Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Le fromage fondu est un produit obtenu par la fonte et l’émulsification, à l’aide de la chaleur, de fromage ou d’un mélange de fromages affinés ou non, additionné d’autres produits laitiers, tels des beurres et poudres de protéines laitières. Compte tenu de la diversité des ingrédients autorisés, les fromages fondus fabriqués peuvent ainsi présenter des caractéristiques gustatives et fonctionnelles extrêmement variées. En ce sens, le fromage fondu est un produit particulièrement intéressant au regard de la formulation et des procédés. Cet article dédié à la physico-chimie du processus de fonte aborde, après une brève présentation de l’univers des fromages fondus, les mécanismes physico-chimiques associés à la fonte des fromages et les facteurs régissant le processus en fonte et la qualité des produits finis.
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Sébastien ROUSTEL : Ingénieur du Génie rural, des Eaux et des Forêts (ICPEF), Ministère de l'agriculture, ENIL de Mamirolle et de Poligny, France
INTRODUCTION
Source précieuse de protéines et éventuellement de matière grasse, le fromage a été l'un des premiers moyens de conservation du lait, matière première rapidement périssable. Cependant, la coagulation du lait et l'égouttage du caillé qui en découle n'offrent qu'une stabilité relative et variable selon les fromages qui restent des produits laitiers « vivants ». Ainsi, si la protéolyse et la lipolyse sont des phénomènes fondamentaux lors de l'affinage, cette activité enzymatique se poursuit même à basse température et conduit, au-delà d'un certain stade, à une altération du fromage. Afin de prolonger la durée de vie du fromage, plusieurs procédés ont été développés dont celui du fromage fondu.
Le fromage fondu, qui repose sur une technologie beaucoup plus récente (début des années 1900) que celle des fromages conventionnels, a permis une stabilisation bien plus poussée des nutriments laitiers, tout en conservant plus ou moins au produit fini l'aspect d'un fromage. Produit initialement destiné à la consommation directe, c'est encore aujourd'hui un type de fromage parfaitement adapté aux habitudes de consommation. Tartinable, en bloc, sous forme liquide, solide, en poudre... de saveur douce, c'est un aliment énergétique riche en protéines et en minéraux ; il est digeste, d'une grande sécurité microbiologique et, de surcroît, il peut se conserver à température ambiante selon les technologies mises en œuvre tout en offrant une grande praticité pour son utilisation. Néanmoins, sa consommation directe reste marginale dans un pays à forte tradition fromagère comme la France (environ 1,2 à 1,3 kg par habitant et par an). C'est ce qui explique que près de la moitié de la production française de fromages fondus soit exportée (47 %). Depuis quelques années, le créneau à fort potentiel de développement est représenté par la consommation indirecte, c'est-à-dire les fromages incorporés aux préparations culinaires industrielles tels que les gratins, les lasagnes, les pizzas et autres. C'est un terrain de prédilection pour l'expression des techniques de fonte qui permettent de modifier le comportement des protéines laitières à la chaleur. En effet, si les fromages traditionnels ne sont pas toujours parfaitement adaptés à une refonte, c'est parce qu'ils n'ont pas été conçus pour cela au départ. Avec les techniques de fonte, on peut gérer au mieux les fonctionnalités du fromage en termes d'aptitude à la refonte, de pouvoir nappant, filant, etc., tout en optimisant les prix de revient. C'est ainsi que sont apparus les analogues qui, de par les ingrédients qu'ils incorporent, n'ont pas droit à l'appellation de fromage, mais utilisent largement les techniques de fonte.
Cet article dédié à la physico-chimie du processus de fonte aborde, après une brève présentation de l'univers des fromages fondus, les mécanismes physico-chimiques associés à la fonte des fromages et les facteurs régissant le processus en fonte et la qualité des produits finis.
Hormis les fromages frais, la quasi-totalité des fromages n'est consommée qu'après un certain degré d'affinage particulièrement apprécié du consommateur. Les mécanismes de transformation des constituants du caillé, et notamment les processus d'hydrolyse se poursuivent dans le temps. Cette évolution entraîne par conséquent des difficultés :
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d'entreposage prolongé en vue de la constitution de réserves ;
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de stockage d'excédents ;
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d'exportation de fromages vers des pays chauds.
Avec l'expansion de l'industrie laitière à la fin du XIXe siècle et compte tenu de ces problèmes, les pays producteurs de fromages se sont intéressés, pour des raisons économiques, à la tâche de conservation des protéines laitières. Pour atteindre cet objectif, deux orientations ont été envisagées :
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l'amélioration des différentes sortes de fromages afin de leur assurer une meilleure conservation ;
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la mise au point d'une nourriture protéinée d'un type nouveau, stable et de grande valeur nutritionnelle.
Les premières tentatives de stabilisation thermique des fromages ont été réalisées autour de 1890 en Allemagne, où trois sociétés ont appliqué le procédé d'appertisation de fromages à pâte molle. Ces fromages de type camembert en boîtes de conserve furent l'objet à l'époque d'exportations massives Outre-Mer. Quelque temps après aux Pays-Bas, ce procédé était étendu à des fromages à pâte pressée non cuite (brevet déposé le 18 mars 1899), ce qui permit d'exporter plus d'un million de boîtes de 300 g à partir de 1900.
Parallèlement, on travaillait en Suisse à la stabilisation de fromages à pâte dure, mais en vain, en raison notamment du caractère particulier de ces matières premières relativement riches en calcium et pauvres en protéines, dégradées par la protéolyse. Compte tenu de l'origine suisse de la fondue aux fromages, il y a tout lieu de penser que c'est à partir de l'observation et de la compréhension des mécanismes qui président à l'élaboration de cette préparation culinaire que le fromage fondu a été mis au point.
Plusieurs brevets ont été publiés entre 1894 et 1900, notamment en Allemagne, laissant peu à peu percer le principe fondamental de la solubilisation des protéines après un échange d'ions à chaud en phase aqueuse.
Cependant, c'est à deux industriels suisses, W. Gerber et F. Stettler, que fut attribuée en 1911 la paternité de la fabrication industrielle du fromage fondu à Thun (canton de Berne), à partir de citrate de sodium et d'emmental.
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- Version archivée 1 de sept. 2000 par Jean-Luc BOUTONNIER
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Principaux facteurs intervenant sur les caractéristiques des produits finis2. Processus physico-chimique de la fonte
Le fromage fondu est un produit de seconde transformation dans la mesure où il est issu du fromage, lui-même issu du lait. Afin de bien comprendre les principes mis en œuvre et les réactions obtenues durant la fonte des fromages (§ 2.2), il est indispensable de rappeler brièvement quelques notions relatives à la transformation du lait en fromage (§ 2.1).
2.1 Du lait au fromage
Les micelles de caséine représentent la substance clé de la fromagerie, leur composition et leur comportement revêtent une importance primordiale durant le processus de fonte. La caséine, dans le lait, est présente à raison de 26 à 27 g · kg–1 et se compose en fait de quatre caséines différentes, dont chacune possède une série de variants génétiques, en l'occurrence les caséines αs1, αs2, β et κ. Ces caséines disposent d'une structure spatiale bien définie et, contrairement à la plupart des autres protéines, elles ne peuvent pas se déployer en structures ordonnées. En raison de leur concentration dans le lait, ces molécules protéiques sont agglutinées sous forme de micelles grâce à leurs parties hydrophobes [F 4 820].
Quant aux parties hydrophiles, elles sont positionnées en surface, ce qui les rend hydrosolubles. Cependant, ces micelles sont des structures dynamiques qui évoluent en permanence au gré des modifications du milieu, et notamment des variations de pH. Par exemple, lorsque le pH diminue, elles perdent leur caractère hydrophile et leur capacité de rétention en eau décroît.
Ces micelles résultent d'une association de 10 à 100 molécules de caséine d'un diamètre de 10 à 15 , voire 20 nm, et d'une masse molaire comprise entre 250 000 et 2 000 000...
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Processus physico-chimique de la fonte
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - Décret no 2013-1010 du 12 novembre 2013, modifiant le décret du 2007-628 du 27 avril 2007 relatif aux fromages et spécialités fromagères. - Journal Officiel de la République Française, 14 nov. 2013.
-
(2) - ZEHREN (V.L.), NUSBAUM (D.D.) - Processed cheese. - 2nd ed., Madison, Wis., Cheese Reporter Publishing Co. Inc. (2000).
-
(3) - CHAMBRE (M.), GOLDSCHMIDT (B.), LECOMTE (M.-C.) - Minéraux et fromage fondu, minéraux et produits laitiers. - Chap. 17.
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(4) - CARIC (M.), KALÁB (M.) - Processed cheese products. - In Cheese : Chemistry, Physics and Microbiologie, 2nd edition, FOX (P.F.), ed., Chapman and Hall, New York, p. 467-505 (1993).
-
(5) - LEE (B.O.), PAQUET (D.), ALAIS (C.H.) - Étude biochimique de la fonte des fromages – I. Mesure de la « peptisation ». - Le lait, no 589-590 (1979).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Décret no 2013-1010 du 12 novembre 2013, modifiant le décret du 2007-628 du 27 avril 2007 relatif aux fromages et spécialités fromagères. Journal Officiel de la République Française du 14 novembre 2013.
Règlement (UE) no 1129/2011 de la Commission du 11 novembre 2011 modifiant l'annexe II du règlement (CE) no 1333/2008 du Parlement européen et du Conseil en vue d'y inclure une liste de l'Union des additifs alimentaires.
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