Amélioration des profils d acides gras du lait & oxydation des produits laitiers

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1 Amélioration des profils d acides gras du lait & oxydation des produits laitiers Résultats du projet AGILAIT Jean-Louis COUSTILLE 1, Claude GENOT 2 & Christelle LOPEZ 3 * 1 Iterg, Pessac Tél : ; jl.coustille@iterg.com 2 INRA UR1268, Biopolymères Interactions et Assemblages, Nantes Tél : ; Claude.Genot@nantes.inra.fr 3 UMR 1253 STLO INRA Agrocampus Ouest, Rennes Tél : ; Christelle.Lopez@rennes.inra.fr * Coordinatrice du projet ANR AGILAIT (Acide Gras Insaturés du LAIT) PNRA 2006 AGILAIT

2 Contexte: 1. consommation de lipides, conséquences et recommandations Dans les pays développés, la consommation de lipides représente une source d énergie calorique majeure. Les modes de consommation, associés à la sédentarisation des populations, conduisent à une augmentation de l obésité, du diabète et des maladies cardiovasculaires. Ceci pose un réel problème de santé publique. Les recommandations nutritionnelles vont dans le sens d une réduction de la consommation des acides gras saturés ( risque des maladies cardiovasculaires), et d une augmentation de la consommation des acides gras insaturés, w3 en particulier. PNRA 2006 AGILAIT

3 Contexte: 2. Matière grasse laitière En France, la consommation de lait et de produits laitiers est un acte quotidien avec une dimension culturelle très forte, qui apporte 23,4% des lipides consommés par jour (Etude INCA 2). Production de matière grasse laitière en France: 1 million de tonnes / an. La matière grasse laitière est consommée dans de nombreux produits: lait, crème, beurre, fromages mais aussi le chocolat, les plats cuisinés, les viennoiseries Les lipides du lait apportent 37,3% des acides gras saturés de l alimentation des Français (Etude INCA 2). PNRA 2006 AGILAIT

4 Variation de la composition de la matière grasse laitière en fonction de l alimentation des vaches et des saisons (vaches à l herbe au printemps vs vaches à l étable l hiver) Acides gras insaturés: de 23 à 37% Majoritairement de l acide oléique (AG Peu monoinsaturé) d acides gras polyinsaturés Chaînes courtes et moyennes PNRA 2006 AGILAIT

5 Enjeu Adapter la composition des produits laitiers pour répondre à des impératifs nutritionnels de réduction de la teneur en acides gras saturés dans l alimentation (PNNS). Projet AGILAIT co-financé par l ANR et l interprofession laitière française PNRA 2006 AGILAIT

6 Objectifs du projet AGILAIT 1 Déterminer les possibilités de la production de laits enrichis en acides gras insaturés (AGI) et en antioxydants naturels. Choix d utiliser un moyen naturel pour modifier la composition de la matière grasse du lait: l alimentation des vaches laitières 2 Evaluer les conséquences physiques, chimiques, fonctionnelles, sensorielles et biologiques de l augmentation des acides gras insaturés de la matière grasse laitière: du lait aux produits laitiers transformés. L augmentation du niveau d insaturation d une matière grasse est réputée favoriser sa sensibilité à l oxydation, et provoquer l apparition de défauts d odeurs et de flaveur. Cet exposé sera focalisé sur l oxydabilité des produits laitiers enrichis en 3 Evaluer AGI. le comportement des consommateurs, particulièrement leur disposition à payer pour des produits laitiers naturellement enrichis en acides gras insaturés. PNRA 2006 AGILAIT

7 Stratégie Différentes rations alimentaires (fourrages de base + huile ou graines riches en acides gras insaturés, AGI) Production de laits avec des teneurs variables en AGI Fabrication de produits Beurres laitiers Crème s Fromage s Différentes structures de la matière grasse laitière, liées aux procédés de fabrication Oxydabilité des laits Mécanismes de l oxydation Oxydabilité des produits laitiers et des matières grasses extraites de ces produits BIA, Nantes PNRA 2006 AGILAIT

8 Screening 9 Régimes MG extraites des laits MG extraite par méthode de FOLCH à partir de lait lyophilisé ensilage maïs ensilage maïs + 2,5 % lin ensilage maïs + 5 % lin ensilage maïs + 5 % lin + vitamine E prairie naturelle foin grange prairie naturelle foin grange + 2,5 % lin riche en concentrés + mauvais foin prairie naturelle foin soleil prairie naturelle Vert

9 Résistance à l oxydation : test OXIPRESS Principe : mesure de la consommation d oxygène par l échantillon au cours du vieillissement artificiel Mesure de pression Enregistrement de la pression dans la cellule Oxygène 6 bars 6,2 6,1 6,0 Bombe inox à 80 C Echantillon MG =5g ou équivalent pression 5,9 5,8 5,7 5,6 5,5 5, temps (heures) Lot 1 Lot 2 Lot 3 Lot 4

10 RESULTATS code régime Temps d induction à l Oxipres (heures) EM 16,1 16,0 EM 2,5% lin 6,9 7,7 EM 5% lin 7,9 8,0 EM 5% lin + vit E 24,9 24,3 PN F 10,8 11,0 PN F 2,5% lin 4,6 5,1 RC mf 7,2 6,8 PN Fs 6,3 6,4 PN v 7,2 8,0

11 Matières Grasses extraites B5 Ensilage maïs : AG saturés/insaturés 73,5 / 26,5 B7 Ensilage maïs + 5% H. de lin B8 Ensilage herbe 54,8 / 45,2 69,5 / 30,5 B10 Ensilage herbe + 5% H. de lin 48,4 / 51,6

12 Mesure de l oxydation Indice de peroxyde (meqo2/kg) code régime T = 0 T = 1semaine T = 2 semaines B5 2,51 2,29 2,24 B7 2,39 2,32 2,55 B8 2,49 2,61 2,58 B10 2,58 2,61 2,75 Indice d anisidine code régime T = 0 T = 1semaine T = 2 semaines B5 0,42 0,37 0,38 B7 0,46 0,40 0,41 B8 0,45 0,40 0,48 B10 0,44 0,30 0,50

13 Composés volatils recherchés SPME GC MS C o m p o s é d oxydation T= 0 T = 1 semaine T= 2 semaines Butanal 0,03 0,04 0,06 hexanal 0,04 0,16 0,27 t2-hexenal < 0,02 0,01 0,01 Heptanal 0,02 < 0,02 < 0,02 t2-heptenal < 0,02 0,09 0,11 Octanal 0,08 0,25 0,36 t2-,t4- heptadienal 0,01 < 0,01 < 0,01 Nonanal 0,31 0,68 1,03 t2-nonenal < 0,08 < 0,08 0,08 Decanal 0,04 < 0,04 0,04 t2-decenal < 0,08 < 0,08 < 0,08 t2-,t4- decadienal < 0,02 < 0,02 < 0,02

14 Oxydabilité des produits laitiers en fonction de leur teneur en acides gras insaturés: beurres 1. Fabrication de beurres à partir de laits issus de différentes rations alimentaires Différentes rations alimentaires 4 types de beurres fabriqués par un partenaire industriel Beurre R1bis, R3bis, R8, R9 Rations données sur 2 périodes de l année: Période 1: R1bis : Ensilage maïs R3bis : Ensilage maïs + 5% de graine de lin Période 2: R8 : Foin (pauvre en AGI et en antioxydants) R9 : Pâturage de prairie naturelle 2. Compositions en acides gras Rennes, STLO URH, Theix PNRA 2006 AGILAIT

15 Oxydabilité des produits laitiers en fonction de leur teneur en acides gras insaturés: beurres 3. Objectifs des travaux réalisés à l Iterg Objectif 1 - Evaluer l influence de l insaturation sur la stabilité oxydative des beurres par le suivi de marqueurs de l oxydation, au cours d un vieillissement dans des conditions réelles. Objectif 2 - Evaluer l influence de l insaturation sur la stabilité sensorielle de beurres de composition extrême, par comparaison de leurs caractéristiques organoleptiques en début et fin de DLUO. 4. Résultats PNRA 2006 AGILAIT

16 Oxydabilité des produits laitiers en fonction de leur teneur en acides gras insaturés: beurres Suivi des indicateurs d oxydation au cours du vieillissement des beurres (t = 0, t = 1 mois & t = 2 mois) en conditions réelles Les beurres ont été conservés pendant 2 mois en chambre froide à + 4 C ; 5 jours sur 7 les beurres sont disposés pendant 2 heures à température ambiante. o indice de peroxyde (ISO 3976), o test thiobarbiturique (IUPAC 2.531) o indice de p-anisidine (ISO 6885) o composés volatils d oxydation (par SPME/CPG/SM) en début et fin de vieillissement : o produits d oxydation du cholestérol CONCLUSIONS: Dans les conditions de conservation retenues, aucun des paramètres physicochimiques mesurés ne permet d identifier clairement une altération oxydative des beurres. PNRA 2006 AGILAIT

17 Mesure de l oxydation composés volatils 2 Aldéhydes présentent une faible évolution Régime Aldéhyde T=0 T=2mois R1 Hexanal 0,13 0,21 t2-nonénal 0,17 0,42 R3 Hexanal 0,12 0,44 t2-nonénal 0,07 0,12 R8 Hexanal 0,16 0,35 t2-nonénal < 0,01 0,29 R9 Hexanal 0,03 0,06 t2-nonénal 0,11 0,15

18 Analyse sensorielle des beurres Descripteurs Aspect de surface Tartinabilité Nature du goût Couleur jaune Intensité de goût Vieux produit Aspect visuel Goût de beurre Texture en bouche Intensité de l odeur Goût de crème Consistance en bouche Odeur de beurre Goût salé Longueur en bouche

19 Oxydabilité des produits laitiers en fonction de leur teneur en acides gras insaturés: beurres Analyse sensorielle des beurres: Les beurres ont été conservés pendant 2 mois en chambre froide à + 4 C ; 5 jours sur 7 les beurres sont disposés pendant 2 heures à température ambiante. Analyse sensorielle réalisée à t=0 et après deux mois de conservation, avec un jury entraîné de 10 à 12 personnes selon la technique du profil sensoriel, en utilisant une liste de descripteurs générés lors d une étude antérieure sur les beurres et pâtes à tartiner. CONCLUSIONS: Comparaison R1 et R3: Les descripteurs permettent de distinguer les deux beurres en particulier sur leur tartinabilité. ceci est en accord avec les différences d insaturation de la matière grasse: plus la matière grasse est riche en AGI, plus les beurres sont tartinables. Les descripteurs des deux beurres ne permettent pas d identifier l apparition de défauts liés à l oxydation. Comparaison R8 et R9: Les deux beurres sont distincts au temps t=0 sur les paramètres de couleur et de tartinabilité.

20 Oxydabilité des produits laitiers en fonction de leur teneur en acides gras insaturés: Fromages 1. Production des laits (INRA-URH, Theix) Ration alimentaire 1: Ensilage de maïs Ration alimentaire 2: Ensilage de maïs + huile de lin 2. Composition en acides gras Lait témoin Enrichi en AGI Rennes, STLO Lait enrichi en AGI Fromage témoin (AGI: 26,5%) Fromage enrichi en AGI (AGI: 45,3%) PNRA 2006 Ensilage de maïs Ensilage de maïs + huile de lin Ensilage de maïs Ensilage de maïs + huile de lin AGILAIT

21 Oxydabilité des produits laitiers en fonction de leur teneur en acides gras insaturés: Fromages 3. Fabrication de fromages à pâte pressée non cuite, de type Raclette. Fromages en salle d affinage (Plateforme Lait, Rennes) Pour plus d informations: Contacter Romain RICHOUX <r.richoux@actilait.com> La fabrication des fromages n affecte pas la composition en acides gras, par comparaison au lait. 4. Découpe des fromages en tranchettes et conditionnement chez un partenaire industriel Conditionnement dans des barquettes thermoformées. Mise sous N 2 + CO 2 (50/50 ; O 2 résiduel < 1%) = conditionnement industriel. Film du dessus transparent. PNRA 2006 AGILAIT

22 Oxydabilité des produits laitiers en fonction de leur teneur en acides gras insaturés: Fromages 5. Conservation des tranchettes de fromages en conditions GMS et ménagères Conditions de stockage des tranchettes de fromages (haloir régulé en température et humidité, INRA-STLO, Rennes) Conservation du type linéaires de distributeurs Néon Mesures de luminosité du Néon (Lux-mètre)

23 5. Conservation des tranchettes de fromages en conditions GMS et ménagères

24 6. Analyses réalisées par l Iterg Echantillons congelés (-20 C) Extraction de la matière grasse : mélange hexane / isopropanol (3/2, v/v) Screening des échantillons : Détermination de l indice de Peroxyde Détermination des acides gras libres totaux des fromages (mg/100 g) Détermination des composés volatils des fromages (mg/kg) Conclusions: 1. Les déterminations de l indice de peroxyde n identifient pas d altération oxydative de la matière grasse extraite des fromages 2. Les teneurs en acides gras libres des fromages contrôlés ne présentent pas d évolution, Pas plus que la détermination réalisée par SPE/CPG, les données obtenues par spectrométrie de masse, en particulier sur les AGL volatils, ne permettent de caractériser de différence entre les fromages, ni en fonction du régime, ni dans le temps de conservation. La détermination des composés volatils par couplage head Space/SPME/GC/MS sur fibre DPMS ne permet pas de quantifier d aldéhydes. L absence de ces composés est en cohérence avec l absence d évolution des fromages. PNRA 2006 AGILAIT

25 Validation de fin de projet Troupeau en ferme d élevage (2 lots de 21 vaches) «Témoin» = régime conventionnel + blé «Colza» = régime conventionnel + colza 2 Productions par régime : Beurre : conservation 2 mois +6 C 5j/7j 2h. Température ambiante Crème : conservation 1 mois +6 C Analyses : Acidité oléique Indice de peroxyde Analyse sensorielle

26 Beurres issus de régimes «témoin» et «colza» analyse sensorielle -

27 Crèmes issues de régimes «témoin» et «colza» analyse sensorielle -

28 Conclusions : Crèmes et beurres issus des régimes «témoin» et «colza» 1. Les mesures de l acidité totale et de l indice de péroxyde en début et fin de conservation ne présentent aucune différence 2. Les essais sensoriels identifient des différences d aspect visuel et de tartinabilité entre «témoin» et «colza». 3. Aucune évolution sensorielle dans le temps ; pas de différences entre les régimes «témoin» et les régimes «colza»

29 Amélioration des profils d acides gras du lait & oxydation des produits laitiers - Résultats du projet AGILAIT - Jean-Louis COUSTILLE 1, Claude GENOT 2 & Christelle LOPEZ 3 * - CONCLUSIONS - Le projet AGILAIT a montré que la matière grasse laitière enrichie en AGI, jusqu à 50% des acides gras totaux, est peu oxydable. Elle est protégée par la vitamine E native. De plus, la résistance du lait à l'oxydation serait liée à la présence des caséines. Aucun défaut de flaveur n a été détecté dans les produits laitiers enrichis en AGI. PNRA 2006 AGILAIT

30 PNRA 2006 RÉSEAU MIXTE TECHNOLOGIQUE Personnes à contacter: Coordinatrice du projet AGILAIT: Christelle LOPEZ, UMR STLO, Rennes Animatrice du groupe de travail sur l oxydabilité des laits & des produits laitiers: Claude GENOT, INRA-BIA, Nantes Claude.Genot@nantes.inra.fr Responsable des travaux conduits à l Iterg: Jean-Louis COUSTILLE, ITERG, Analyse et Expertise, Pessac jl.coustille@iterg.com