Le processus de coagulation
Dans le lait, les caséines se présentent sous forme de micelles, particules de lipoprotéines ayant tendance à s'unir et à coaguler ; dans des conditions standard cela ne se produit pas pour deux raisons, la première réside dans leur charge électrique, qui à pH naturel est négative (les particules chargées négativement se repoussent) ; la seconde est liée à la présence du peptide protecteur colloïdal dans la partie C-terminale de la K-caséine. L'absence d'un ou des deux facteurs détermine la coalescence de ces particules, d'où la coagulation des protéines.
Coagulation acide
Les ferments microbiens fermentent le lactose en acide lactique, ce qui entraîne une diminution du pH; lorsque celle-ci atteint la valeur de 4,6 les micelles perdent leur charge négative et deviennent neutres ; à ce stade, ayant perdu la répulsion électrique, ils commencent à coaguler. Au cours de ce processus, les ions Ca2 + sont expulsés (qui sont aux 2/3 à l'intérieur des micelles de caséine), qui se lient à l'acide lactique, salifiant et formant du lactate de calcium. La caséine, qui se trouve dans les micelles sous forme de phosphocaséinate de calcium, perd du calcium et devient un phosphocaséinate acide, caractérisé par une consistance particulière qui permet la formation d'un caillé de consistance gélatineuse.
Le caillot qui se forme après l'acidification est plus lâche et plus mou que celui obtenu à partir d'un traitement avec des enzymes ; pour cette raison, la coagulation acide n'est utilisée que dans la production de fromages frais et à pâte molle, qui se caractérisent par leur goût acide et doivent être consommés en quelques jours (comme le fromage cottage).
Coagulation présamique
Pour tous les fromages, à l'exception des frais et des pâtes molles, la coagulation présure est utilisée. La présure, ou présure, est ajoutée au lait à une température de 30-37°C, respectivement pour les fromages à pâte molle ou dure ; c'est un produit riche en enzymes protéolytiques, qui déterminent le détachement de la partie C-terminale de la K-caséine, donnant aux micelles la capacité de coaguler entre elles.
La présure ou présure est obtenue à partir du quatrième estomac (caillette) de ruminants non sevrés (veaux, agneaux, chevreaux); à l'intérieur on retrouve toutes les enzymes nécessaires à la digestion du lait et en particulier la CHIMOSINE (OU RENNINA) et la PEPSIN, qui agissent directement sur les chaînes protéiques. L'estomac des animaux adultes ne peut pas être utilisé précisément parce qu'ils sont dépourvus de lactase et d'autres enzymes nécessaires à la digestion de la "nourriture".
La présure traditionnelle ou présure est obtenue par macération de fragments de caillette séchés ou conservés en saumure à 10% NaCl (ce qui facilite l'extraction des enzymes), avec addition d'antiseptiques pendant 10-12 heures à 20°C et pH 4. Le jus, est ensuite filtré, clarifié et séché.
Il existe également sur le marché des substituts de présure, des extraits d'origine microbienne et surtout de la chymosine recombinante. Les présures commerciales sont toutes standardisées et portées à un titre fixe : le titre présure est la quantité de lait coagulé à partir de 1 cc de présure en 40 minutes à 37°C ; c'est donc un paramètre extrêmement important pour les laiteries.
Lors de la coagulation de la présure, la chymosine hydrolyse la K-caséine en un point précis, situé entre les acides aminés 105 (phénylalanine) et 106 (méthionine). En coupant dans cette position, on perd le peptide protecteur colloïdal, qui représente la partie C-terminale de la protéine qui, étant glycosylée, augmente l'hydrophilie de la micelle ; la perte de ce peptide diminue l'hydrophilie et les micelles de caséine acquièrent une plus grande tendance à " l'agrégation Après le détachement du peptide C-terminal la caséine est transformée en para-caséine, qui en présence des ions calcium contenus dans la micelle devient du paracaséinate dicalcique, formant un réseau tridimensionnel (gel) plus rigide que celui observé pour coagulation acide, donc capable de retenir une plus grande quantité de lactose et de sels minéraux dans les globules lipidiques. Ce gel est si fort qu'avec le temps il a tendance à se contracter et à expulser le sérum. Alors que lors de la coagulation acide une expulsion rapide de calcium se produit, dans cette phase de coagulation de la présure, le calcium reste lié aux caséines.
La formation du caillé dépend de nombreux facteurs, qui doivent être soigneusement contrôlés pour obtenir le fromage :
- concentration et titre de la présure
- température : les caséines ne précipitent pas en dessous de 10°C et au dessus de 65°C ; en général leur tendance au caillage est maximale entre 20 et 40°C.
- pH : au dessus de pH 7 le lait ne coagule pas, car les charges des caséines sont trop fortes pour permettre l'approche des micelles de caséine
- concentration d'ions Ca++
- taille des micelles
- conservation du lait : s'il est conservé plus de 2 jours à +4°C il ne coagule pas.
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