire. En pratique, le gel est tranché pour favoriserl’expulsion du lactosérum avant d’atteindre cet état « pseudo »-stationnaire. Les pertes deprotéines et de matière grasse dans le sérum et en conséquence la composition du caillé aprèségouttage, dépendent de l’instant du tranchage du gel laitier enzymatique.Comprendre les mécanismes à l’origine des cinétiques d’évolutions des propriétés et de lastructure des gels laitiers enzymatiques en fonction des conditions physicochimiques du laitest essentiel pour optimiser les transformations fromagères car le gel est tranché alors que sastructure et ses propriétés changent. Pour étudier ces mécanismes, nous avons combiné d’unepart, l’étude les propriétés linéaires et non-linéaires par rhéologie oscillatoire aux faibles etfortes déformations de gels laitiers enzymatiques en fonction des conditionsphysicochimiques du milieu et d’autre part, l’analyse des répartitions minérales au sein desmicelles de caséines, ainsi que l’observation de la structure des micelles de caséines et desgels par des techniques microscopiques (microscopie à force atomique, microscopieélectronique à balayage, microscopie confocale à balayage laser) et diffusion des rayons X afinde sonder différentes échelles de taille et de temps.Nous avons pu montrer que la prise en compte du rôle de 2 formes de cations au sein desmicelles de caséines, i.e. le calcium précipité sous forme CaHPO4 et les cations calcium etmagnésium directement associés aux caséines permettait d’expliquer l’évolution de lastructure et les propriétés rhéologiques dans le domaine linéaire des gels laitiersenzymatiques. En modifiant la charge des micelles de caséines, la teneur en cations associésaux caséines affecte la fermeté des gels laitiers enzymatiques alors que la teneur en calciumprécipité affecte la rigidité des micelles de caséines et les propriétés viscoélastiquesmacroscopiques des gels laitiers enzymatiques (G’ et G’’).Lorsqu’une contrainte d’amplitude croissante est imposée à un gel enzymatique laitier,celui-ci présente, au-delà du domaine linéaire, une phase d’adaptation à la contrainteimposée, traduisant un ramollissement du gel, suivie d’une phase de raffermissement quiprécède une facture irréversible. L’amplitude de ces deux phases dépend de la fractionvolumique du gel et de son stade d’évolution. Contrairement à la phase de raffermissementdu gel avant fracture, la phase d’adaptation du gel à la contrainte imposée sembleindépendante de la structure du réseau de micelle de caséines à l’échelle mésoscopique. Laphase d’adaptation du gel à la contrainte imposée s’expliquerait par l’existence de liaisons àcourte durée de vie permettant des réarrangements locaux plastiques, vraisemblablemententre micelles de caséines, c’est-à-dire à l’échelle nanoscopique, car la structure interne deces dernières ne semble pas impactée au cours de la gélification.
Document Type: Conference object
Language: French
Access URL: https://hal.science/hal-04593517v1
Accession Number: edsair.od......9730..94cc229cf6e512c6c3cf58c1598f4b20
Database: OpenAIRE
Description
Abstract:Une des premières étapes de la transformation fromagère consiste à supprimer la stabilitécolloïdale des micelles de caséine par ajout d’un enzyme coagulant afin d’initier la transitionde phase liquide-gel du lait. Sous dépendance des conditions physicochimiques du lait, le gellaitier enzymatique évolue dans ses propriétés viscoélastiques et sa structure jusqu’àatteindre un état « pseudo »-stationnaire. En pratique, le gel est tranché pour favoriserl’expulsion du lactosérum avant d’atteindre cet état « pseudo »-stationnaire. Les pertes deprotéines et de matière grasse dans le sérum et en conséquence la composition du caillé aprèségouttage, dépendent de l’instant du tranchage du gel laitier enzymatique.Comprendre les mécanismes à l’origine des cinétiques d’évolutions des propriétés et de lastructure des gels laitiers enzymatiques en fonction des conditions physicochimiques du laitest essentiel pour optimiser les transformations fromagères car le gel est tranché alors que sastructure et ses propriétés changent. Pour étudier ces mécanismes, nous avons combiné d’unepart, l’étude les propriétés linéaires et non-linéaires par rhéologie oscillatoire aux faibles etfortes déformations de gels laitiers enzymatiques en fonction des conditionsphysicochimiques du milieu et d’autre part, l’analyse des répartitions minérales au sein desmicelles de caséines, ainsi que l’observation de la structure des micelles de caséines et desgels par des techniques microscopiques (microscopie à force atomique, microscopieélectronique à balayage, microscopie confocale à balayage laser) et diffusion des rayons X afinde sonder différentes échelles de taille et de temps.Nous avons pu montrer que la prise en compte du rôle de 2 formes de cations au sein desmicelles de caséines, i.e. le calcium précipité sous forme CaHPO4 et les cations calcium etmagnésium directement associés aux caséines permettait d’expliquer l’évolution de lastructure et les propriétés rhéologiques dans le domaine linéaire des gels laitiersenzymatiques. En modifiant la charge des micelles de caséines, la teneur en cations associésaux caséines affecte la fermeté des gels laitiers enzymatiques alors que la teneur en calciumprécipité affecte la rigidité des micelles de caséines et les propriétés viscoélastiquesmacroscopiques des gels laitiers enzymatiques (G’ et G’’).Lorsqu’une contrainte d’amplitude croissante est imposée à un gel enzymatique laitier,celui-ci présente, au-delà du domaine linéaire, une phase d’adaptation à la contrainteimposée, traduisant un ramollissement du gel, suivie d’une phase de raffermissement quiprécède une facture irréversible. L’amplitude de ces deux phases dépend de la fractionvolumique du gel et de son stade d’évolution. Contrairement à la phase de raffermissementdu gel avant fracture, la phase d’adaptation du gel à la contrainte imposée sembleindépendante de la structure du réseau de micelle de caséines à l’échelle mésoscopique. Laphase d’adaptation du gel à la contrainte imposée s’expliquerait par l’existence de liaisons àcourte durée de vie permettant des réarrangements locaux plastiques, vraisemblablemententre micelles de caséines, c’est-à-dire à l’échelle nanoscopique, car la structure interne deces dernières ne semble pas impactée au cours de la gélification.