Étude de l'effet mécanique et thermique de la microfluidisation sur la charge microbienne du lait cru

Abstract

L’impact de la combinaison des effets mécanique (cisaillement) et thermique (échauffement) de la microfluidisation a été étudié sur la qualité microbiologique et enzymatique du lait cru de vache. Le lait cru a été maturé puis congelé afin d’avoir une charge microbienne élevée et une composition similaire durant l’ensemble des essais pilotes. De 1 à 5 passages à une pression de travail de 150 MPa ont été réalisés à l’aide d’un Microfluidizer®. Pour commencer, plusieurs passages sans refroidissement ont été réalisés pour étudier la combinaison des deux effets. Ensuite, l’effet mécanique a été déterminé en refroidissant directement le lait après chaque passage. Pour finir, des traitements thermiques équivalents à ceux subis lors de la microfluidisation ont été réalisés pour étudier l’effet thermique. Afin de consolider les observations, des essais avec du lait cru frais et du lait stérile ont également été réalisés. Lors des expérimentations, la flore mésophile, la flore psychrotrophe et les bactéries lactiques ont été dénombrées. La combinaison des effets mécanique et thermique a permis d’atteindre des niveaux de contaminations résiduels. Le nombre de passages et l’augmentation de la température d’entrée qui s’en suit ont augmenté la destruction des microorganismes. Ensuite, les activités de la phosphatase alcaline et de la lactoperoxydase ont été quantifiées. La phosphatase alcaline a été inactivée par les deux effets de la microfluidisation tandis que l’activité lactoperoxydase a été principalement réduite par l’effet mécanique. En définitive, des barèmes de pasteurisation peuvent être atteints après 3 passages à 150 MPa. De plus, le traitement par microfluidisation réduit l’impact du traitement thermique sur le lait.

The impact of the combination of mechanical (shearing) and thermal (heating) effects of microfluidization was studied on the microbiological and enzymatic quality of raw bovine milk. The raw milk was matured and then frozen to have a high microbial load and similar composition throughout the pilot experiments. From 1 to 5 passes at a working pressure of 150 MPa were performed using a Microfluidizer®. First of all, several passes without cooling were conducted to study the combination of both effects. Then, the mechanical effect was determined by directly cooling the milk after each pass. After all, thermal treatments equivalent to those undergone during microfluidization were conducted to study the thermal effect. To reinforce the observations, tests with fresh raw milk and sterile milk were also carried out. During the experiments, mesophilic flora, psychrotrophic flora, and lactic acid bacteria were counted. The combination of mechanical and thermal effects led to achieving residual contamination levels. The number of passes and the subsequent increase in inlet temperature increased the destruction of microorganisms. Next, the activities of alkaline phosphatase and lactoperoxidase were quantified. Alkaline phosphatase was inactivated by both effects of microfluidization, while lactoperoxidase activity was mainly reduced by the mechanical effect. Ultimately, pasteurisation criteria could be achieved after 3 passes at 150 MPa. Furthermore, microfluidization treatment mitigated the impact of thermal treatment on the milk.