CHAP. 1 REVUE DE LA LITTERATURE

1. GENERALITES SUR LE LAIT       

1.1. Définition  et composition chimique

 Le lait est un liquide alimentaire plus ou moins jaunâtre à l’odeur peu remarquée et au goût douceâtre secrété après parturition par la glande mammaire des mammifères femelles pour nourrir  leur nouveau-né (Mazyoyer, 2007 ; Abdelatif, 2010).                                                                                                                               Quelles que soient les espèces, le lait contient les mêmes éléments chimiques mais leur concentration varie d’une espèce à une autre. Le lait est un produit nutritionnel bien équilibré et adapté aux besoins de chaque espèce, on peut y  trouver la matière grasse en suspension, des protéines (surtout la caséine) et des sels de calcium, de phosphore, chlore, sodium, de potassium et de souffre  (Bordjah, 2011). 

Le lait apparait comme un liquide opaque blanc, qui est plus ou moins jaunâtre selon la teneur en carotène de la matière grasse, deux fois plus visqueux que l’eau, de saveur ou de goût  légèrement sucré ; son odeur reconnaissable mais peu marquée (Bordjah, 2011).                                                  Schématiquement, on peut considérer le lait comme une émulsion de matière grasse dans une solution aqueuse comprenant  de nombreux éléments dont les uns sont à l’état dissout  et les autres sont à la forme colloïdale (Bordjah, 2011).                                                                                               Les données de la composition du lait sont quantitatives et varient en fonction de plusieurs facteurs entre autre la race animale, l’alimentation, état de santé de l’animal, période de lactation, ainsi qu’au cours de la traite. Il reste que la composition exacte d’un échantillon du lait ne peut s’obtenir que par analyse (Roudaut et Lefranc, 2005)

La composition chimique du lait de vache est présentée par le tableau 1

Tableau 1 : La composition moyenne du lait de vache (Alais et al., 2008)

Constituants	Concentration (g/l)
Eau	905
Glucide : lactose	49
lipides	35
Matière grasse proprement dite	34
Lécithine (phospholipide)	0,5
Partie insaponifiable (stérols, carotène, tocophérols)	0,5
Protides	34
Caséine	27
Protéines solubles (globulines, albumines)	5,5
Substances azotées non protéiques	1,4
Sels minéraux	9
Acide citrique	2
Acide phosphorique	2,6
Acide chloridrique	1,7
Vitamines, gaz dissous, enzymes	Traces
Extrait sec total	127
Extrait sec non dégraissé	92

Au vu de ce tableau, nous remarquons qu’un litre de lait de vache est constitué de 905g de l’eau, 49g de glucides, 35g des lipides, 34g des matières grasses, 0,5g de lécithine (phospholipide), 0,5g de la partie insaponifiable (stérols, carotène, tocophérols), 34g des protides, 27g de caséine, 5,5g des protéines solubles, 1,4g des substances azotées, 9g des sels minéraux, 2g d’acide citrique, 2,6g d’acide phosphorique, 1,7g d’acide chloridrique, 127g d’extrait sec total, 92g d’extrait sec non dégraissé et ils avaient trouvé des traces des vitamines, de gaz dissous et des enzymes.  

1 .1.1 L’eau

L’eau est l’élément le plus important dans le lait, 900 à 910g/l. En elle, est suspendu tous les autres constituants du lait, tous ceux de la matière sèche (Mathieu, 1998).

D’après Amiot et al., (2002),la présence d’un dipôle et de doublets d’électrons libres de l’eau confère au lait un caractère polaire ; ce dernier lui permet de former une solution vraie avec les substances polaires telles que les glucides, les minéraux et une solution colloïdale avec les protéines hydrophiles. Puisque les matières grasses possèdent un caractère non polaire ou hydrophobe, elles ne pourront se dissoudre et formeront une émulsion du type huile dans l’eau. Il en est de même pour les micelles de caséine qui formeront une suspension colloïdale puisqu’elles sont solides.   

1.1.2a matière grasse

La matière grasse représente 25 à 45g/l (Luquet, 1985) ; elle est constitué par 98,5% de glycérides (esters d’acide gras et de glycérol), 1% de phospholipides polaire et 0,5% de substances liposolubles, cholestérol, hydrocarbures et vitamine A, D, E et K (Goursaud,1985).                                                                                La matière grasse est dispersée en émulsion sous forme de microgouttelette de triglycérides (Boutonnier, 2008).

.1.3 La matière azotée                                                                                                                                                

Dans le lait, la matière azotée englobe deux groupes : les protéines (95%) et les matières non protéiques (5%) (Goursaud, 1985).                                                                                                                                                                                                            Les protéines sont groupés aussi en deux phases : la phase soluble et la phase micellaire de la caséine qui est de 80% et formée par 4 protéines individuelles (Goy et al., 2005).                                                                  Une propriété primordiale des micelles est celle de pouvoir être déstabilisée par voie acide ou par voie enzymatique et de permettre la coagulation (Ramet, 1985)

1.1.4 Le glucide

Le lactose est le sucre principal qu’on rencontre dans le lait et sa moyenne s’élève jusqu’à 50g/l (Luquet, 1985). Il est souvent fermenté par de nombreux microorganismes et sa fermentation peut intervenir dans la fabrication de produits laitiers (Morrissey, 1995)

1.1.5 La matière minérale

La matière minérale du lait (7 à 7,5 g/l) est fondamentale du point de vue nutritionnel et technologique ; il est possible qu’on puisse doser la matière minérale du lait par une méthode de calcination à 550⁰C (Luquet, 1985).  On le trouve  dans le lait sous forme soluble ou insoluble (colloïdale) ; parmi eux on peut citer le calcium, le phosphore, le magnésium et le sodium (Mathieu, 1998). La composition minérale du lait est présentée dans le tableau 2.

Tableau 2 : composition minérale du lait (Jeantet et al., 2007)

Eléments minéraux	Concentration (mg.kgˉ¹)
Calcium	1043-1283
Magnésium	97-146
Phosphate inorganique	1805-2185
Citrate	1323-2079
Sodium	391-644
Potassium	1212-1681
Chlorure	772-1207

Au vu de ce tableau, nous remarquons que la quantité des éléments minéraux trouvés dans le lait contient est située entre 1043-1283 mg.kgˉ¹ de calcium ; 97-146905 mg.kgˉ¹ magnésium, 1805-2185 mg.kgˉ¹ de phosphate inorganique ; 1323-2079 mg.kgˉ¹ de citrate ; 391-644 mg.kgˉ¹ de sodium ; 1212-1681 mg.kgˉ¹ de potassium et 772-1207 mg.kgˉ¹ de chlorure.

1.1.6 Les vitamines

Ce sont des molécules complexes de taille inférieure à celle des protéines et ont aussi de structures variées ayant un rapport étroit avec les enzymes, car elles jouent le rôle de coenzyme. On les classe en deux grandes catégories : des vitamines hydrosolubles (vitamines du groupe B et vitamine C) de la phase aqueuse du lait et liposolubles (vitamines A, D, E et K) associées à la matière grasse, certaines sont au centre du globule gras et d’autres à sa périphérie (Debry, 2001). Voici en résumé la composition vitaminique dans le tableau 3.

Tableau 3 :Composition vitaminique moyenne du lait (Amiot et al., 2002)

Vitamines	Teneur moyenne
Vitamines liposolubles
Vitamine A	40μg/100ml
Vitamine D	2,4μg/100ml
Vitamine E	100μg/100ml
Vitamine K	5μg/100ml
Vitamines hydrosolubles
Vitamine C (acide ascorbique)	2μg/100ml
Vitamine B1 (thiamine)	45μg/100ml
Vitamine B2 (riboflavine)	175μg/100ml
Vitamine B6 (pyridoxine)	0μg/100ml
Vitamine B12 (cyanocobalamine)	0,45μg/100ml
Niacine et niacinamide	90μg/100ml
Acide pantothénique	30μg/100ml
Acide folique	5,5μg/100ml
Vitamine H (biotine)	3,5μg/100ml

1 2.Quelques caractéristiques physico-chimiques du lait

1.2.1. La densité

Elle se situe entre 1,028 et 1,034. A une température de 20°C, elle doit être supérieure ou égale à 1,028;  ce qui fait que dans le lait de grands mélanges des laiteries, elle soit de 1,032 à 20⁰C (Vierling, 2008)

.2.2 L’acidité titrable ou acidité Dornic                                                                                   

 L’acidité titrable  indique le taux d’acidité lactique formé à partir du lactose. Un lait a une acidité titrable de 16 à 18⁰D (Hamana, 2002) ; si on le conserve à une température ambiante, il s’acidifie spontanément et progressivement (Mathieu, 1998) ;  d’où on distingue l’acidité naturelle et l’acidité développée qui provient de la transformation du lactose en acide lactique par divers microorganismes (Anonyme, 2011)                                                                                                                                                                                    

1.2.3 Le taux butyreux

C’est l’indicatif de la teneur en matière grasse du lait. Plusieurs méthodes sont utilisées pour le dosage de la matière grasse, mais la technique acido-butyromètrique de GERBER reste la plus rependue car elle permet une mesure rapide et suffisamment précise. Cette méthode consiste en une attaque de lait par l’acide sulfurique et séparation par centrifugation en présence d’alcool iso amylique et en utilisant  de butyromètres gradués (Hamane, 2002).     

 1.2.4 Le point de congélation

Le point de congélation est l’une des caractéristiques physiques la plus constante du lait. Sa valeur moyenne se situe entre -0,54 et -055⁰C (Mathieu, 1998).

1.2.5 Le pH du lait

Un lait de vache frais a un pH de 6,7. S’il y a une action des bactéries lactiques, une partie du lactose du lait sera dégradée en acide lactique, ce qui va provoquer une augmentation de la concentration du lait en ion hydronium(H₃O⁺), d’où une diminution de pH (Anonyme, 2011)

1.3 La microbiologie du lait

Les microorganismes présents dans le lait sont les bactéries, les levures et des moisissures. Lors de leur multiplication dans le lait, elles produisent des gaz (oxygène, hydrogène, gaz carbonique etc…), des substances aromatiques, de l’acide lactique, diverses substances protéiques voire même des toxines pouvant être responsables de pathologie chez l’homme (Anonyme, 2009). L’importance et la nature des bactéries contaminants le lait, dépendent de l’état sanitaire de l’animal, de la nature des fourrages (Agabriel et al., 1995) mais aussi des conditions hygiéniques observées lors de la traite, de la collecte, de la manutention et de la température de conservation du lait (Robinson, 2002).                                                                                                                                                                                                                            Un lait est considéré comme peu contaminé lorsqu’il renferme quelques centaines à quelques milliers des germes par ml et pollué lorsqu’il contient plusieurs centaines de milliers des germes à plusieurs millions par ml (Ramet, 1985 ; Benhedane, 2012)

1.3.1 La flore originelle

Dans le lait, il y a un nombre très réduit des microorganismes lors d’un prélèvement qui est fait dans de bonnes conditions, à partir d’un animal sain (moins de 103 germes/ml) (Guiraud, 2003 ; Cuq, 2007)                                                                                                                                             

La flore originelle est considérée comme l’ensemble des microorganismes trouvés dans le lait à la sortie du pis (Vignola, 2002). Il s’agit des germes saprophytes de pis et des canaux galactophores ; on peut citer entre autre : les microcoques, streptocoques lactiques, lactobacilles (Bordjah, 2011).                                                                                                          Mais lorsque le prélèvement est fait à partir d’un animal malade, des germes pathogènes et dangereux pour la santé peuvent être présents et peuvent s’agir soit des genres d’infection générale : salmonelle, brucella, mycobactérie, Bacillus anthracosis, streptocoque pyogène, staphylocoques (Guiraud, 2003)

La flore originelle du lait cru est résumée dans le tableau 4

Tableau 4 : Flore originelle du lait cru (Vignola, 2002)

Microorganismes	Pourcentage (%)
Micrococcussp	30-90
Lactobacillus	10-30
Streptococcus ou lactococcus	< 10
Gram négatif	< 10

Le résultat de ce tableau montre que la flore originelle de lait cru est constituée d’une quantité de 30-90 % de Micrococcussp, de 10-30 % de Lactobacillus,< 10% Streptococcus ou lactococcus et < 10%  Gram négatif.

1.3.2 La flore de contamination

Elle est l’ensemble des microorganismes contaminant le lait de la récolte jusqu’à la consommation. Elle peut se composer de la flore d’altération qui réduira la durée de conservation des produits, et d’une flore pathogène dangereuse du point de vue sanitaire (Vignola, 2002).                                                                                                                                                             Il peut y avoir une contamination dans le lait par divers apports microbiens ; dans les fèces et les téguments de l’animal on a les coliformes, entérocoques  clostridium, salmonella ; dans le sol on a les streptomycètes, listeria, bactéries sporulées, spores fongiques ; et dans l’air et l’eau, on a les flores diverses, bactéries sporulés (Guiraud, 2003)

1.3.2.1 La contamination de lait au stade de la production

 Elle peut être provoquée par l’animal lui-même par  les mains du trayeur ou par les contenants au cours de la traite, au cours  du transport…

• Contamination par l’animal :

Le lait peut renfermer, lorsque l’animal est sous médication, des résidus antibiotiques qui sont à l’origine de perturbations importantes des processus de fermentation et de maturation des produits laitiers (Ben Mahdi et Ouslimani, 2009). Le trayon de l’animal est toujours contaminé même chez l’animal sain ; de ce fait les premiers jets de lait obtenus  lors de la traite doivent être éliminés. L’extérieur de la mamelle est toujours chargé en germes, ce qui représente une source de contamination ; d’où on doit toujours nettoyer les mamelles avant la traite (Benhedane, 2012).

• Contamination au cours de la traite

C’est sur la surface du trayon qu’on trouve une très grande diversité des groupes microbiens : les flores utiles (bactéries lactiques) et les flores d’altération et pathogènes (staphylocoques, les levures, à coagules positives) ;et ceci dépend de l’alternance des saisons car en saison d’été sur la surface de trayons abritent des niveaux moindres de tous les groupes microbiens ;  en saison d’hiver, le niveau et la composition de la charge microbienne présente en surface des trayons sont en lien avec la nature litière (Lemire,2007)

1.3.2.2 La contamination au cours du transport

La collecte et le transport se font grâce à des camions citernes réfrigères qui récoltent le lait dans les fermes,  ce qui permet de maintenir le lait au froid et ceci a pour but d’arrêter le développement des microorganismes. Il constitue un traitement de stabilisation (Weber, 2011). Une altération de la qualité du lait au cours du transport à cause d’une mauvaise réfrigération,  une mauvaise hygiène des contenants peut avoir un impact grave sur le lait (Jakob et al., 2011).

1.3.3rincipales activités microbiennes dans le lait

Les altérations du lait sont associées à la multiplication de levures, moisissures et des bactéries. Compte tenu de leurs caractères écologiques, les contaminations bactériennes sont les plus fréquentes (Benhedane, 2012).  Ces processus de dégradation sont possibles, lorsque les conditions du milieu sont favorables à la multiplication des microorganismes et à l’activité enzymatique. Il y aura l’apparition des graves défauts de goût et d’odeur par accumulation des produits issus soit du métabolisme cellulaire (Kim et al, 1982)                                                                                                         

Suivant le degré de dégradation des constituants du lait sous l’effet des microorganismes, on peut distinguer quatre états bactériologiques du lait :

• la phase de latence :

 Les substances antibactériennes du lait et des bactériocines produites par les bactéries lactiques et les autres germes tendent à  régresser : c’est une phase d’adaptation. Le lait peut être alors conservé longtemps sous réfrigération. Par contre cette durée est réduite si on conserve le lait à une température élevée (Petransxiene et Lapied, 1981).

• la phase d’acidification :

Durant cette phase, l’acidité ionique diminue et le degré Dornic augmente. La fermentation du lactose par les espèces du groupe lactique aboutit à la production d’acide lactique. Les streptocoques sont les premiers qui  s’acidifient suite à l’abaissement du pH et à l’augmentation de l’acidité, puis viennent les lactobacilles acidophiles qui, en proliférant, abaissent d’avantage le pH et entravent la croissance d’autres germes (Petransxiene et Lapied, 1981)

• la phase de neutralisation :

Les levures acidophiles jouent un rôle désacidifiant. Leur multiplication dans le lait, élève  le pH et entraine la production de l’alcool. Cette phase correspond à une reprise d’activité des germes de putréfaction. Ce stade est à éviter si l’on veut conserver les qualités hygiéniques et marchandes du lait (Dieng, 2001)

• la phase d’alcalinisation :

Elle est aussi dite de putréfaction et se traduit par une production d’hydrogène sulfuré, qui est l’indice de la dégradation systématique du lait, car il affecte aussi bien les caractères hygiéniques qu’organoleptique du lait (Petransxiene et Lapied, 1981).

2. PASTEURISATION DU LAIT

2.1. Définition

La pasteurisation est le chauffage du lait à une température inférieure au point d’ébullition75 à 90°C) pendant un temps bien déterminé et suffisant (10 à 30 min) pour tuer tous les microorganismes pathogènes présents dans le lait en vue d’une utilisation sécurisée pour la consommation de l’homme.  Elle tue une partie des microorganismes non pathogènes mais qui peuvent provoquer l’altération du lait (Jean-Christian, 2001).

2.2. Les étapes de la pasteurisation

• Préchauffage : qui consiste à chauffer un lait à une température de 68⁰C ;
• Dégazage  qui consiste à soutirer ou dégager le gaz qui est dans le lait qu’on chauffe à 68⁰C ;
• Standardisation consiste à injecter la matière grasse dans le lait anhydre enfin d’obtenir une teneur en matière grasse de 16g /l ;
• Homogénéisation : est un processus qui consiste à faire passer le lait sous une forte pression à travers les orifices très étroits qui réduisent partiellement les micelles de caséines ;
• Pasteurisation proprement dite: est un processus qui consiste à chauffer le lait à une température de 90⁰C pendant 30 secondes dans un chambreur dans le but de détruire la flore pathogène (Bordjah, 2011)

Afin pour sauvegarder la composition physico-chimique et enzymatique de lait, le chauffage doit être cependant modéré ; deux combinaisons peuvent être adoptées : 63°C/30 mn ou 72°C/15 sec. (Henriet al.,2008 ; Begloul, 2012)                                                                                                                                                                                          La pasteurisation ne détruit que 98% de la flore banale du lait et le 2% restant peut être prédicable au lait d’où il faut veiller à ce que le lait soit d’une qualité irréprochable (Jean-Christian et al., 2001)

2.3. Les effets de la pasteurisation sur quelques composantes du lait

     La technique de pasteurisation a un effet direct sur les vitamines, la matière azotée, les protéines solubles, les enzymes et les minéraux par le fait que lors de la pasteurisation du lait, il y a production de la chaleur et ceci va modifier la configuration spatiale des protéines sans léser la séquence polypeptidique, cette dénaturation débute à des températures de 80°C et est partiellement réversible. Mais aussi elle provoquera la dénaturation de 10 à 20% des protéines  du lactosérum du fait qu’il  y a des modifications biochimiques à des températures supérieures à 75°C. Ainsi elle permettra de se débarrasser d’une partie des enzymes gênantes et de  diminuer la fraction de calcium, de phosphore soluble et de fluor ionisé ; pendant le dégazage, il y a réduction  de la destruction des vitamines (<20%) en diminuant fortement la teneur en oxygène ambiant (Amira, 2008).