Le lait : Biochimie

Question 1

Composition du lait

Answer 1

87% d’eau et 13% de matière grasse.
Dans la matière grasse on a : 28% de lipides (TG surtout), 25% de protéines (caséines surtout), 40% de glucides (lactose surtout) et 7-8% de sels minéraux

Question 2

Variation :

Answer 2

• entre races
• au cours de la lactation
• en fonction de l’espèce

Question 3

Premières sécrétions lactées

Answer 3

= colostrum
Composition et propriétés très différentes
- Protéines du lactosérum → +++ dont IgG→+++
- Couleur jaune-brun, goût et odeur différents
du lait
- Produit de traite 6 jours post-partum : impropre à consommation humaine

Question 4

Distribution de la matière sèche dans la phase aqueuse du lait :

Answer 4

• Émulsion : matière grasse
• Suspension colloïdale : caséines
• Solution colloïdale : protéines du lactosérum
• Solution vraie : Glucides et minéraux

Question 5

L’eau

Answer 5

Est le constituant le plus important.
+ le doublet d’électrons libres confère le caractère polaire du lait

Question 6

Le lait est un exemple typique

Answer 6

D’émulsion huile dans l’eau.
Les globules gras sont des particules larges mais aussi les moins denses du lait → Tendance à se séparer et s’accumuler en surface

Question 7

L’agglutine

Answer 7

La séparation de la crème est accélérée par l’agrégation des globules gras, sous l’effet d’une protéine, l’agglutinine (dénaturée par chauffage, par ex 75°C 2 min)

Question 8

Les propriétés physiques de ? influencent celles du lait

Answer 8

Ce sont celles des triglycérides.

Question 9

Composition lipidique du lait

Answer 9

• Triglycérides : 98%
• Phospholipides : 1%
• Aitres : 1% (vitamines, stérols, caroténoïdes, ..)

Question 10

Triglycérides 1

Answer 10

Formation par condensation de 3 acides gras sur une molécule de glycérol, par perte de 3 molécules d’eau.
- Les triglycérides du lait majoritairement mixtes (AG différents) => complexité de la MG du lait. ✓
- Hydrolyse partielle par lipases du lait => diglycérides ou monoglycérides

Question 11

Triglycérides 2

Answer 11

• Glycérol toujours identique => AG confèrent les propriétés physico-chimiques de la MG du lait
• Les acides gras = chaine linéaire de C et d’H et un groupe carboxyle (-COOH)

Question 12

Le lait est riche en :

Answer 12

• AG saturés (65-75%)
• AG mono-insaturés (20-30%)
• AG poly-insaturé (3-4%)

Question 13

Les AG du lait évoluent :

Answer 13

• Au cours de la lactation
• En fonction de l’alimentation des vaches (le pâturage favorise les “bons” AG poly-insaturés

Question 14

Phospholipides

Answer 14

Ils contiennent du glycérol ou de la sphingosine relié à 1 ou 2 Acides gras (hydrophobes) et à un groupement phosphate lié à un résidu azoté (hydrophile)

Question 15

3 types de phospholipides :

Answer 15

• LÉCITIHINE = Choline + Phosphate + Glycérol + 2 AG
• CÉPHALINE = Éthanolamine/Sérine + Phosphate + Glycérol + 2 AG
• SPHINGOMYÉLINE = Choline + Phosphate + sphingosine + 1AG

Question 16

Altérations du lait

Answer 16

La richesse du lait en AG le rend susceptible à l’oxydation

Question 17

Fractions insaponifiable

Answer 17

• Stérols : cholestérol, ergostérol, 7-déhydrocholestérol
• Caroténoïdes : ß-carotènes
• Vitamines liposolubles : A, D, E et K

Question 18

Altération de la MG

Answer 18

Elle se fait par oxydation (surtout au niveau des chaines d’AG insaturés)

Question 19

Oxydation en3 étapes :

Answer 19

1 - Formation d’un radical — Initiée par lumière ou métaux (Ni, Fe, Cu)
2 - O2 s’ajoute au radical→accumulation de hydropéroxydes d’AG
3 - Ces derniers se décomposent en ≠ produits comme des aldéhydes, des alcools, des cétones, des AG libres…

Question 20

Conséquences de l’oxydation (altération de la MG) + Prévention

Answer 20

• Le goût d’oxydé ou métallique défaut le + courant et résulte de l’oxydation des phospholipides
• Le goût de rance provient de l’oxydation des triglycérides

Prévention : protéger de la lumière et contre contamination aux métaux

Question 21

Protéines

Answer 21

Ce sont des chaines d’AA +/- glycosylées.
Tous les AA dans le lait dont 8 AA essentiels

Question 22

pH lait

Answer 22

6,6 → les protéines ont une charge nette négative. Les protéines restent séparées car charges identiques se repoussent.

Question 23

3 grandes classes de protéines

Answer 23

• Caséines : 80% (fraction micellaire insoluble à pH = 4,6)
• Protéines du lactosérum : 19% (protéines solubles)
• Protéines des globules blancs : 1%

Question 24

Caséines

Answer 24

• Dans le lait après la traite, elles sont regroupées sous forme de micelles.
• Ce sont des agrégats sphériques insolubles dans l’eau
• 1 micelle de caséines = 10 à 100 sous-micelles liées entre elles par ponts phospho-calciques

Question 25

On retrouve 4 caséines :

Answer 25

- 3 hydrophobes : caséines alpha S1, alpha S2, bêta - La caséine kappa (169 aa) comportant * Une partie hydrophobe (1-105), en vert * Une partie hydrophile (en bleu)

Question 26

Pour être miscibles dans la partie aqueuse du lait, les caséines se regroupent en micelles :

Answer 26

- caséines hydrophobes au centre, - caséines hydrophiles à l’extérieur, - le phosphate de calcium cimente les sous-micelles entre elles

Question 27

Coagulation du lait

Answer 27

= déstabilisation des micelles de CASÉINES (précipitation)

Question 28

Coagulation par voie fermentaire ou acide = processus électrochimique

Answer 28

Acidification du milieu par bactéries lactiques 1) Tend vers le point isoélectrique des caséines (pH 4,6 à 20°C ou 5,2 à 40°C) 2) Neutralisation des charges négatives des caséines kappa 3) Liaison des caséines entre elles => croissance du maillage qui emprisonne les autres éléments du lait (MG, minéraux..) => Coagulum

Question 29

Coagulation par la présure ou enzymatique = processus purement biochimique

Answer 29

La chymosine la + utilisée (issue caillette veau) coupe la caséine kappa en 2 : ✓ Caséinomacropeptide (aa 106-169) ou partie hydrophile chargée, soluble → dissoute dans le lactoserum ✓ Para-κ-caséine (aa 1-105) ou partie hydrophobe Insoluble→conservée dans le caillé avec α-caséine et β-caséine (paracaséines) → Coagulation / synérèse: liaison des parties hydrophobiques entre elles, favorisée par le Ca et PO4

Question 30

Coagulation enzymatique (phases)

Answer 30

- Phase I = Phase enzymatique - Phase II = Floculation ou caillage du lait - Phase III = Réticulation du gel

Question 31

Dans la fraction liquide obtenue après coagulation du lait :

Answer 31

(Les protéines du petit lait = protéines solubles (19%)) - ß-lactoglobuline - ɑ-lactobulmine - Albumine sérique - Lactoferrine Immoglobulines, Agglutines, Enzymes (catalase, protease, lipase, ...)

Question 32

ß-lactoglobuline

Answer 32

- La + abondante chez les ruminants (absente chez femme) 2,5 – 3 g/L de lait - Très riche en AA essentiels Lactoprotéine à la + grande valeur nutritive

Question 33

ɑ-lactobulmine

Answer 33

- 1,2 g/L de lait Présente chez tous les mammifères - Régule production de lactose dans le lait sous l’action de la prolactine

Question 34

Albumine sérique

Answer 34

- N’est pas synthétisée dans la glande mammaire (filtration du sérum) - À l’origine des allergies croisées au lait de vache et à la viande bovine crue

Question 35

Altérations des protéines (effet de la température)

Answer 35

Le lait est généralement traité par la chaleur pour tuer les MO potentiellement pathogènes. Pasteurisation : 20 sec entre 60 et 90°C puis refroidissement → Peut affecter les autres constituants du lait - β-lactoglobulin : dénaturation irréversible à partir de 65°C - Caséine : moins affectée par chaleur mais accès réduit de kappa aux enzymes => problème pour fromage Plus la température est élevée et plus le temps d'exposition est long, plus les altérations seront importantes

Question 36

Altérations des protéines (effet de la température) suite

Answer 36

→ Altérations des propriétés du coagulum → Induction de flaveurs type « lait cuit » - Cas particulier de la fabrication de produits à base de lait fermenté (yoghourt...), la dénaturation du lactosérum et l’interaction avec les caséines obtenues à 90 – 95°C pour 3–5 min →contribue à améliorer la qualité

Question 37

Lactose

Answer 37

= disaccharide - Sucre spécifique du lait : 3.6 à 5.5% - Intolérance fréquente chez adulte (20% Europe du Nord, 70% au niveau mondial) - Si clivé par lactase→source d’énergie pour l’organisme - Substrat majeur de la fermentation lactique (fabrication yaourts et fromages)

Question 38

Altération du lactose (effets de la température)

Answer 38

Si la température est supérieure à 100°C ou s'il y a un stockage de longue durée → Brunissement du lait et développement d’un arôme/goût « caramel » (RÉACTION DE MAILLARD)

Question 39

Vitamines et minéraux

Answer 39

Vitamines : - Liposolubles : A, D, E et K - Hydrophiles : B1, B2, C Minéraux : - En solution dans le lait et dans les micelles - Concentration peut varier

Question 40

Attention vitamines et minéraux

Answer 40

- Vit A, B1, B2, C sensibles à la température et à la lumière - Phosphate de calcium dans micelles : sensibles à la température > 75°C . Modifie fromagéabilité du lait

Question 41

Le lait est une émulsion et un fluide complexe dont la composition varie en fonction :

Answer 41

- de facteurs zootechniques : espèce, alimentation, stade de lactation... - de facteurs microbiologiques : fermentation lactique, modifications enzymatiques ... - de facteurs humains : conservation, traitement thermique...