Rôle du citrate et de l’orthophosphate sur la texturation de suspensions denses de caséine

Le fromage fondu est apparu au début du XXe siècle dans le but d'améliorer la durée de conservation et la stabilité du fromage naturel. Sa production repose sur le chauffage des caséines en présence de sels de fonte tels que le citrate et le phosphate, qui chélatent le calcium et interagissent avec les caséines. Si les effets des polyphosphates sur la chélation du calcium et la gélification de la caséine ont été largement étudiés, le citrate et le monophosphate restent insuffisamment caractérisés dans des concentrations protéiques et des conditions pertinentes pour les applications industrielles. Cette étude vise donc à évaluer la capacité du citrate et de l’orthophosphate à chélater le calcium et à moduler la texture dans des suspensions concentrées de micelles de caséine.Le citrate trisodique (TSC) a été étudié à un pH de 5,8, une valeur compatible avec les pratiques industrielles, et comparé à un pH de 7, où les micelles de caséine (MC) sont considérées comme les plus stables. Le taux de dissociation des MC augmente avec l'augmentation de la concentration en TSC et du pH, et dépend du rapport TSC/protéines et non pas de la concentration en MC. La dissociation entraîne une forte augmentation de la viscosité, attribuée au volume effectif plus élevé des caséines après dissociation. À un pH 7, un pic de viscosité est apparu à de faibles concentrations en TSC. Ce pic disparait lors de la dilution, de la diminution du pH ou du vieillissement, indiquant un réarrangement structural réversible.Pour compléter les études sur le citrate, l'effet de l'orthophosphate trisodique (TSP) sur les suspensions concentrées de MC a été évalué dans la même plage de pH. Comme pour le citrate, l'augmentation de la concentration en TSP accéléré la dissociation. Plus particulièrement, la libération de calcium favorise la formation d'agrégats protéiques denses. À pH 7, un pic de viscosité prononcé a également été observé à de faibles concentrations en TSP, il diminue avec le temps, le pH et la concentration en MC. Au fil du temps, la lente restructuration des suspensions a produit une hétérogénéité visible et une précipitation.Le chauffage est une étape critique dans la fabrication du fromage fondu, et l'évaluation de son impact sur les suspensions de MC était un élément essentiel de ce travail. Le chauffage a accéléré la dissociation des MC induite par le TSC ou le TSP et a déclenché l'agrégation d'une partie de la caséine dissociée. L'application d'un cisaillement important a permis de casser les gros agrégats, rendant les suspensions visuellement homogènes. Cependant, l'hétérogénéité réapparait après plusieurs jours à température ambiante. Les mesures rhéologiques ont indiqué que les agrégats forment un gel faible intégré dans une matrice viscoélastique dense de caséines dissociées.Dans l'ensemble, ces travaux ont démontré que le citrate et l'orthophosphate chélatent efficacement le calcium des micelles de caséine et augmentent la viscosité des suspensions. Ils peuvent également induire une agrégation des protéines pendant le chauffage. Cependant, contrairement aux polyphosphates, ces agrégats ont tendance à précipiter plutôt qu'à former un gel stable et homogène.