facteurs de coagulation du lait fabrication fromage

La coagulation du lait c’est le passage du lait de la forme liquide à la forme solide appelé caillé. Il existe 2 techniques pour faire coaguler le lait : soit par acidification, soit par l’utilisation de présure.

Maîtriser les facteurs de la coagulation est essentiel pour obtenir un produit conforme à vos attentes et régulier dans le temps.

La coagulation comprend 2 temps :

  • Le temps de prise qui démarre au moment où l’on met la présure dans le lait jusqu’au début de la floculation (rassemblement des protéines et début d’épaississement du lait),
    Le temps de durcissement qui va du début de la floculation jusqu’au décaillage (découpe du caillé).

Le principe de base à retenir

 

Pour comprendre comment définir le temps de prise et le temps de durcissement voulus, voici ce que vous devenez retenir :

  • Plus le temps de prise est long, plus il sera facile d’égoutter. Plus le temps de prise sera court (<10 mn), plus il sera difficile d’égoutter,
  • Plus le temps de durcissement est court, plus il sera facile de découper fin le caillé et donc d’égoutter. Un temps de durcissement long implique une découpe du caillé en plus gros morceaux et rend plus difficile l’égouttage.

Temps de prise long+ temps de durcissement court = Egouttage facile

Temps de prise court+ temps de durcissement long= Egouttage difficile

En pratique :

Le gruyère est un fromage que l’on veut sec pou pouvoir l’affiner longtemps. Le temps de prise de sa fabrication est de 20 à 30 mn et son temps de durcissement seulement de 4 à 5 mn. C’est un caillé qui est facile à égoutter.

En comparaison à un reblochon, où l’on veut garder de l’eau pour faire un fromage souple, je suis sur un temps de prise de 15 mn avec un temps de durcissement de 30 mn.

 

Vous pouvez visualiser le test de la poche en vidéo ci-dessous. Ce test permet de voir si le caillé est apte à être découpé, c’est à dire suffisamment ferme :

Les différents facteurs qui influencent la coagulation

 

Attention aux différents facteurs qui vont influencer les temps de caillage (temps de caillage= temps de prise+temps de durcissement) que vous désirez pour vos fabrications :

1- Influence du pH sur la coagulation

 

L’acidification va avoir une action sur le degré de minéralisation des micelles et sur l’activité des enzymes de la présure (pH optimum de la présure: 5.6 à 5.7).

Les micelles de caséine (cf schéma ci-dessous) sont chargées négativement, elles se repoussent dans le lait et sont donc solubles. De plus, elles fixent une quantité importantes d’eau autour d’elles. Par effet de l’acidification, il y a une diminution par neutralisation des charges négatives et une baisse de la stabilité des micelles. On obtient à ce moment là une floculation (prise du lait) et le passage du calcium et du phosphate de calcium de l’insoluble au soluble. Cela donne un caillé mou.

 

Floculation_micellaire
Les micelles de caséine- Source : Wikipédia- coagulation du lait

En technologie fromagère, il va falloir mesurer et maîtriser son acidité à l’emprésurage. C’est ce qui va décider de notre minéralisation du produit fini et de sa texture, à savoir obtenir une pâte souple ( type tomme de Savoie) ou une pâte friable (type camembert).

2- Influence de la température sur la coagulation

 

La température optimale de la coagulation est de 35 à 45 °C en sachant que la température optimale de la chymosine (enzyme de la présure) est de 42 °C. A cette température, on a un équilibre minéral avec augmentation du calcium micellaire chargé positivement entrainant une baisse de stabilité des micelles chargés négativement.

En dessous de cette température, le temps de coagulation augmente. En effet, les micelles chargées négativement sont de taille inférieure et plus nombreuses. Il y a plus d’ions négatifs que d’ions positifs, ce qui leur assure donc une meilleure stabilité et floculent moins bien.

A des températures supérieures, on peut également noter une remontée du temps de coagulation, du fait de la dénaturation de la chymosine.

3- Influence des minéraux sur la coagulation

 

Les 2 principaux minéraux qui vont influencer la coagulation sont le calcium et le phosphore sous diverses formes.

A température de sortie du lait du pis de la vache, soit 37°C, il y a un équilibre entre les parties minérales solubles et insolubles (forme colloïdale liée à la caséine) soit 35% de soluble et 65% d’insoluble pour le calcium et 50/50 pour le phosphore.

Quand le lait est stocké à basse température plus de 48h, nous déséquilibrons ce rapport d’équilibre minéral avec un passage du calcium insoluble en calcium soluble. Or, le calcium rentre dans la fabrication du gel. Plus il sera soluble, plus il s’échappera dans le sérum. Les ponts calciques seront moins nombreux pour former le réseau micellaire. La prise sera plus longue et il y aura une baisse de fermeté de votre caillé. C’est pour cela qu’en industrie, sur des laits de 2 ou 3 jours, on rajoute du CaCl2 pour rééquilibrer.

A noter que par l’acidification ,on va aussi augmenter la part de calcium soluble.

En pratique:

On a un exemple avec le caillé des fromages lactiques où la coagulation se fait essentiellement par l’acidification favorisant une déminéralisation du caillé qui sera beaucoup plus friable et fragile au moulage.

 

4- Influence de la température et du temps de chauffage du lait

 

Il faut savoir que le traitement thermique du lait le dénature (ex: pasteurisation) : destruction de la flore, des enzymes et dénaturation d’une partie des protéines (protéines sériques).

Ces dernières passent de l’état soluble à l’état insoluble en venant se fixer sur les caséines. Elles vont augmenter la couche d’hydratation des micelles (1g de protéine sérique fixe entre 1.5 et 3 g d’eau) d’où un frein à l’égouttage et un caillé plus fragile.

Le chauffage modifie les équilibres minéraux. Cela provoque une baisse de l’aptitude du lait à cailler en raison des difficultés à constituer des ponts calciques entre les micelles.

5- Influence de la qualité de la présure

 

Attention à la présure que vous achetez. Veillez à bien utiliser celles qui sont faites de façon traditionnelle qui nous apporte en plus des enzymes coagulantes, de la flore lactique et des facteurs de croissance (voir article sur les coagulants).

6- Influence du changement d’alimentation des vaches et des saisons

 

influence alimentation sur coagulation du lait

En tant que fromager paysan, je vais surtout surveiller mes temps de coagulation au moment des changements d’alimentation des vaches.

Par exemple, au moment de la mise à l’herbe, je devrai être plus attentif à mes temps de prise qui vont changer. Je devrai rectifier mon pH et ma température à l’emprésurage pour obtenir les temps de prise et de durcissement habituels.

L’alimentation va avoir une influence sur les taux de protéines et notamment sur les taux de protéines sériques.(cf article sur “Comment fabriquer du fromage en quantité et en qualité ?”). Nous l’avons vu précédemment, elles vont se fixer sur les micelles de caséine et fixer de l’eau augmentant ainsi le temps de prise et diminuant la fermeté du caillé.

 

Je n’ai pas parlé ici des caractéristiques rhéologiques du lait qui vont avoir une influence sur les propriétés du caillé au découpage. Elles jouent un rôle sur les pertes de caillé dans le sérum donc sur le rendement et sur les caractéristiques finales du fromage.

S’intéresser à ces caractéristiques rhéologiques est surtout important pour les industriels. Cela leur permet de prévoir les temps de prise et de durcissement en même temps que les rendements fromagers. Ils s’assurent ainsi de fabriquer des produits homogènes et réguliers.

Ce n’est pas notre philosophie en production fermière et ne doit pas l’être. Sur ma ferme, mes clients cherchent des produits différents et authentiques.

Si vous avez des questions, n’hésitez pas à commenter ou à prendre contact avec moi !

Pour aller plus loin :

Pour en savoir plus sur les phases de coagulation du lait, vous pouvez lire cet article sur actualait.com

Les pratiques du fromager n°11/52 : les facteurs qui influencent la coagulation
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