Fromage - Acces

TRUEFOOD
AVANCEES DANS LE DOMAINE DE L’AFFINAGE
DES FROMAGES
Georges CORRIEU
Directeur de recherches
INRA - UMR Génie et microbiologie
des procédés alimentaires
F- 78850 Thiverval Grignon
Responsable du pilier scientifique

2
Lait
standardisé
gel
Caillé brassé
sérum + grains
Pré fromage
en moule
Fromage
affinage
3
coagulation
raffermissement
Égouttage en
cuve
Égouttage en
moule
affinage
4
1
action des levains
Aptitude à
coaguler
Temps de prise
temps découpe
Taille et proportions
des grains
Perte de poids
pH et Ca/ESD
environnement
gazeux
(composition,
aéraulique)
PROCESS
Standardisation
automatique
SGT
Sonde optique
Sonde optique
Modèles
neuronaux
prédictifs
Sondes CO 2 , O 2 ,
NH 3 , H R, perte
poids
Modèles
aérauliques
Schéma général de fabrication fromagère

Présentation de résultats et innovations
obtenus dans le cadre de Truefood
1. Comment les consortia microbiens peuvent
contribuer à améliorer la sécurité des fromages
affinés
2. Une nouvelle approche de la gestion des hâloirs
d’affinage des fromages
3. Connaissances nouvelles sur l’affinage des
fromages emballés

1. Les consortia microbiens,
pourquoi, comment ?
- L’élaboration d’un grand nombre de produits alimentaires
traditionnels (pain, bière, fromages, saucisson, légumes…)
fait appel à des cultures microbiennes (procédés de
fermentation).
- Les cultures microbiennes sont responsables de la qualité
de ces produits (couleur, texture, goût… sécurité)
- De très nombreux microorganismes sont impliqués
(exemple du camembert) au sein de consortia très
spécifiques.
- Ces consortia, d’origine naturelle, interagissent avec les
matrices alimentaires, présentent des équilibres et une
dynamique propres rendant difficile leur maîtrise et leur
implantation

Caillé
Fromage affiné
Exemple: la flore d’affinage du Camembert
Levures Penicillium Geotrichum
Penicillium sporulé bactéries + levures bactéries + Penicillium

Sélection d’un consortium microbien
présentant une activité anti-listeria
Test des meilleurs consortia à échelle
industrielle (affinage)
Test des consortia simplifiés sur
des fromages expérimentaux
Identification de la
composition des consortia.
Simplification des consortia
Screening sur laits crus et
fromages traditionnels
(surface)
Caractérisation de l’activité
inhibitrice des consortia

Levures (4 species)
Inoculum (log/cm²): 2
Candida sake
Yarrowia lipolytica
Debaryomyces hansenii
Geotrichum sp.
Bactéries Gram
négative (3 species)
Inoculum (log/cm²): 1
Proteus vulgaris Serratia
proteomaculans
Pseudomonas
fluorescens or syrinqae
D
C
TR15 : consortium sélectionné dans
l’aire du Saint Nectaire
C
Selection of
20 species
D
B
A
B
A
Bactéries lactiques
(6 species)
Inoculum (log/cm²): 2
Lb casei / Lb curvatus
Ln mesenteroides
Carnobacterium mobile
Marinilactibacillus psychrotolerans E.
faecalis
Micrococcaceae/ Corynebacteriaceae
(7 species)
Inoculum (log/cm²): 2
Arthobacter nicotianae / Arthrobacter bergeri
Staph. pulvereri / Staph. xylosus Brevibacterium
linens or casei / Brevibacterium antiquum /
Brachybacterium sp.
TR15 a été sélectionné pour ses effets anti L.
monocytogenes.

Effet inhibiteur du consortia TR15
envers Listeria monocytogenes
- Évolution moyenne de 6 cultures of L. monocytogenes (Lm) réalisées avec et
sans (Con) TR15 à la surface de Saint Nectaire.
- Inhibition (ufc/cm²) : ΔLog Lm = Log (Lm TR15) - Log (Lm Con)
Log ( Listeria
monocytogenes) cfu/cm 2
7,00
6,00
5,00
4,00
3,00
2,00
1,00
0,00
TR15
Controle
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31
Ripening Jours d'a time ffina (day) ge
2 Log

Stabilité de l’effet inhibiteur du consortium
TR15 envers Listeria monocytogenes
Effet inhibiteur observé sur 24 mois
ΔLog Lm = Log (Lm TR15) - Log (Lm contrôle) (en ufc/cm²)
Delta Log [L.monocytogenes]
ΔLog Lm CFU/cm2 (ufc/cm²)
0 ,0 0
-0 ,5 0
-1 ,0 0
-1 ,5 0
-2 ,0 0
-2 ,5 0
-3 ,0 0
-3 ,5 0
T em p s de co n serv at io n en m o is
Temps (mois)
0 3 4 9 1 4 1 6 2 4
Moyenne de ΔLog Lm = 2.2

5
4,5
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
LogN/g
Effet d’un consortium simplifié (CAB)
sur la croissance de L. monocytogenes
6 ref
LogN/g
Pâte Croûte
CAB
0 5 10 15 20 25 30
5
4
3
2
1
REF
Consortium
simplifié
0 5 10 15 20 25 30
Efficacité du consortium CAB plus forte dans la pâte que sur la croûte
o plus faible pH de la pâte
o plus forte production d’acides dans la pâte
o dominance de Lactobacillus (9 Log max), Leuconostoc (8 Log max)
o sous dominance de bactéries d’affinage (6 Log max) et de levures
(

4,5
3,5
2,5
2
L. monocytogenes
Effet de l’humidité relative (HR)
durant l’affinage: analyse des croûtes
HR 98%
HR 93%
0 5 10 15 20 25 30
Jours
65
63
61
59
57
55
53
51
Extrait sec
0 5 10 15 20 25 30
5
0 5 10 15 20 25
A 9°C ou 13°C, une diminution de HR de 98% à 93% induit:
Plus faible croissance de L. monocytogenes surtout sur la croûte
Augmentation extrait sec et pH des croûtes après18j mais à 8j
pas de différence et cependant inhibition de L. monocytogenes
Inhibition des Gram- mais peu de conséquences sur la flore
lactique
7
6,8
6,6
6,4
6,2
6
5,8
5,6
5,4
5,2
pH

Objectifs:
2- Avancées dans la conduite
automatique des hâloirs
1. Valider une nouvelle stratégie de pilotage des
hâloirs basée sur la ventilation séquentielle
2. Obtenir une réduction de la consommation
électrique dans une démarche de
développement durable
3. Accroître les connaissances sur le
fonctionnement des hâloirs

Volume cave ~ 1290 m 3
Nombre fromages~ 20 000
225 fromages/plateau
Cave industrielle d’affinage de Saint Nectaire
(Les Fromageries Occitanes (LFO) Lanobre)

3 étapes de l’affinage:
- semaine 1
- semaine 2
- semaine 3
Affinage de
fromages Saint
Nectaire

Capteurs et interface
électronique
Local Computer
Pump
RH/T
CO 2 /O 2

Mesures et contrôles
(i) Température et humidité relative de la cave
(contrôle automatique)
(ii) Activité respiratoire des fromages
(iii) Perte de masse des fromages
(iv) Consommation électrique
- Acquisition des données et pilotage automatique
- Développement du logiciel CRIC

Essais effectués
6 essais complets (28 jours) ont été réalisés :
- Ref1 + Ref2 : 2 essais de référence avec ventilation
continue
- SV1-50 + SV2-60 : 2 essais avec ventilation
séquentielle temporelle (50 et 60 % du temps)
- SVRT1 + SVRT2 : 2 essais avec ventilation
séquentielle + contrôle de la température

Activité respiratoire – suivi du CO 2
Ref1
- L’activité respiratoire mesurée est
importante
- Si l’air est renouvelé le taux de
CO 2 est inférieur à 0.5%
- Sans renouvellement d’air, le taux
de CO 2 peut atteindre 3 à 4%
pendant le week end)
SV2- 60
SVRT1

Évolution thermique en fonction de la
ventilation (SVRT)
SVRT1 : 23/09 au 21/10/09
Ventilation moyenne ~ 30%
10.5 < T

Évolution thermique
détaillée (SVRT1 J6 à J8)
SVRT1 (Sept - Oct 09) 10.5 < T

V A et W
30000
25000
20000
15000
10000
5000
Exemple de consommation électrique en
fonction des conditions de ventilation
Ventilation ON = 8 500 W
Ventilation OFF = 0 W
Pompe seule = 800 W
Chauffage (pics) = 17 000 W
Es s ai ON OFF V e n tilatio n
0
18/3/09 8:24 18/3/09 10:48 18/3/09 13:12 18/3/09 15:36 18/3/09 18:00
P
T e m p s (d ate h e u r e )
Somme Phas es V A
Somme phas es en W

Essais
Ref1
Ref2
SV50
SV60
SVRT1
SVRT2
SVRT2
Conditions
opératoires
CV+H
CV
SV
SV
SV ΔT=1°C
SV ΔT=0.7°C
SV ΔT=0.3°C
Analyse des consommations
électriques et des coûts
Consommation
Électrique
(kW/d)
253
212
109
85
83
87
85
Économies
journalières
H
kWh
0
41
41
41
41
41
41
SV
kWh
0
0
103
127
129
125
127
H
%
0
16
16
16
16
16
16
Gains en
pourcentage
SV
%
0
0
49
60
61
59
60
Économies annuelles
(€)
H
%
0
3 400
3 400
3 400
3 400
3 400
3 400
SV
Euros
0
0
8 500
10 500
10 700
10 300
10 500

Conclusion et bilan énergétique
1- La ventilation séquentielle préconisée est basée sur le
contrôle de la température de la cave plutôt que sur une
base temporelle; intervalle de variation de la température
proposé = 0,6 à 0,8 °C
2- L’économie réalisée grâce à la ventilation séquentielle
correspond à 0,43 % de la productivité de la cave
3- L’arrêt du chauffage de la cave (seule est compensée la
chaleur dégagée par les fromages) induit un gain de
productivité supplémentaire de l’ordre de 0,12 %; soit un
total possible de 0,55 %.

log 10 (CFU.g -1 )
log 10 (CFU.g -1 )
log 10 (CFU.g -1 )
10
8
6
4
2
10
8
6
4
2
10
8
6
4
2
Lactic acid bacteria
Ref1
SV50
SV60
Ref2
SVRT1
SRVT2
0 7 14 21 28 35
Ripening time d
Lactobacillus
0 7 14 21 28 35
Ripening time d
Enterococcus
0 7 14 21 28 35
Ripening time d
Ref1
SV50
SV60
Ref2
SVRT1
SRVT2
Ref1
SV50
SV60
Ref2
SRVT1
SRVT2
Évolution de la flore de
surface en fonction du
temps d’affinage
En règle générale, les
évolutions
microbiologiques
observées sont
indépendantes du mode
de ventilation de la cave

Notation
Notation
Notation
10
10
8
6
4
2
0
8
6
4
2
0
10
8
6
4
2
0
Penicillium
density
Penecillium
density
Penecillium
density
Sensory evaluation REF1
mycelium high Crust thickness Firmness
Ripening time (d)
Sensory evaluation SVRT1
mycelium high Crust
thickness
Sensory evaluation SVRT2
mycelium high Crust thickness Firmness
Ripening time (d)
D5
D12
D17
D28
D38
D0
D6
D13
D20
D28
Firmness
Ripening time (d)
D0
D7
D14
D21
D28
Diagrammes sensoriels
- Faible évolution,
croissante,
des indicateurs
« hauteur mycélium » et
« épaisseur croûte »
- Évolution croissante plus
sensible de l’indicateur
« densité Penicillium »
- Niveau élevé de l’indicateur
« fermeté du fromage » qui
est plus marqué pour la
ventilation séquentielle
(basée sur la température)

Conclusion
Les évolutions microbiennes,
biochimiques et sensorielles des
fromages de Saint Nectaire ne sont pas
influencées de façon significative par le
mode de ventilation

Contraintes
3- Nouvelle connaissances sur l’affinage
des fromages emballés
1- Souhait des fromagers d’emballer leurs
fromages au plus tôt
2- Faibles connaissances sur l’affinage après
emballage
3- Conditions opératoires spécifiques
(température, humidité relative, rôle des
films)

Entrée
d’air
Circuit
de
contrôle
du CO 2
Filtre
325
Sortie d’air
120
90
Mesures :
HR, T, CO 2 , O 2 , W.
Outil d’étude: cellule respiratoire d’affinage
CO 2
O 2 HR/T
230
180
Température de la chambre froide
270
Circuit de
contrôle de
l’humidité
relative
Sécheur (silicagel)
28

Interface électronique
CO 2 O 2 RH T
Cellules respiratoires pour
l’affinage de fromages
Principales fonctions du logiciel
● Acquisition des données
● Régulation de l’HR et du CO 2
● Détermination de l’activité respiratoire
● Présentation des résultats et courbes

Mass loss (%)
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Perte d’eau de fromage type
camembert après emballage
Selon le film utilisé les pertes d’eau vont
varier de 0.5 à 12 %, et 15 % sans film
0 5 10 15 20 25
Time (days)
INVOS VFC VFB1 Unwrapped VFB2

p H (u n i ts )
9.0
8.5
8.0
7.5
7.0
6.5
6.0
5.5
5.0
4.5
4.0
INVOS
VFB2
VFC
VFB1
unwrapped
Évolution du pH du fromage
(surface et cœur)
Faible évolution
a = Surface
Time under wrapping (d)
0 5 10 15 20 25
p H (u n i ts )
9.0
8.5
8.0
7.5
7.0
6.5
6.0
5.5
5.0
4.5
4.0
INVOS
VFB2
VFC
VFB1
unwrapped
Films avec faibles
pertes d’eau
b = Core
Fortes
pertes
d’eau
Time under wrapping (d)
0 5 10 15 20 25

Underrind thickness (mm)
14
12
10
8
6
4
2
0
Évolution de l’épaisseur de la
croûte crémeuse
INVOS
VFB2
VFC
VFB1
Unwrapped
Time under ripening (d)
0 5 10 15 20 25

U nderind thickness
(m m )
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Relation entre perméabilité des films
et descripteurs d’affinage
INV OS
V FB1
V FC
V FB2
0 100 200 300 400 500 600
Film wate r pe rme ability (g/m2.d)
UNW
Une faible perméabilité à l’eau des films active l’affinage
pH à coeur (♦) – Epaisseur sous coûche crémeuse (■)
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
Co re p H in crease
(p H u .)

D0
VFC
D23
Emballage de fromages. La perte
d’eau à travers le film affecte l’affinage du
camembert (photos à D0 et D23)
Emballage au 12 e jour
Bonne texture, affinage à coeur
Perte d’eau du film optimale (4%)
Fromage trop sec, peu affiné, coeur crayeux
Perte d’eau du film trop élevée (12%)
Zones liquides en sous couche
Perte d’eau du film trop faible (0.5%)
VFB
D23
Invos
D23

Évolution de fromages Saint Nectaire
sous différents emballages
Fromage affiné (D28) avant emballage D28 Film cellophane
D28 Film étanche D28 film « respirant »

Conclusions principales sur
l’emballage de fromages
Pour un grand nombre de fromages (pâtes
molles, pâtes pressées non cuites, pâtes
persillées) l’affinage se poursuit après
emballage
L’affinage sous emballage, mal connu, est
fortement influencé par la nature des matériaux
(perméabilité à l’eau et aux gaz)
Les choix de matériaux sont actuellement
empiriques; il en résulte un axe de recherche
essentiel pour adapter les besoins d’affinage et
le choix des matériaux

Conclusions générales
Beaucoup de progrès restent à faire dans le
domaine de l’affinages des fromages
Ils touchent à la microbiologie (consortia), à la
technologie (matrices fromagères) et au
procédé (mesures et contrôle, démarche de
développement durable)
Ils nécessitent une approche intégrée alliant
ces différentes disciplines

Merci beaucoup de votre
attention