La Fabrication Du Fromage [PDF]

Zitiervorschau

La fabrication du fromage, les connaissances

© Inra, M. Rousseau

La fabrication du fromage repose globalement sur l’action de bactéries et de présure sur les composants du lait qui conduit à la transformation du lait liquide en masse compacte. Définition La dénomination « fromage » est réservée, selon le décret n° 88-1206 du 30 décembre 1988, au produit fermenté ou non, affiné ou non, obtenu à partir de matières d'origine exclusivement laitière (lait entier, lait partiellement ou totalement écrémé, crème, matière grasse, babeurre), utilisées seules ou en mélange, et coagulées en totalité ou en partie avant égouttage ou après élimination partielle de leur eau. Le mot fromage vient du latin formaticum signifiant qu’il est fabriqué dans une forme appelée moule ou forma.

Pour comprendre ce qui se passe Le processus fromager débute avec la préparation du lait, les deux étapes principales de l’élaboration d’un fromage sont ensuite la coagulation et l’égouttage suivis accessoirement de l’affinage après salage : •

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la préparation du lait comprend éventuellement une phase de traitement thermique du lait voire une étape de maturation. Le fromager peut également ajuster les taux de matière grasse (écrémage partielle, apport de matière grasse) et azotée (ajout de poudre de lait), éventuellement ceux de minéraux avant la fabrication ; la coagulation peut se produire sous l’effet de l’acidification (caractère lactique) dans le cas des fromages frais ou par apport d’enzymes coagulantes (caractère présure) ou encore les deux (coagulation mixte). Elle conduit à l’obtention d’un gel ; l’égouttage est l’étape de séparation du caillé (phase solide) et du lactosérum (phase liquide composée d’eau et des matières solubles que sont le lactose, les sels minéraux et les protéines solubles) ;

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le salage peut être fait dans la masse (salage des grains de caillé), en surface (salage à sec) ou dans un bain de saumure. Il complète l’égouttage et contribue à la formation de la croûte, il agit directement ou par intermédiaire de l’activité de l’eau du fromage (Aw) sur le développement de microorganismes et les activités enzymatiques au cours de l’affinage, il apporte son goût caractéristique et a la propriété de masquer ou exhaler la sapidité de certaines substances formées au cours de l’affinage ; l’affinage est le stade ultime du processus, il consiste en une digestion enzymatique du caillé sous l’action des agents coagulants et des microorganismes et conduit à l’obtention d’un fromage affiné.

On peut différencier les fromages à partir de la complexité du mécanisme de coagulation dont dépend directement l’égouttage et donc les caractéristiques du fromage au démoulage. On distingue ainsi : •

les fromages frais dont le caillé est acide, peu emprésuré et à forte teneur en eau. L’égouttage se fait par filtration ou centrifugation ;

Fromages frais. © Inra, A.H. Cain • les pâtes molles rassemblent les produits « à dominante lactique » et dont le caillé est déposé en bloc dans un moule. L’égouttage est lent, facilité par un simple tranchage du coagulum. Elles seront à croûte fleurie parce que couverte d’une moisissure, par exemple du genre Penicillium ; elles seront à croûte lavée, enduite d’une morge (film poisseux à la surface d'une croûte) renfermant une flore de surface de type Arthrobacter ou Brevibacterium linens. La technologie des pâtes persillées s’apparente à celle des pâtes molles et les moisissures de couleur bleue sont dues à Penicillium roquefortii ;

Maroilles, fromage à Fromage à pâte molle Fromage à pâte pâte molle et à croûte et à croûte fleurie. persillée. lavée. © Inra, A.H. Cain

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les pâtes pressées non cuites regroupent les produits « à dominante présure » et dont le caillé est découpé et brassé en cuve. La masse est ensuite moulée et fortement pressée ;

Cantal, fromage à pâte pressée non cuite. © Inra, A.H. Cain • les pâtes pressées cuites reposent sur le même principe que les pâtes pressées non cuites, à savoir éliminer l’eau du lait au maximum. Cet aspect est renforcé par la cuisson des grains de caillé obtenus après coagulation et brassage. Différents microorganismes interviennent au cours des procédés de fabrication. En se multipliant dans le lait et le fromage, ils assurent des fonctions essentielles : •

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ils acidifient le produit en transformant le lactose en acide essentiellement lactique. Cette acidification intervient dans la coagulation du lait et l’égouttage spontané du caillé (perméabilité). Le phénomène actif de contraction du caillé ou synérèse intervient seulement dans le cas d’un caillé enzymatique contractile et non perméable. Elle contribue également à la qualité hygiénique des produits laitiers ; ils participent aux caractères organoleptiques de flaveur et de texture des produits laitiers en métabolisant notamment les protéines et les matières grasses du fromage ; ils améliorent leur conservation par inhibition de microorganismes potentiellement dangereux pour le consommateur (flore pathogène) ou le produit (flore d’altération).

Quelques exemples : •

les bactéries lactiques du genre Lactococcus, Streptococcus, Lactobacillus contribuent à l’acidification du lait et aux caractères sensoriels des produits laitiers ;

Lactococcus lactis. L. lactis. Coupe en Observation en microscopie microscopie optique. électronique à transmission. © Inra, M.C. Le © Inra, A.H. Cain Tarnec © Inra, M. Rousseau • les bactéries lactiques du genre Leuconostoc favorisent l’ouverture des fromages de type pâte persillée par leur production de gaz carbonique et participent à l’arôme des produits laitiers comme les fromages frais ; • les bactéries corynéformes du genre Arthrobacter et Brevibacterium contribuent à l’arôme des fromages en dégradant lipides, protéines et acides aminés. Brevibacterium linens participe à la morge qui représente une couche de microorganismes entretenue Lactococcus lactis. Colonies sur milieu nutritif gélosé.

par des soins répétés en cave d’affinage pour les fromages à croûte lavée tels que le Maroilles, le Munster ou le Pont l’Evêque mais aussi certains fromages à pâte cuite comme le Beaufort ou le Comté ;

Brevibacterium Brevibacterium linens. Observation linens. Colonies sur en microscopie milieu nutritif gélosé. optique.

B. linens. Coupe en microscopie électronique à transmission.

© Inra, A.H. Cain • •

© Inra, M.C. Le © Inra, M. Rousseau Tarnec les bactéries propioniques du genre Propionibacterium concourent à l’ouverture et à l’arôme des fromages à pâtes cuites de type Comté et Emmental ; les levures des genres Kluyveromyces, Debaryomyces et Saccharomyces et les moisissures du genre Penicillium contribuent à la formation d’arômes ; Geotrichum candidum est responsable de l’aspect en peau de crapaud des fromages de chèvres tandis que Penicillium camembertii participe au feutrage superficiel du Camembert. P. roquefortii est responsable de l’aspect persillé des fromages bleus.

Penicillium roquefortii. Colonies sur milieu nutritif gélosé.

P. roquefortii. Observation en microscopie optique.

© Inra, A.H. Cain

© Inra, M.C. Le Tarnec

Pour aller plus loin Pour observer les microorganismes qui interviennent dans la fabrication des produits laitiers, vous pouvez prélever un échantillon de fromage frais ou affiné (croûte, pâte), diluer dans un peu d’eau et •

étaler une goutte de la suspension à l’aide d’un coton-tige trempé dans le liquide à la surface d’une boîte de Petri contenant un milieu nutritif gélosé. L’étalement est réalisé sur la première moitié de la boîte. Celle-ci est tournée de 90°, la deuxième phase d’étalement est réalisée perpendiculairement à la première avec le même coton-tige.

Boîte de Petri contenant un milieu nutritif gélosé. © Inra, A.H. Cain

Etalement en stries, première phase.

Etalement en stries, deuxième phase.

© Inra, A.H. Cain

© Inra, A.H. Cain

Les couvercles des boîtes ont ensuite remis en place ; les boîtes sont fermées avec deux morceaux de ruban adhésif placés de chaque côté, elles sont retournées et placées dans un endroit tiède. Après quelques jours, des colonies apparaissent à la surface de la gélose nutritive ; •

observer une goutte de la suspension au microscope optique après montage entre lame et lamelle :

Matériel nécessaire à l'observation.

Pose de la goutte de suspension sur la lame.

Pose de la lamelle sur la lame.

Préparation placée sur la platine du microscope

© Inra, A.H. Cain

Quelques chiffres Il faut environ 450 l de lait pour produire une meule de Comté de 40 kg. En 2003, la production mondiale de fromages atteint 17,5 millions de tonnes fabriqués à partir d’environ 190 millions de tonnes de lait. Si l’on considère que le lait est ensemencé avec 1 à 1,5% (vol/vol) de ferments d’acidification, il est possible d’estimer la production mondiale de ces derniers entre 1,9 et 2,9 millions de tonnes soit environ 1,9 à 2,9 mille milliards de

milliards (1021) de cellules bactériennes. La production française de fromage s’élève à 1,82 million de tonnes dont 1,69 millions de tonnes de fromages au lait de vache, 72 348 tonnes au lait de chèvre et 53 746 tonnes au lait de brebis soit encore 650 327 tonnes de fromages frais et 1,17 millions de tonnes de fromages affinés.La production fromagère AOC est de 190 540 tonnes, la production fromagère au lait cru de 183 505 tonnes. La consommation française de fromage s’élève à 24 kilos par habitant dont 15,4 kilos de fromages affinés diversifiés et 8,6 kilos de fromages frais. La France occupe la deuxième place au sein de l'Union Européenne, devancée par la Grèce.

Un peu d’histoire Les origines du fromage remontent au Néolithique, il y a environ 10 000 ans, quand les hommes commencent à domestiquer les chèvres et les brebis pour faire de l'élevage et consommer le lait produit par les animaux. Des moules à caillé vieux de 5 000 ans et des basreliefs sumériens datant de 3 500 ans avant Jésus-Christ et représentant la traite des vaches et le caillage du lait témoignent de l’activité des hommes. La «découverte» ou «l'invention» du fromage serait le résultat de l'observation de la coagulation du lait laissé à la température ambiante et de la découverte de la présure. La légende raconte qu'un nomade transportant du lait dans une poche faite de l'estomac d'un mouton aurait remarqué que le lait avait caillé. Dans la Rome antique, les fromages de chèvre et de brebis sont des aliments quotidiens et font l’objet d’un commerce avec la Grèce et la Gaule. Au Moyen Âge, les monastères deviennent d'importants centres de fabrication de fromages et certaines abbayes assurent une relative fixité des principes de fabrication (Roquefort, Munster, Maroilles, …). Au XIIIe siècle, naissent les premières coopératives de production ou fruitières. A la Renaissance, le mot "fromage" apparaît dans le langage usuel. Fin XVIIIesiècle, avec l'exode lors de la Révolution Française, les recettes sont transmises dans d'autres régions. Au XIXe siècle, les travaux de Louis Pasteur et Emile Duclaux (pasteurisation, ferments, …) et les avancées technologiques (énergie, vapeur, rail, réfrigération, …) font progresser rapidement l’industrie fromagère. Le XXe siècle marque l’industrialisation de fromages jusque-là confinés dans leurs terroirs et dans une production artisanale. Apparaissent également des produits nouveaux qui s’inspirent de produits traditionnels (fromage à pâte pressée non cuite à croûte paraffinée, fromage à pâte molle et à croûte fleurie de forme ovale, fromages à pâte molle et à croûte lavée inspiré de Maroilles et Munster, …), s’insèrent dans des modes de vie ayant évolués (fromage à la coupe, miniaturisation, …) ou reposent sur des technologies innovantes tels que les fromages à pâte fondue ou dérivés de la technologie d’ultrafiltration ou procédé Inra MMV (initiales des inventeurs Maubois, Mocquot et Vassal).

Fromages issus de la technologie d'ultrafiltration. © Inra, A.H. Cain Tandis que les produits « industriels » se développent, apparaît la nécessité de protéger un savoir-faire traditionnel. Régies par des lois successives (1905, 1955, 1973) et des règlements européens (1992), les appellations d’origine contrôlées (AOC) sont la reconnaissance de la valeur patrimoniale des produits agro-alimentaires dont les produits laitiers et de leurs constituants. L’AOC est un signe de qualité protégé au niveau national et européen par l’Inao (Institut national des appellations d’origine) créé en 1935 et devenu l'Institut national de l'origine et de la qualité depuis le 1er janvier 2007 tout en conserant le même sigle. Actuellement, 44 fromages bénéficient d’une AOC, 29 au lait de vache, 12 au lait de chèvre, 2 au lait de brebis et 1 au lactosérum. Il existe aussi des indications géographiques protégées (IGP) régies par l’Inao depuis 1990 telles que l’Emmental de Savoie ou l’Emmental Français Est Central. Contact : Catherine Foucaud-Scheunemann, Mission Communication Coordonnées : [email protected]

La fabrication du fromage, les explications

© © Inra, B. Mietton

Comment mettre en pratique les connaissances scientifiques ? Matériel et ingrédients

1 thermomètre 1 casserole et son couvercle 1 grand fouet 1 écumoire ou 1 louche 1 cuillère 1 couteau de cuisine 1 moule, par exemple un moule à faisselle en plastique 1 grille à gâteau 2 saladiers 1 l de lait frais entier pasteurisé 1 yaourt nature de consistance ferme de la présure (en pharmacie ou en supermarché) sel de cuisine

Déroulement Préparation du lait : verser le lait dans la casserole et le chauffer jusqu’à 44°C, en brassant constamment. Dans un bol, mélanger une demi cuillère à café de yaourt et un peu de lait, ajouter au lait en brassant vigoureusement. Retirer la casseole du feu et laisser refroidir à 32°C.

Emprésurage : ajouter au lait 1 ml de présure en mélangeant régulièrement. Laissez reposer le lait couvert 50 à 60 min. Au bout de ce temps, le lait a caillé, il a la consistance d’un yaourt. Lorsque vous entaillez la masse avec une cuillère à café retournée, elle laisse une coupe à bord tendre.

Découpage : avec un couteau, trancher le caillé en bandes d’environ 1,5 cm de large puis en carrés. Laisser reposer 5 min. Formation des grains : remuer soigneusement et lentement pendant 3 à 4 min, en décrivant des 8 avec le fouet. Laisser reposer 5 min. Les grains de fromage ont durci tout en restant relativement tendres ; ils ont approximativement la taille de grains de maïs. Réchauffage : réchauffer la masse à 32°C tout en remuant lentement et constamment à l’aide d’une grande cuillère. Retirer la casserole du feu et laisser refroidir.

Moulage : mettre le moule sur la grille à gâteau posée sur un saladier. Sortir la masse à l’aide de l’écumoire et remplir uniformément la forme. Lisser la surface.

Egouttage : laisser le fromage pendant 24 h à température ambiante (23-24°C) pour qu’il s’égoutte. Au bout de 6 h, il est déjà assez ferme pour être retourné délicatement. Salage : sortir le fromage bien égoutté de sa forme et le déposer sur la grille. Répartir une cuillère à café de sel sur le dessus et les côtés du fromage. Lorsque le sel sera dissout par l’humidité du fromage, frotter légèrement pour le faire pénétrer. Placer ensuite le fromage sur la grille sur un saladier rempli à moitié d’eau et le recouvrir d’un autre saladier retourné. Entreposer le fromage au frais (12-15°C). Le lendemain, retourner le fromage et renouveler l’opération de salage. Ressuyage : retourner le fromage une fois par jour. La face du fromage alors dirigée vers le haut sera frottée délicatement avec un chiffon humide afin de répartir l’humidité.

Affinage : la croûte du fromage se couvre progressivement d’une morge blanche puis virant au rougeâtre ensuite. Il conviendra d’éliminer d’éventuelles moisissures grises, vertes ou noires qui se développeraient, à l’aide de la pointe de la lame d’un couteau.

Précautions : la fabrication d’un fromage est un art qui requiert hygiène et savoir-faire, fruit d’un long apprentissage. Aussi, il convient de se limiter à observer le fruit de vos expériences et en aucun cas, il ne faut céder à la tentation d’une dégustation qui se révèlerait décevante !

Astuces et remarques La dénomination « présure » protégée par le décret du 25 mars 1924, est réservée à l’extrait coagulant provenant de caillettes (quatrième poche de l’estomac) de jeunes ruminants abattus avant sevrage. Elle contient deux fractions actives que sont la chymosine, majoritaire et la pepsine, mineure. La présure de veau est l’agent coagulant traditionnellement utilisé pour la coagulation du lait en vue de la fabrication de la majorité des fromages. D’autres enzymes protéolytiques ont la propriété de coaguler le lait, elles sont d’origine animale (poulet, …) ou végétale (gaillet, chardon, artichaut, figuier, papayer, ananas…) ou microbienne. Actuellement, trois types d’enzymes microbiennes peuvent être utilisées en France (Rhizomucor miehei, R. pusillus et Cryphonectria parasitica) auxquelles s’ajoutent une « chymosine de fermentation » obtenue par génie génétique. Afin de mettre en évidence l’influence des traitements thermiques sur l’aptitude du lait à la coagulation par la présure, vous pouvez utiliser du lait cru, pasteurisé ou stérilisé. Le lait stérilisé, par procédé UHT par exemple, aura besoin d’être enrichi en calcium (chlorure de calcium en pharmacie). Afin de mettre en évidence l’action de la présure dans la coagulation du lait, vous pouvez : •

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observer l’influence de la quantité de présure donc d’enzymes protéolytiques sur la coagulation en mettant des quantités variables de présure dans un même volume de lait et en notant le temps de coagulation ; apprécier l’influence de la température en réalisant la phase de coagulation du lait à différentes températures. Au dessous de 10°C, la coagulation du lait ne se produit pas. Dans l’intervalle 10-20°C, la vitesse de coagulation est lente. Au dessus de 20°C, elle augmente progressivement jusqu’à 40-42°C ; elle diminue ensuite et au dessus de 65°C, il n’y a plus de coagulation car l’enzyme est inactivée ; apprécier les changements de texture en comparant le lait et lecoagulum.

Afin de mettre en évidence l’action des microorganismes dans la coagulation du lait, vous pouvez ajouter un liquide acide (jus de citron, vinaigre ...) à une petite quantité de lait et en observer la coagulation. L’égouttage comprend deux périodes, l’égouttage principal se situe entre la fin de la coagulation et le démoulage inclus ; au cours de celui-ci la majeure partie du lactosérum est éliminée et l’égouttage complémentaire va du démoulage à l’entrée en affinage, pour l’essentiel il est dû au sel et secondairement au ressuyage. Il est le résultat de deux phénomènes actifs différents, un phénomène actif, la synérèse, qui est dû à la contraction du gel, il n’est important que dans le cas d’un coagulum présure et un phénomène passif qui résulte de l’aptitude du coagulum à laisser s’écouler spontanément le lactosérum, il est une des caractéristiques des gels lactiques. L’évacuation du lactosérum du caillé ne permet pas d’atteindre la composition désirée pour un grand nombre de fromages. Il est alors nécessaire de mettre en œuvre des traitements thermiques et mécaniques. D’une façon générale, l’augmentation de température favorise l’égouttage, les températures appliquées pendant l’égouttage sont généralement comprises entre 20°C et 55°C. Les traitements mécaniques sont d’autant plus intenses et variés que le caillé en fin d’égouttage doit être sec et minéralisé : découpage, brassage, moulage, retournement, pressage... Seuls les caillés « à dominante présure », élastiques, peuvent subir des traitements mécaniques ; les caillés « à dominante lactique » sont friables. La mise sous

presse est ici superflue car la masse de fromage se comprime suffisamment sous l’effet de son propre poids. Au cours du salage, au lieu de saupoudrer le fromage de sel, vous pouvez le plonger dans un bain de saumure (eau saturée en sel de cuisine) en saladier (318 g de sel de cuisine pour 1 l d’eau) et l’immerger durant 3 h en prenant soin de le retourner à mi-temps car il flotte. Contact : Catherine Foucaud-Scheunemann, Mission Communication Coordonnées : [email protected]