BTS BIOANALYSES ET CONTROLES AFBB Page 1 Sciences et technologies bio-industrielles industrielles Calculatrice et documents interdits La fabrication des fromages frais Les fromages frais sont des produits non affinés, dont la durée de vie est courte, et conservés à basse température. La législation précise les points suivants : - ces produits ne doivent avoir subi que la fermentation lactique ; - ces produits doivent renfermer une flore vivante au moment de la vente au consommateur ; - ces produits doivent avoir une teneur en matière sèche minimale de 11 % ; - le lait et la crème utilisés pour la fabrication des fromages frais doivent avoir été pasteurisés ; - il est permis d'ajouter aux fromages frais les substances suivantes (dans une proportion ne dépassant pas 30% du poids du produit fini) : sucre (saccharose) ; matières aromatiques naturelles ; fruits, pulpes et jus de fruits, confitures ; miel ; colorants ; - ces produits doivent être vendus dans un délai de 24 jours maximum. La fabrication de fromage frais met en jeu de nombreuses opérations unitaires telles que pasteurisation, mélange, homogénéisation, égouttage centrifuge, filtration, ultrafiltration... La fermentation lactique occupe une place centrale dans le process, mais la conservation du produit est par ailleurs assurée par le traitement thermique du lait, un conditionnement aseptique et par l'utilisation du froid. Le document 1 présente une chaîne de fabrication de fromage frais.
BTS BIOANALYSES ET CONTROLES AFBB Page 2 1. Etude d un procédé de fabrication (32 points) 1.1. Le lait stocké dans le tank de garde a subi un traitement thermique à 85 C pendant 2 minutes. 1.1.1. Nommer et définir le type de traitement thermique effectué. Justifier son utilisation pour la fabrication de certains produits laitiers, plutôt qu'un traitement thermique utilisant des températures supérieures à 100 C. 1.1.2. A l aide du document 2, donner le nom et le principe de fonctionnement de l appareil utilisé pour cette opération unitaire. 1.1.3. Justifier le choix de cet appareil pour le traitement thermique du lait. 1.1.4. Placer les coordonnées du barème utilisé sur le diagramme temps-température fourni document 3. En déduire les effets du traitement sur le lait cru. 1.1.5. Définir la valeur pasteurisatrice. 1.2. Le traitement thermique du lait peut être remplacé par la microfiltration (MF). 1.2.1. A l aide du document 4, expliquer le principe d obtention d un lait entier microfiltré. 1.2.2. Compléter le document 4. 1.2.3. Définir les termes «microfiltrat» et «rétentat». 1.2.4. Justifier le choix du diamètre des pores des filtres céramiques utilisés. 1.2.5. La microfiltration est réalisée sur du lait écrémé et non entier. Pourquoi? 1.2.6. Un lait microfiltré commercialisé en l état dispose d une DLC de 21 jours. 1.2.6.1. Donner la signification de l abréviation «DLC». 1.2.6.2. Justifier la durée imposée par la legislation. 1.2.7. L AFSSA a émis l avis suivant : «le procédé permet d obtenir un lait ayant de meilleures qualités organoleptiques que celles du lait UHT : la teneur en lactulose du lait microfiltré est très inférieure à celle du lait UHT (36 mg.kg -1 versus 125 mg.kg -1 ), ce qui atteste d un faible niveau de réaction de Maillard». 1.2.7.1. Donner la signification de l abréviation «AFSSA». 1.2.7.2. Indiquer les caractéristiques du traitement UHT. 1.2.7.3. Définir succinctement la réaction de Maillard. 1.3. Le lait, d'une teneur en matières grasses comprise entre 3,0 et 3,5%, est ensuite homogénéisé à une température de 45 C et à une pression allant de 175 à 200 bars. 1.3.1. Sous forme de schéma légendé, représenter un globule gras natif (avant homogénéisation). 1.3.2. Dans une éprouvette graduée, on place 100 ml de lait cru entier aussitôt après la traite. Schématiser le résultat obtenu après quelques heures à 4 C et expliquer le phénomène observé. 1.3.3. En déduire une définition de l opération unitaire d homogénéisation.
BTS BIOANALYSES ET CONTROLES AFBB Page 3 1.4. Le lait homogénéisé est ensuite refroidi, il est additionné de 1 à 2 % de ferments. Afin d obtenir un caillé plus ferme se prêtant mieux à la séparation, on ajoute de 0,25 à 0,50 ml de présure liquide pour 100 litres de lait. Après 16 à 20 h de repos, le ph sera de l'ordre de 4,5. 1.4.1. Quelle sont l'origine et la composition de la présure? 1.4.2. Décrire les phénomènes aboutissant à la déstabilisation du lait par action de la présure. 1.4.3. Expliquer la diminution de ph observée. 1.5. Après agitation et réchauffage, le lait emprésuré est alors envoyé dans le séparateur centrifuge. Le concentré sortant présente un extrait sec total compris entre 30 et 32%. 1.5.1. Compléter les légendes du schéma d'une centrifugeuse à assiettes (document 5). 1.5.2. Citer deux moyens d augmenter la vitesse de séparation dans une centrifugeuse. Donnée : loi de Stockes (encadré ci-dessous). 1.5.3. Quel est le nom du liquide résiduel résultant de l'égouttage du coagulum? En préciser la composition chimique et citer deux moyens de valoriser ce sous-produit. 1.6. L'égouttage du caillé de fromage blanc par centrifugation peut être remplacé par un préégouttage du lait écrémé avant caillage par ultra-filtration. 1.6.1. Nommer les phases séparées dans un module d'ultrafiltration de type tubulaire sur le document 6. 1.6.2. Indiquer sur le même schéma les constituants du lait retenus par la membrane d'ultrafiltration et ceux passant à travers cette membrane. 1.7. Dans les mélangeurs, l'extrait sec du concentré est porté à 39 % par addition de crème. On peut en même temps ajouter du sel et diverses épices. Le fromage obtenu est transporté vers l'empaqueteuse, où il est conditionné à chaud. A partir de toutes les informations fournies, compléter le diagramme de fabrication (document 7) en mentionnant les opérations unitaires, les matières premières, les produits sortants et les contrôles effectués.
BTS BIOANALYSES ET CONTROLES AFBB Page 4 2. Un exemple de produit fini (8 points) Le Brocciu est un fromage frais corse au lait de brebis ou de chèvre disposant d une AOC depuis 1998. 2.1. Donner la signification de l abréviation «AOC» et indiquer sa localisation sur l emballage du produit (document 8). 2.2. Repérer et légender les autres mentions figurant sur le document 8. 2.3. Cette certification a été obtenue par le Syndicat Interprofessionnel de Défense et de Promotion de l'aoc «Brocciu». Auprès de quel organisme certificateur de produits ce syndicat a-t-il effectué la demande de reconnaissance en AOC? 2.4. Le référentiel qui a été examiné en vue de la reconnaissance en AOC, fixe les conditions à remplir par les entreprises bénéficiant de l AOC pour leur production. Il comporte les rubriques suivantes : le demandeur le type de produit 1. le nom du produit 2. la description du produit 3. la délimitation de l aire géographique 4. les éléments prouvant que le produit est originaire de l aire délimitée 5. la description de la méthode d obtention 6. le lien avec l aire géographique 7. le nom de l organisme de contrôle 8. les règles d étiquetage 9. les exigences nationales éventuelles à respecter Comment appelle-t-on ce référentiel? 2.5. Pour les produits faisant partie du champ d application du règlement communautaire, la reconnaissance d une AOC en France est une étape préalable à sa reconnaissance finale au niveau européen. Un tel produit dispose alors de la certification figurant document 9. Donner le nom français de cette certification. 2.6. Le contrôle du respect du référentiel est effectué par un organisme tiers offrant des garanties de compétence, d impartialité et d indépendance vis-à-vis des opérateurs. Cet organisme de contrôle fait l objet d une accréditation selon la norme EN 45011 ou selon la norme ISO 17020. 2.6.1. Quel est l organisme chargé de délivrer une telle accréditation en France? 2.6.2. Quelles sont les spécifications contenues dans la norme EN 45011? 2.6.3. Définir les missions de l ISO et préciser le membre français de cette organisation.
BTS BIOANALYSES ET CONTROLES AFBB Page 5 Document 1 CHAINE DE FABRICATION DE FROMAGE FRAIS Document Westfalia Separator 1 tank de garde du lait 2 pompe centrifuge 3 réchauffeur 4 homogénéisateur 5 cuve de maturation 6 pompe centrifuge 7 bac tampon 8 pompe centrifuge 9 réchauffeur 10 tank à réaction avec agitateur 11 réchauffeur 12 bac tampon 13 pompe centrifuge 14 séparateur 15 débitmètre 16 récipient collecteur 17 pompe positive 18 mélangeur 19 pompe positive 20 empaqueteuse
BTS BIOANALYSES ET CONTROLES AFBB Page 6 Document 2 SCHEMA DE FONCTIONNEMENT D UN APPAREIL Document 3 (à rendre avec la copie) DIAGRAMME TEMPS-TEMPERATURE
BTS BIOANALYSES ET CONTROLES AFBB Page 7 Document 4 (à rendre avec la copie) SCHEMA D OBTENTION D UN LAIT MICROFILTRE
BTS BIOANALYSES ET CONTROLES AFBB Page 8 Document 5 (à rendre avec la copie) SCHEMA D UNE CENTRIFUGEUSE A ASSIETTES
BTS BIOANALYSES ET CONTROLES AFBB Page 9 Document 6 (à rendre avec la copie) SCHEMA D UN MODULE D ULTRAFILTRATION
BTS BIOANALYSES ET CONTROLES AFBB Page 10 Document 7 (à rendre avec la copie) DIAGRAMME DE FABRICATION D UN FROMAGE FRAIS
BTS BIOANALYSES ET CONTROLES AFBB Page 11 Document 8 (à rendre avec la copie) PHOTOGRAPHIE D UN EMBALLAGE DE FROMAGE FRAIS Document 9 LOGO D UNE CERTIFICATION EUROPENNE