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page 1 Caractérisation physico-chimique des fromages : application à l'Emmental

page 1 Caractérisation physico-chimique des fromages : application à l'Emmental Français (Résumé de l'intervention de M SCHMITT – ITFF - lors de l'Assemblée générale 2001 de CECALAIT) 'emmental est au cœur d'un marché considérable où se multiplient échanges et produits transformés. Il s'ensuit le besoin d'identifier et de caractériser ce fromage, parmi les autres fromages à pâte dure. Les différents travaux, anciens et plus récents sur cette question ont recherché des critères discriminants entre ces fromages : d'une part en caractérisant les fromages par des méthodes classiques (ES, azote, MG, calcium, AGV….) d'autre part en suivant la protéolyse par étude des fractions protéiques par électrophorèse (PAGE) des caséines, d'une part et par CLHP pour les peptides hydrosolubles, d'autre part. Les résultats ont montré que selon les fromages, certains se distinguent de l'emmental par de nombreux critères, d'autres ne s'en distinguent que par un ou deux critères (teneur en calcium, rapport entre fractions de la caséine -αS1/β-), d'autres enfin sont très proches de l'emmental et nécessitent une approche multiparamétrique pour pouvoir en être distingués. Au total cependant, les tentatives de constitution de bases de données à partir de ces résultats ont permis d'individualiser les fromages de façon nette et sans exception. Des travaux complémentaires ont pour objectif de pouvoir reconnaître les fromages fondus fabriqués totalement ou partiellement à partir d'emmental, une analyse indispensable dans le cadre du contrôle de certaines transactions commerciales. Enfin, des travaux similaires, mais de plus grande ampleur visent à une caractérisation physico-chimique complète de l'emmental français et des emmentals étrangers. Ils devraient aboutir à proposer une "définition" internationale de ces fromages lors des négociations CODEX autour de la norme C9, permettant notamment de les séparer clairement des fromages de type Maasdam. 'emmental est un poids lourd de la production et de la consommation de fromage en France. Mais c'est également un produit banalisé, présent sur les linéaires sous des formes très diversifiées. Le besoin de l'identifier et de le caractériser, parmi les autres fromages à pâte dure, se fait donc sentir depuis plusieurs années, aussi bien dans un contexte technique que règlementaire. Pour y répondre, il a fallu utiliser à la fois, des méthodes "classiques" pour la détermination de la composition d'un fromage, mais aussi des outils plus "fins" : électrophorèse et CLHP pour l'exploration de la fraction protéique. Une importance économique considérable. L'emmental, pâte pressée cuite, est le plus gros des fromages français, tant par sa taille individuelle (jusqu'à 75 kg) que par le volume produit, à savoir 240 000 t en 2000, ce qui représente plus de 12% de la collecte de lait et plus de 24% de la production française de fromages affinés. Très fréquent en restauration collective et industrielle pour ses aptitudes culinaires, il est également utilisé par près de 95% des consommateurs, aussi bien en l'état que pour la cuisine et représente 1% du chiffre d'affaire alimentaire des grandes et moyennes surfaces, sous des marques et des présentations très diverses. L'importance de ce marché national et international pour un produit qui est souvent transformé ou se présente, en tout cas, sous de multiples aspects en explique et en justifie les besoins d'identification et de caractérisation. La composition de l'emmental a donc été explorée en détail, aussi bien pour ses composants majeurs, que pour ses fractions protéiques, dans le but de constituer une base de données sur ce produit. Les travaux pour ce faire ont été engagés depuis plusieurs années au LARF, laboratoire d'analyse alimentaire et de recherche fromagère de l'ITFF, anciennement ITG, et se poursuivent encore. Ils se déclinent selon trois volets différents, mais liés : la caractérisation de l'emmental parmi d'autres fromages à pâte dure, la caractérisation de l'emmental dans les fromages fondus, la définition de l'emmental au sein du Codex. Emmental et autres fromages à pâte dure Dans le cadre du développement du marché de l'emmental transformé, principalement sous forme de râpé, l'objectif était de mettre en évidence les caractéristiques de l'emmental au sein d'un ensemble de fromages voisins, pouvant être confondus avec lui, notamment sous forme de râpé, à savoir d'autres fromages à pâte dure. Les caractéristiques d'un grand nombre de ces fromages ont donc été étudiées et comparées afin de constituer une base de données, où des critères discriminants pourraient se faire jour. A l'exception de premiers travaux de l'ITG sur 4 fromages différents du commerce (Emmental, Gouda, Leerdammer, Raclette ), il y avait jusqu'alors peu d'études caractérisant des fromages différents et la plupart de celles entreprises sur un seul fromage n'avaient concerné qu'un faible nombre d'échantillons. ¾ LES METHODES DE CARACTERISATION Ces premiers travaux ont donc été repris et complétés. Ils ont été effectués à la fois sur des échantillons d'emmental français prélevés dans des fromageries, au process de fabrication, relativement bien maîtrisé et sur des fromages du commerce, où la seule information disponible était fournie par l'étiquetage. Leur caractérisation s'est faite : d'une part, par des méthodes physico-chimiques classiques visant à déterminer l'extrait sec (ES), la matière grasse (MG), les teneurs en azote, calcium, sel…et aussi en acides gras volatils (AGV)….) L L page 2 d'autre part, en étudiant de façon plus fine la fraction protéique. En effet, a priori, tout ce qui a de l'importance dans les différentes étapes de fabrication d'un fromage, à savoir la qualité du lait d'origine, la technologie de fabrication et l'affinage, a un impact sur son niveau de protéolyse. Deux types d'analyse complémentaires ont été choisis pour suivre ce processus. Il s'agit, d'abord de l'étude des fragments protéiques de taille encore assez importante ( > 10 000 daltons ) obtenus à l'issue de la protéolyse primaire, puis, pour les étapes ultérieures, c'est l'étude de la fraction peptidique hydrosoluble qui a été choisie, parmi les produits de dégradation obtenus. y La protéolyse primaire a ainsi été suivie par électrophorèse des caséines sur gel de polyacrylamide agarose (PAGE), sous différentes conditions. L'apparition des produits de dégradation des différentes caséines au cours de la protéolyse peut ainsi être mise en évidence et ils peuvent être quantifiés par densitométrie et/ou analyse d'image. NB : A noter que cette technique permet également de repérer les ajouts de protéines sériques. y le profil de la fraction peptidique hydrosoluble du fromage - qui ne représente qu'une partie des produits de protéolyse- a été obtenu selon une méthode de chromatographie liquide haute performance (CLHP), à phase inversée, développée au LARF, qui permet à la fois leur identification et leur quantification. Dans un premier temps, un grand nombre d'emmentals français ont été ainsi analysés, afin d'obtenir un ensemble de profils peptidiques, censés prendre en compte toute leur diversité présumée, liée à leur origine géographique, à leur mode de production, semi-artisanal ou industriel, à la saisonnalité… La figure 1 donne l'exemple d'un profil ainsi obtenu. (Elle est extraite de l'article de CHOPARD M.A., SCHMITT M., PERREARD E. et J.F CHAMBA : Aspect qualitatif de l'activité protéolytique des lactobacilles thermophiles utilisés en fabrication de fromages à pâte pressée cuite. Lait, 2001, V. 81, p. 183-194). Fig 1 : Représentation schématique du profil peptidique moyen de la fraction hydrosoluble de l'Emmental Français (n=253) ¾ CRITERES DISCRIMINANTS Les résultats obtenus à l'issue de l'analyse de nombreux fromages à pâte dure et de nombreux emmentals français, par les méthodes citées ci-dessus -sauf la CLPH- ont été regroupés et examinés afin de pouvoir caractériser les différents types de fromages.. Certains critères déjà retenus dans les référentiels de définition des emmentals s'y sont effectivement révélés comme critères discriminants. C'est notamment le cas pour le critère "extrait sec (ES), l'un des deux critères analytiques, de base, définissant actuellement l'emmental, à savoir : extrait sec ≥ 60% et "gras/sec" ≥ 45% . De même, deux des critères importants définis d'après le référentiel de "l'Emmental Français Sélection", construit par la profession, ont été mis en évidence comme critères discriminants. Il s'agit de la teneur en calcium et du rapport entre caséines αS1 et β. Le référentiel stipule ainsi : teneur en calcium > 850 mg/100 g de fromage. rapport caséines αS1/β > 0,6. En revanche, l'utilisation du critère de la fermentation propionique, pourtant considéré comme important dans l'emmental, n'a pas été nécessaire ici. Au final, les pâtes dures, susceptibles d'être confondues avec l'emmental, peuvent ainsi être réparties en plusieurs grands groupes, selon la démarche schématisée ci après (Fig. 2). page 3 Fig. 2 : recherche de critères discriminants dans des fromages à pâte dure, selon les travaux de l'ITFF discriminating criteria among hard cheeses in ITFF studies non / no oui / yes non / no non / no Individualisation nette et sans exception de l'Emmental Français par rapport aux autres fromages French Emmental and other cheeses are different. ACP pour comparer Emmental Français et autres fromages PCA to compare French Emmental and other cheeses fromages pouvant être distingués de l'emmental français par un ou deux critères cheeses distinguished from French Emmental by only a few criteria ex. Cheddar, Gouda, Pecorino, certains (some) Maasdams… oui / yes oui / yes ES < 60% DM<60% non / no Fromages se distinguant uploads/Industriel/ lettre-26-1523001070.pdf