Contribution à la compréhension de la fonctionnalité des protéines du lactosérum dénaturées dans la matrice fromagère

La transformation du lactosérum de fromagerie en concentré de protéines du lactosérum dénaturées (CPLD), pour recyclage dans une production fromagère subséquente, est maintenant pratique courante dans l'industrie à grande échelle au Canada.Bien que les CPLD puissent être utilisés comme ingrédients de remplacement de la matière grasse, vu les coûts élevés de la protéine laitière dans le contexte canadien, l'emploi de CPLD vise parfois plutôt à substituer en partie la caséine du lait dans le fromage.Le CPLD ayant servi à réaliser le présent projet représente un CPLD conçu en milieu industriel dans cette optique.De façon générale, l'introduction de CPLD dans le lait de fromagerie est associée à une rétention d'eau accrue dans le fromage et à des changements de texture, mais les mécanismes responsables de ces phénomènes demeurent à clarifier.Cette thèse avait pour but d'étudier et expliquer les conséquences de l'addition de CPLD au lait de fromagerie sur les propriétés physico-chimiques des gels présure et mécaniques du fromage.Une première étude a permis d'évaluer l'effet combiné des niveaux de CPLD et de gras dans le lait de fromagerie sur ses propriétés de coagulation par la présure et la capacité de contraction du gel.L'augmentation du niveau de substitution des protéines du lait par des protéines du CPLD a résulté en une diminution du taux de coagulation et de la rigidité du gel (module d'élasticité -G′), ainsi qu'en une diminution de la capacité de contraction du gel.Un effet direct du CPLD sur ces propriétés, au-delà d'un effet attribué à la dilution des caséines, a été mis en évidence.En outre, cette étude a permis de confronter l'effet des agrégats de protéines du lactosérum dénaturées, considérés comme éléments de remplissage des gels, à l'effet d'un autre type d'éléments de remplissage soient les gouttelettes de gras : à fractions volumiques équivalentes, les résultats ont montré des impacts distincts sur les propriétés mécaniques des gels.Une seconde étude a permis d'évaluer l'effet des différentes fractions du CPLD sur les propriétés de coagulation du lait par la présure et la capacité de contraction du gel.Le CPLD a été fractionné par centrifugation et dialyse en trois composantes : agrégats sédimentables, composante non sédimentable et composante diffusible.La composante diffusible (minéraux solubles) n'a pas affecté les paramètres de coagulation et de contraction.Les agrégats sédimentables de même que la composante non sédimentable ont influencé négativement les propriétés de coagulation ainsi iv que la capacité de contraction du gel.Les résultats ont notamment suggéré que des complexes protéiques solubles (non sédimentables et non diffusibles) retrouvés dans le CPLD puissent interagir avec les micelles de caséine emprésurées et limiter la formation et la contraction du gel.Une troisième étude a permis d'évaluer l'effet du CPLD et de ses fractions sur la composition et les propriétés mécaniques du fromage.La centrifugation a été utilisée pour induire un gradient d'humidité dans le fromage, afin d'isoler la contribution directe du CPLD et de ses fractions aux propriétés mécaniques du fromage.Le rendement et la teneur en humidité du fromage ont augmenté et la rigidité du fromage (module complexe -G*) a diminué avec l'augmentation du niveau de substitution des protéines du lait par des protéines du CPLD dans le lait de fromagerie.Cependant, pour des fromages ayant une même teneur en humidité, l'augmentation du niveau de CPLD n'a pas eu d'effet direct sur les paramètres rhéologiques.Les agrégats sédimentables ont été principalement responsables de l'augmentation du rendement fromager avec l'utilisation de CPLD.Dans l'ensemble, la teneur en humidité a expliqué en grande partie la variation des propriétés rhéologiques du fromage en fonction de la fraction de CPLD.Toutefois, en éliminant l'effet de l'humidité, l'addition des agrégats sédimentables du CPLD a conduit à une augmentation de la rigidité du fromage.Par la mise en évidence de l'effet distinct de chacune des fractions du CPLD, au cours de la transformation du lait en fromage, ces travaux ont conduit à l'identification de mécanismes d'action expliquant l'impact de l'introduction de CPLD dans le lait de fromagerie sur les propriétés des gels présure et du fromage : des connaissances en appui au développement de CPLD de haute performance en fromagerie et à l'amélioration de la qualité du fromage enrichi de CPLD.

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