Laits de conserve

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Leur fabrication permet de conserver le lait sous un volume réduit et d'en faciliter ainsi le report et l'usage dans le temps et dans l'espace. Ils sont obtenus par chauffage et dessiccation. Un simple apport d'eau permet de reconstituer le lait liquide initial.

On distingue deux catégories de produits:

• les laits concentrés obtenus par dessiccation partielle;
• les laits en poudre obtenus par dessiccation plus poussée.

Laits concentres

Lait concentré ordinaire. Il est obtenu à partir de lait entier ou de lait écrémé. Après concentration et homogénéisation, il est conditionné en boîtes métalliques et stérilisé à l'autoclave. Selon la norme n° A-3 ( 1971 ) du Code des principes FAO/OMS, le lait concentré a une teneur minimum en matière grasse laitière de 7,5 pour cent m/m et une teneur minimum en extraits secs laitiers de 25 pour cent m/m, Le lait écrémé concentré a une teneur minimum en extraits secs laitiers de 20 pour cent m/m.

Lait concentré sucré. Il est obtenu à partir de lait entier ou écrémé et auquel des sucres sont ajoutés qui assurent la conservation du produit sous stérilisation. Selon la norme n° A-4 ( 1971 ) FAO/OMS, le lait concentré sucré a une teneur minimum en matière grasse laitière de X pour cent m/m et en extraits secs laitiers de 28 pour cent. Le lait écrémé concentré sucré a une teneur minimum en extraits secs laitiers de 24 pour cent m/m.

Le chauffage et la concentration peuvent, faute de précautions particulières au cours de la fabrication, provoquer une instabilité des laits concentrés lors de leur conservation: épaississement, gélification, etc. Ces traitements provoquent notamment une modification de l'équilibre entre les sels insolubles et ceux à l'état dissous et un accroissement de l'instabilité des micelles de phosphocaséinate de calcium. Pour cette raison, on a recours à l'emploi de sels stabilisants (sels de sodium, de potassium et de calcium, des acides chlorhydrique, citrique, carbonique, orthophosphorique et polyphosphorique à la dose maximum exprimée en substance anhydre, de 2 g/kg s'ils sont utilisés seuls et de 3 g/kg s'ils sont utilisés en mélange).

Le préchauffage à haute température (supérieure à 100 °C), outre son action favorable sur la destruction des micro-organismes et des enzymes, a également un effet stabilisant mis à profit dans la plupart des condenseriez.

Afin d'éviter un barattage de la matière grasse on effectue une homogénéisation du lait. Des précautions particulières au cours du refroidissement du lait concentré doivent être prises pour éviter la formation de cristaux d' a-lactose supérieurs à 0,01 mm qui provoquent une texture sableuse.

Dans le cas des laits concentrés sucrés dont la conservation est assurée non par la stérilisation mais par une quantité suffisante de sucre (saccharose) qui, créant dans le milieu une pression osmotique élevée, empêche le développement des micro-organismes, il faut particulièrement lutter contre la présence de micro-organismes osmophiles, à savoir:

• les levures, qui en assurant la fermentation du lactose produisent des gaz qui provoquent un bombement des boîtes;
• les staphylocoques, dont certains peuvent former des entérotoxines.

Le lait mis en œuvre doit être d'excellente qualité microbiologique, non acide et ne pas floculer lorsqu'il est soumis à ébullition en présence de phosphate monopotassique 5 M. Il est ensuite filtré ou centrifugé de façon à éliminer les impuretés physiques, standardisé puis préchauffé à haute température ( 105130 °C pendant quelques secondes).

Méthode de fabrication La concentration est effectuée généralement par évaporation thermique sous vide. Elle consiste en un transfert de matière et en un transfert de chaleur. Le transfert de matière est le passage de l'eau du lait à l'état de vapeur laissant un liquide résiduel plus concentré. Le transfert de chaleur concerne, d'une part, la chaleur sensible pour le chauffage du lait à concentrer et le refroidissement de celui-ci après concentration ainsi que celui de la vapeur condensée et, d'autre part, la chaleur latente pour l'évaporation et la condensation de l'eau. Ce dernier transfert de chaleur est obtenu par la vapeur de chauffage de l'évaporateur.

La concentration se fait par ébullition dans des évaporateurs ou vacuums, sous vide partiel, de façon à diminuer la température d'ébullition. Il s'agit d'appareils fonctionnant en continu et en multiple effet, c'est-à-dire comprenant plusieurs évaporateurs auxquels on a apporté de nombreuses améliorations visant à réduire les dépenses d'énergie. L'osmose inverse peut être utilisée pour préconcentrer le lait.

Dans le cas du lait concentré sucré, on utilise du saccharose pur, exempt de sucre inverti. Le sucrage du lait se fait avant concentration par addition d'un sirop stérile à 70 pour cent de sucre. La quantité de sucre utilisée pour 100 litres de lait est d'environ 17 kg. La composition des laits concentrés est variable. Les exemples donnés au tableau 45 correspondent à des qualités couramment rencontrées. Les installations de concentration nécessitent un équipement important, complexe et un personnel très qualifié.

TABLEAU 45 Composition des laits concentrés (g/100 g)

Laits en poudre

Constitués essentiellement de matière sèche de lait et d'une très faible quantité d'eau (de 2 à 4 pour cent) ils ont l'avantage de pouvoir:

• se stocker et se transporter aisément;
• s'utiliser après reconstitution pour la préparation de nombreux produits: laits liquides de consommation, laits fermentés, fromages.

Aux termes de la norme n° A5 ( 1971 ) du Code des principes, on distingue trois catégories de lait en poudre, dont la composition est donnée au tableau 46. Selon cette norme, ils peuvent faire l'objet, dans certaines conditions, d'additifs alimentaires (stabilisants, émulsifiants, antiagglomérants).

Les qualités d'une bonne poudre de lait sont les suivantes:

• aptitude à la reconstitution de façon à obtenir facilement un liquide homogène, exempt de particules macroscopiques. Elle est sous la dépendance des propriétés de mouillabilité, de dispersibilité et de solubilité;
• absence de saveurs anormales (goût de cuit, de brûlé, de rance, etc. );
• absence de germes pathogènes (salmonelles, staphylocoques), de toxines et de micro-organismes capables de nuire à sa conservation ou à son utilisation;

TABLEAU 46 Composition des laits en poudre (% m/m)

• absence de substances anormales (antibiotiques) et de résidus divers provenant des conditions de production, de récolte et de conservation du lait initial;
• absence de modifications de la structure et de la composition physicochimique pouvant nuire à sa valeur nutritionnelle et à ses aptitudes technologiques.

Ces qualités dépendent de la qualité du lait cru mis en œuvre, du traitement thermique du lait, de la méthode de concentration et de séchage et des conditions de stockage.

Plusieurs méthodes permettent de classer les poudres de lait. L'une des plus courantes est l'indice des protéines solubles, le plus souvent désigné par les initiales anglaises WPNI. Elle est fondée sur la quantité de protéines de lactosérum non dénaturées et restées à l'état soluble après traitement thermique. Cette quantité est exprimée en milligrammes d'azote par gramme de poudre. Plus l'indice des protéines est élevé, plus faible a été la dénaturation, ce qui indique un traitement thermique du lait limité rendu possible par sa bonne qualité microbiologique. On distingue ainsi quatre catégories de poudres:

• poudres /on heat avec WPNI égal ou supérieur à 6. Le traitement thermique du lait est resté faible (pasteurisation à température inférieure à X0 °C). Il s'agit des poudres de la meilleure qualité convenant aussi bien à la préparation du lait de consommation que de celui destiné à la fromagerie;
• poudres médium heat avec WPNI compris entre 4,5 et 5,9;
• poudres medium-high heat avec WPNI compris entre 4,4 et 1,5;
• poudres high - heat avec WPNI inférieur à 1,5.

Méthode de fabrication. Après les traitements d'épuration, de standardisation, de pasteurisation ou de préchauffage à haute température, on procède en deux étapes principales: la concentration et le séchage.

Concentration. Comme dans le cas du lait concentré, la concentration se fait par évaporation. L'ébullition se fait sur une surface chaude. Pour des raisons de qualité, on cherche à limiter la température du lait et à réduire son temps de séjour, d'où le traitement sous vide et en film mince.

Pour des raisons énergétiques, on utilise l'effet multiple, la compression mécanique des vapeurs et le préchauffage du liquide. Il est ainsi possible d'évaporer plusieurs kg d'eau avec l'énergie de vaporisation de 1 kg d'eau, alors que le séchage demande l'énergie de plus de 1 kg de vapeur pour sécher 1 kg d'eau. Il y a donc intérêt à concentrer au maximum avant de procéder au séchage.

Séchage. Il existe deux procédés principaux: le séchage sur cylindre, ou procédé Hatmaker, et le séchage par pulvérisation.

Dans le procédé Hatmaker, le lait ruisselle à la surface de deux cylindres tournant en sens inverse chauffés intérieurement vers 140 °C à l'aide de vapeur. Il se forme un film de lait qui sèche très rapidement formant une croûte détachée par un racleur. Le chauffage brutal entraîne des modifications de la structure physico-chimique du produit. Les conséquences sont notamment la faible solubilité, le goût de cuit et le brunissement de la poudre. Celle-ci a néanmoins des usages industriels et dans l'alimentation du bétail.

Le procédé par pulvérisation (procédé spray ou par atomisation) (figure 1 1 ) est le procédé le plus employé dont il existe diverses variantes. Le lait concentré est finement pulvérisé à l'aide d'une turbine dans un courant d'air chaud (vers 150 °C) à l'intérieur d'une tour de séchage. Le séchage se tait par entraînement, l'air chaud servant de vecteur de chaleur et d'humidité. L'évaporation de l'eau se fait par diffusion instantanée, ce qui provoque le refroidissement (vers 90 °C) de la poudre et de l'air.

FIGURE 1 1 Schéma d'une installation de séchage du lait par le procédé spray (Niro)

Afin d'améliorer l'aptitude des laits en poudre obtenus par pulvérisation à la reconstitution en eau chaude ou en eau froide, on fait subir à la poudre un traitement dit d'instantanéisation qui consiste `t provoquer la formation d'agglomérats poreux en jouant sur la thermoplasticité des grains de poudre. Ce traitement se tait par humidification de la poudre au moyen d'air humide ou de vapeur. Elle est ensuite séchée, puis les particules sont standardisées selon leur densité. La poudre ainsi obtenue présente des particules dont le diamètre moyen est augmenté (il est supérieur à 100 microns), une densité réduite d'environ moitié (pour un volume de 100 litres, sa densité en vrac est de 35 à 40 g contre 65 à 75 g primitivement) et une perte d'hygroscopicité.

Reconstitution recombinaison du lait. On distingue généralement:

la reconstitution, qui consiste à mélanger de l'eau et du lait en poudre écrémé afin d'obtenir un produit dont la teneur en matière sèche est voisine de celle du lait liquide initial (ou conforme à un rapport eau/ matière sèche donné). La reconstitution peut aussi être la dilution d'une poudre de lait grasse dans de l'eau;

la recombinaison, qui consiste à ajouter à l'eau et à la poudre de lait de la matière grasse laitière anhydre, de façon à obtenir un lait entier ou partiellement écrémé présentant à la fois les rapports eau/matière sèche totale et matière grasse/matière sèche dégraissée conformes au produit désiré.

Bien entendu, ces laits peuvent être mélangés avec du lait frais. Reconstitution et recombinaison sont très largement pratiquées dans les pays à faible production laitière, notamment dans ceux en développement, en vue de préparer des laits de consommation, des laits fermentés, du fromage, de la crème, ou d'autres produits laitiers.

Matières premières. La qualité du lait reconstitué ou recombiné est fonction de celle des matières premières mises en œuvre.

Eau. Elle doit être potable et notamment répondre aux standards fixés par l'Organisation mondiale de la santé (OMS). Sur le plan microbiologique, elle ne doit contenir aucun germe pathogène. Leur recherche nécessitant des techniques spéciales, on choisit comme indicateurs de pollution des germes de contamination fécale qui sont plus faciles à identifier, à dénombrer et plus communs (bactéries coliformes, dont E. coli, streptocoques fécaux, Clostridium sulfitoréducteurs).

Si l'eau n'est pas potable de façon permanente, il est indispensable de la traiter, notamment par la pasteurisation ou la chloration. Sur le plan physicochimique, elle ne doit contenir ni pesticides, ni nitrates, avoir une dureté totale comprise entre 0 et 15 et un pH voisin de la neutralité.

Lait écrémé en poudre. Il doit être de qualité «consommation humaine» et présenter les spécifications ci-après:

Méthodes de reconstitution et de recombinaison. Elles sont relativement simples et satisfaisantes dans la mesure où l'on tient compte d'un certain nombre de précautions.

La température de reconstitution varie entre 35 et 45 °C. On verse la poudre dans l'eau contenue dans une cuve ou, mieux, dans un tank tout en agitant assez énergiquement pendant 20 à 30 minutes. Afin de permettre une bonne hydratation de la poudre, il faut maintenir le mélange sous agitation à la température de 5 à 10 °C pendant 5 à 12 heures.

Au cours de l'opération, il est nécessaire d'éviter l'introduction d'air dans le mélange. Il est préférable d'utiliser les dispositifs de mélange comportant une pompe de recirculation avec apport de la poudre par une trémie située avant la pompe plutôt que ceux comportant la simple agitation mécanique en tank ou en cuve. Un système de filtration ou de nettoyage centrifuge peut être utile pour éliminer les particules résiduelles.

On procède ensuite à la pasteurisation à la température de 74°C pendant 15 à 20 secondes pour le lait. S'il s'agit de mélanges à teneurs en matières sèches plus élevées, la température doit être augmentée (80-85 °C pendant 20 à 25 secondes). La pasteurisation peut être suivie d'un dégazage permettant l'élimination de saveurs anormales de certaines poudres (saveur de vieux).

Dans le cas de la préparation du lait recombiné l'apport de matière grasse se fait:

• soit directement dans le lait reconstitué (écrémé) après fluidification de la MGLA par réchauffage vers 38-42 °C. Le mélange est ensuite agité à la température de 55 à 65 °C puis homogénéisé sous une pression d'environ 250 bars;
• soit sous forme d'une crème à 20-30 pour cent de matière grasse obtenue par mélange de lait écrémé et de MGLA chauffé à 55-65 °C et homogénéisée dans un appareil à deux étages, le premier opérant à 200 bars environ et le second à 50 bars. Cette crème est ensuite mélangée énergiquement avec le lait reconstitué écrémé préalablement préparé.

Ces laits sont ensuite pasteurisés ou éventuellement stérilisés. Au cours de la reconstitution du lait, il est indispensable d'éviter la dissémination des poudres dans la salle de traitement et d'y maintenir d'excellentes conditions d'hygiène.

Laits spéciaux

Laits infantiles. C'est par touches successives que l'on a cherché à rapprocher la composition du lait de vache de celle du lait de femme. On a commencé par corriger les écarts les plus importants et les plus faciles à identifier. On y parvenait par dilution du lait aux deux tiers environ avec de l'eau et par sucrage par apport de 5 pour cent de saccharose ou par apport de malto-dextrines, voire en ajoutant un peu de crème. Pour pallier la difficulté de digestion des matières grasses chez le nourrisson (de 2 à 3 mois), on produit du lait partiellement écrémé dès lors présentant un déséquilibre calorique. Se rendant compte aussi que la caséine du lait de vache coagulait dans l'estomac sous forme de gros caillots, on a procédé à sa précipitation préalable sous forme fine à l'aide d'une acidification contrôlée par ajout d'acide lactique ou par culture de ferment lactique. L'apport de jus de citron et de farines donne aussi des résultats.

L'effort de préparation des laits se rapprochant le plus possible du lait de femme pris comme modèle se poursuit grâce à une connaissance toujours accrue de la composition et de la structure physico-chimique des laits et grâce à des études cliniques plus fines. Ainsi, on a constaté la nécessité d'enrichir le lait en acides gras insaturés, notamment en acide oléique. Cet apport se fait facilement à l'aide de graisses végétales (maïs, tournesol, etc.). On peut même affiner davantage la composition lipidique par l'apport de mélanges de graisses ou de certaines fractions d'entre elles. Toutefois, ces graisses végétales réduisent la teneur du lait en cholestérol et en d'autres constituants mineurs.

Le lait de vache a une teneur excessive en protéines, notamment en caséine, et insuffisante en azote non protéique. En outre, il contient moins de cystine que celui de femme, mais davantage de Iysine, de méthionine, de phénylalanine et de tyrosine. De plus, les séquences d'acides aminés sont différentes. Des écarts très importants apparaissent aussi dans les teneurs en protéines solubles: l'a-lactalbumine est présente à raison respectivement de 1,5 g/litre et de 2,6 g/litre dans le lait de vache et le lait de femme, la ß-lactoglobuline est présente dans le lait de vache (2,7 g/litre) et absente dans le lait de femme. Il en est de même pour d'autres petits constituants dont l'intérêt biologique ne saurait être négligé: immunoglobulines, nucléotides, etc.

La complexité de la composition protidique du lait de femme rend très difficile sa reconstitution à partir de celui de vache (ou d'autres espèces). Le problème des glucides est apparemment plus aisé, encore que 15 pour cent environ des sucres du lait de femme soient constitués d'oligosides complexes alors que le lait de vache contient seulement du lactose. Le «rééquilibrage» se fait par l'apport de saccharose ou de malto-dextrines.

Les sels minéraux du lait de vache sont en quantités de trois à cinq fois supérieures à ceux du lait de femme. Diverses techniques permettent de rétablir une composition normale. En ce qui concerne les vitamines, il y a quelques différences entre les laits, mais il est assez facile de les corriger si nécessaire.

Les divers constituants du lait infantile, qu'ils soient d'origine laitière ou non, sont mélangés en proportion voulue en phase liquide (eau, lait, lactosérum, crème) puis homogénéisés. Le produit est ensuite séché comme le lait en poudre par le procédé spray ou par d'autres techniques (séchage sur plateau, etc.).

Laits de régime et laits médicamenteux. Ce sont des produits destinés à l'alimentation de nourrissons, enfants ou adultes atteints de troubles métaboliques et nutritionnels. Il en existe un très grand nombre faits à base de lait de vache auquel on a fait subir certaines modifications. Celles-ci portent notamment sur les fractions protidiques, les éléments minéraux et le sucre de lait.

Dans le cas d'intolérances graves des protéines de lait de vache chez les nourrissons, on remplace celles-ci par des protéines végétales (par exemple, soja). On peut aussi soumettre à une hydrolyse enzymatique les protéines ou seulement les protéines de lactosérum, afin qu'il ne reste plus de protéines intactes. Dans le cas d'intolérance spécifique à un acide aminé, on prépare un lait dépourvu de celui-ci.

Dans les régimes hyposodés, on réduit la teneur du lait en sodium avec généralement augmentation de celle en potassium. On connaît aussi les laits sans calcium utilisés dans le cas d'hypercalcémie.

En cas d'intolérance au lactose, on propose des laits sans lactose et autres dérivés (galactose). Il existe aussi des laits dont le lactose a été hydrolyse par voie enzymatique. On peut citer aussi les laits de composition lipidique remaniée employés chez des individus atteints de diarrhée.

Laits vitaminés. Certains laits en poudre (ou liquides) sont enrichis en vitamines, notamment A et D3, généralement après pasteurisation et dans certaines limites. Cette supplémentation doit être soigneusement contrôlée de façon à éviter une hypervitaminose ou, au contraire, une inutilité du traitement.

Depuis 1984, le lait écrémé en poudre livré par le Programme alimentaire mondial (PAM) et distribué en l'état aux populations bénéficiaires est de règle enrichi en vitamine A (cette décision a été prise avec l'aval de l'OMS). Par contre, il ne 1 'est pas dans des projets comme ceux de reconstitution du lait ou de transformation industrielle du lait en fromage ou en yaourt, opération au cours de laquelle la vitamine risque d'être détruite.

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