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Il existe un grand nombre de laits fermentés qui diffèrent par leur matière première, leur flore microbienne, leur technologie, leur texture, leur goût et leur durée de conservation. Certains sont voisins, mais présentés sous des noms variés. Beaucoup d'entre eux contiennent l'une ou les deux bactéries spécifiques du yaourt associées d'autres micro-organismes. Depuis plusieurs années, des fabricants cherchant de nouveaux débouchés ont repris, avec l'aide de scientifiques, l'idée émise par Metchnikoff au début du XXe siècle que la consommation des laits fermentés peut avoir un effet favorable sur la santé et constituer une «bactériothérapie lactique». C'est ainsi que sont apparus des produits contenant des bactéries intestinales comme des bifidobactéries en association avec des bactéries lactiques.
On trouvera ci-après un bref résumé des technologies des principaux laits fermentés, fabriqués depuis une époque très ancienne ou récente.
Lait à l'acidophile
Le lait entier ou écrémé est soumis à un traitement thermique. Selon les fabricants il est:
Après refroidissement à 37 °C, il est ensemencé avec 1 à 5 pour cent d'une culture pure de Lactobacillus acidophilus. Ce germe est isolé de selles de nourrissons au sein ou d'excréments de jeunes veaux. Le lait est ensuite généralement mis en bouteille et maintenu à 36-37 °C jusqu'à ce qu'il coagule, ce qui demande de 20 à 24 heures. Il est alors mis au froid (vers 5 °C) jusqu'à sa consommation, qui doit être rapide afin d'éviter une acidification excessive (supérieure à 1,8 pour cent d'acide lactique) et une baisse de la teneur en bactéries vivantes.
Le produit se présente comme une crème d'odeur légère et de saveur acidulée particulière. Dans certains pays, il est apprécié comme aliment hygiénique. Il existe un lait fermenté préparé à l'aide de levain yaourt associé au Lactobacillus acidophilus.
Laits fermentés aux bifidobactéries
Ce sont des laits fermentés à l'aide de bifidobactéries associées à diverses
bactéries. Il en existe plusieurs types:
- type levain yaourt + bifidobactéries + Lactobacillus
acidophilus;
- type levain yaourt + bifidobactéries, soit d'origine humaine,
soit d'origine animale.
Les produits faits avec une bifidobactérie d'origine animale, essentiellement Bifidobacterium animalis, sont actuellement les plus répandus. Leur technologie est celle du yaourt (incubation entre 42 et 45 °C) à la condition de choisir des souches de B. animalis capables de résister en milieu acide (pH 4,54,2) et en anaérobiose relative.
Les produits faits avec une bifidobactérie d'origine humaine, essentiellement Bifidobacterium longum, demandent de profondes modifications de la technologie du yaourt: les souches de levain yaourt doivent être capables d'acidifier le lait à 37 °C; l'acidification doit être lente et modérée; la fermentation et le conditionnement en anaérobiose relative sont nécessaires; la résistance relative au pH de B. Iongum impose une variation de 4,8 à 4,4 durant la conservation du produit. Ces contraintes demandent, d'une part, une grande maîtrise du procédé de fabrication et, d'autre part, une sélection des microorganismes accompagnant la bifidobactérie de façon à obtenir un produit de goût et de texture agréables et une bonne survie du B. longum.
Laits fermentés alcoolisés
Les deux plus connus sont le kéfir et le koumis.
Kéfir. Originaire du Caucase, ce produit s'est largement répandu, notamment dans l'ex-URSS, où il est fabriqué industriellement. Il peut être préparé avec le lait de différentes espèces (vache, chèvre, brebis).
Dans les préparations traditionnelles, on fait macérer du lait contenu dans une outre, en présence d'un fragment d'estomac de mouton, de veau ou de chèvre. Après coagulation, on remplace le produit par du lait frais, et ceci pendant quelques semaines au bout desquelles apparaît peu à peu sur la paroi interne de l'outre une croûte spongieuse et blanchâtre. Celle-ci, divisée et séchée, constitue les grains de kéfir.
Mis seuls dans du lait, ils donnent une boisson fermentée mousseuse acidoalcoolique. Les grains de kéfir desséchés se présentent sous l'apparence de petites masses dures, mamelonnées, jaunâtres ou brunâtres dont la dimension moyenne est celle d'une noisette. Ils sont constitués d'une flore complexe en état de latence et d'un polysaccharide à base de glucose et de galactose. Cette flore, protégée par une gaine de caséine desséchée, peut se conserver environ un an. Elle est toujours constituée de diverses espèces de bactéries lactiques (streptocoques, lactobacilles) et de levures. Elle peut être accompagnée de micro-organismes, dont certains sont indésirables: moisissures, germes de la putréfaction, germes de fermentations acétique et butyrique.
La préparation du kéfir se fait à partir de lait entier ou écrémé dans lequel on met des grains de kéfir préalablement revivifiés. La revivification des grains desséchés se fait par leur macération pendant 6 à 8 heures dans de l'eau bouillie tiède plusieurs fois changée. Après lavage éventuel dans de l'eau bicarbonatée à 10 g/litre, rinçage, tamisage et triage, ils sont prêts à l'emploi. On élimine les grains mous, translucides ou grisâtres pour ne conserver que ceux gonflés, élastiques et dont la couleur s'est éclaircie.
Ces grains sont immergés dans du lait pasteurisé ou bouilli refroidi à 1620 °C à raison de 10 g de grains pour 100 g de lait. Après 24 heures d'incubation à cette température, les grains sont à nouveau tamisés, triés, rincés et remis dans une quantité de lait à 16-20 °C un peu plus grande. Après avoir recommencé l'opération pendant 4 ou 5 jours, la fermentation commence, provoquant des bulles de CO2 au niveau des grains qui remontent à la surface. Si l'on poursuit ainsi pendant environ 6 à 1 0 jours, on observe que tous les grains remontent à la surface dans les heures suivant l'ensemencement. La revivification est alors terminée. Chaque grain devenu blanc mat et très élastique est capable de coaguler 30 à 40 fois son poids de lait.
Dans la fabrication artisanale, on se contente souvent d'utiliser les grains après une première incubation de 24 heures dans le lait à 16-20 °C. On les ensemence dans du lait préalablement bouilli à raison de 2 pour cent (en poids) et on conditionne le mélange dans des bouteilles fortement bouchées à 16-20 °C. On peut aussi, après 24 heures d'incubation, mettre en bouteilles fermées le lait coagulé séparé des grains par tamisage. La fermentation à 16-20 °C se poursuit pendant 1 à 4 jours selon que l'on désire une boisson plus ou moins acide, gazeuse et alcoolisée. On distingue ainsi:
En moyenne, l'acidité du kéfir est voisine de 0,6 à 1 pour cent d'acide lactique (pH 4,2-4,5) avec une teneur en alcool de 0,6 à 0,8 pour cent et 50 pour cent en volume de gaz carbonique. Le kéfir fort peut contenir 2,5 pour cent d'alcool.
Une méthode industrielle russe consiste à ensemencer des grains revivifiés dans 40 à 50 fois leur poids de lait pasteurisé ou bouilli et refroidi à 1620 °C. Le mélange mis à l'obscurité est remué toutes les 2 ou 3 heures. Au bout de 24 heures, les grains remontent à la surface. Le produit filtré donne un liquide crémeux, acide et à odeur levurée qui constitue le levain. Celui-ci est mis dans du lait pasteurisé 3 à 5 minutes à 85-90 °C, refroidi à 20-25 °C et placé en tank où la fermentation se fait à cette température pendant environ 10 à 12 heures. Le coagulum mou est brassé lentement et refroidi dans le tank vers 12-15 °C, puis laissé au repos pendant 12 à 18 heures afin que s'opère la fermentation lactique. Après ce temps, le caillé est amené à la température de 5 °C, puis conditionné en bouteille de verre ou en carton.
Koumis. Ce produit originaire des steppes de l'Asie centrale est fabriqué avec du lait de jument. Un produit très voisin est préparé avec du lait de chamelle et quelquefois d'ânesse. Il existe des imitations industrielles faites avec du lait de vache additionné de 2,5 à 5 pour cent de sucre. Comme pour le kéfir, la fermentation résulte d'une flore mixte et complexe faite de bactéries lactiques et de levures.
Il s'agit d'un liquide laiteux, consommé abondamment comme boisson par les éleveurs lors de la saison de production. Le coagulum, finement dispersé, est peu perceptible lors de la dégustation. fabrication du koumis reste très traditionnelle en raison des faibles quantités de lait de jument ou de chamelle disponibles. La méthode de préparation ci-après pour un koumis imitation au lait de vache est transposable à d'autres laits.
Le lait est mélangé par moitié avec du lait écrémé chaud dans lequel on a dissous 5 pour cent de sucre. Après pasteurisation du lait 3 à 5 minutes à 9092 °C, le mélange est refroidi à 26-28 °C et ensemencé à l'aide de 10 pour cent d'un levain koumis avec agitation constante pendant une vingtaine de minutes. La fermentation s'effectue en cuve ou en tank à 26-28 °C pendant une durée variable selon le produit recherché. Le caillé obtenu est ensuite brassé et refroidi. Dans les fabrications industrielles, le brassage se fait, par exemple, par injection d'air dans le caillé pendant 3 à 5 minutes chaque quart d'heure en même temps qu'il est refroidi à 16-18 °C par circulation d'eau glacée dans la double enveloppe de la cuve. Après obtention d'un produit fluide, homogène et légèrement pétillant, celui-ci est mis en flacons fermés hermétiquement. Ces derniers sont maintenus à environ 20 °C pendant environ 2 heures de façon à augmenter la teneur en alcool et en CO,. Ils sont ensuite placés en chambre froide vers 4 °C jusqu'à leur distribution.
On connaît, comme pour le kéfir, trois types de koumis:
Produits divers
Il en existe un grand nombre. Parmi ceux-ci on peut citer les laits acidifiés et le buttermilk.
Un lait acidifié largement consommé dans les pays chauds et en particulier en Afrique du nord et au Moyen-Orient est le Leben ou Lben. Il est préparé à l'aide de lait le plus souvent partiellement ou totalement écrémé. Dans les pays où la production laitière est faible, on utilise fréquemment du lait reconstitué (I kg de poudre de lait écrémé pour 101 d'eau). Après pasteurisation et dégazage éventuel, le lait est refroidi à 20-22 °C et ensemencé au moyen de 2,5 à 3 pour cent d'une culture de bactéries lactiques mésophiles.
La fermentation se poursuit pendant 18 à 20 heures environ jusqu'à coagulation et obtention d'une acidité de 0,65 à 0,70 pour cent d'acide lactique (de 65 à 70 °Dornic). Le caillé est alors plus ou moins finement divisé et brassé en même temps qu'il est refroidi vers 4-5 °C. Il est ensuite mis en conditionnement de vente ou vendu en vrac. Au froid, ce produit légèrement acide et au goût agréable peut se conserver 1 semaine. Il peut être préparé avec des laits de diverses espèces (brebis, chèvre). La fermentation faite généralement avec des bactéries lactiques mésophiles l'est aussi avec des thermophiles; certaines souches sont recherchées pour leur propriété qui consiste à rendre le produit visqueux et filant.
Dans certains pays producteurs de beurre, le babeurre issu du barattage est consommé comme boisson ou utilisé en cuisine. Lorsque la quantité de babeurre est insuffisante, on fabrique du cultured buttermilk à partir d'un lait acidifié. On part d'un lait écrémé ou à faible teneur en matière grasse (de 0,1 à 0,8 pour cent) et additionné de 0, l pour cent de sel pour relever le goût. La matière sèche peut être augmentée par apport de 1 à 2 pour cent de lait écrémé en poudre. Le lait est chauffé en cuve pendant 20 à 30 minutes à 8090 °C ou pasteurisé à 90-95 °C pendant un temps variable (de 1 à 5 minutes). Ce chauffage poussé a pour but d'améliorer la viscosité et la stabilité du produit.
Le lait refroidi à 21-23 °C est ensemencé à l'aide de 0,5 à 3 pour cent d'un levain associant diverses espèces de bactéries lactiques mésophiles. Après 14 à 16 heures d'incubation à 22 °C, on obtient un coagulum dont l'acidité est voisine de 0,8 pour cent d'acide lactique (pH 4,7-4,6). Ce caillé est refroidi entre 3 et 6 °C en même temps qu'il est rompu et brassé très lentement pendant 2 heures, puis conditionné par gravité ou par pompage ne modifiant pas la structure du produit. A 4 °C il peut se conserver environ deux semaines. Afin de donner au produit une texture voisine de celle du babeurre normal, on peut baratter le caillé pendant 15 minutes ou encore l'homogénéiser à 5 °C sous une pression de 5 bars.
Pour obtenir l'aspect du babeurre de baratte, on peut ajouter des grains de beurre congelés de façon à ce qu'ils se dispersent facilement. Le produit peut être coloré et aromatisé. Le buttermilk doit avoir un pH de 4,5, une saveur acide aromatique et une texture visqueuse sans séparation de sérum.
La fermentation du lait conduisant à la formation d'acides organiques, notamment d'acide lactique, entraîne une acidification du lait. Ces laits fermentés peuvent résulter d'ensemencements spontanés à température ambiante, ou d'ensemencements par une flore et à une température contrôlées. Ce contrôle porte sur le choix des espèces et des souches en fonction de leur intérêt technologique (texture du produit) ou organoleptique.
Ces produits laitiers fermentés ajoutent leurs propriétés propres aux qualités nutritionnelles du lait utilisé. En particulier, l'acidification constitue du point de vue hygiénique un atout majeur. En effet, elle prévient la croissance de la plupart des germes pathogènes et assure, par des moyens qui peuvent être très simples, la conservation du lait.
De très nombreuses souches et espèces de bactéries lactiques sont utilisées pour la fabrication des laits fermentés (streptocoques et lactobacilles). Depuis peu, on utilise aussi des bactéries d'origine intestinale telles que les bifidobactéries. Certaines levures sont aussi utilisées, en association avec des bactéries, par exemple pour le kéfir. Par contre, les moisissures sont rarement utilisées dans la fabrication des laits fermentés traditionnels.
Traditionnellement, et plus particulièrement depuis les travaux de Metchnikoff sur le yaourt au début de ce siècle, les produits laitiers fermentés jouissent d'une image positive quant à leurs relations avec la santé. Cependant, il aura fallu attendre les années 80 pour que des faits scientifiques établissent certaines de ces propriétés. La plupart de ces travaux ont porté sur le yaourt, produit répandu, de flore simple et bien connue, pour laquelle il a été rapidement montré qu'elle était capable de survivre pendant son passage dans l'intestin, sans toutefois s'y implanter.
Effets de la fermentation sur la composition du lait
L'effet majeur de la fermentation lactique sera l'hydrolyse des glucides du lait. Le lactose, quantitativement le principal composant solide du lait, est présent dans le yaourt hydrolysé à raison de 30 pour cent environ pour donner, pour chaque molécule, une molécule de galactose et deux molécules d'acide lactique. Il ne faut guère plus de trois heures à 45 °C pour que les bactéries transforment un lait en yaourt qui contiendra environ 1 pour cent d'acide lactique sous les formes racémiques L (+) et D (-) en proportions variables selon les conditions de fabrication et de stockage. La production d'acide lactique au cours de la fermentation conduit à un abaissement du pH qui aura pour effet de cailler le lait.
L'homme métabolise les deux formes, la forme D (-) plus lentement que la forme L (+) . Selon le comité ad hoc FAO/OMS de 1973, la situation est différente chez le nouveau-né: l'immaturité du foie ne lui permettrait pas de métaboliser complètement la forme D (-), entraînant ainsi un risque d'acidose. Pour cette raison, le comité recommande de ne pas donner d'aliments contenant de l'acide lactique D (-) avant l'âge de trois mois.
Les autres sources énergétiques, les lipides et les protéines du lait, sont peu modifiées par la fermentation, hormis la formation d'un coagulum. Il existe une protéolyse modérée et les acides aminés libérés sont importants pour assurer la croissance symbiotique des bactéries du yaourt. Il faut noter par ailleurs que, pour la fabrication du yaourt, il peut être d'usage d'enrichir le lait en poudre de lait. C'est ainsi qu'en France, le yaourt est le plus souvent plus riche que le lait en divers nutriments (protéines, calcium, etc., et parfois même en lactose). D'autre part, ces produits peuvent être plus ou moins sucrés. Leur teneur en saccharose varie alors de 7 à 15 pour cent.
La teneur vitaminique du lait de départ est modifiée par la fermentation; certaines vitamines sont consommées par les bactéries, d'autres sont produites. Les travaux publiés à ce jour sont souvent contradictoires. Il ressort, cependant, une augmentation importante de la teneur en acide folique du yaourt.
Des travaux récents et précis peu nombreux tendent à montrer d'importantes différences dans la digestion des protéines selon la technologie subie par le lait. Ainsi, selon Scanff et al. (1990), avec le lait, il se forme rapidement un caillot de caséine dans l'estomac, celle-ci étant évacuée lentement sous forme de peptides. Avec le yaourt, il ne se forme pas de coagulum et, très rapidement, la caséine est évacuée sous forme dégradée et même sous forme non dégradée. Il a été aussi montré que le temps de transit du yaourt dans l'intestin est plus long que celui du lait.
Effets sur la tolérance au lactose
Parmi les causes d'intolérance au lait, la mieux connue est certainement celle liée au lactose. Par défaut de lactose (ou ß-galactosidase) dans la bordure en brosse de la muqueuse intestinale, le lactose n'est plus hydrolysé; il n'est donc plus absorbé dans l'intestin grêle et va atteindre le colon, où il sera fermenté par la flore intestinale en donnant naissance à des gaz et tout particulièrement à de l'hydrogène. Les symptômes de l'intolérance au lactose sont brièvement présentés au chapitre 9.
Le plus souvent, chez l'enfant, l'intolérance au lactose est due à un déficit en lactase intestinale secondaire à une entéropathie. Chez l'adolescent et l'adulte, la malabsorption du lactose est le plus souvent primaire. Une réponse à l'intolérance au lactose pourrait consister en l'utilisation de laits délactosés. Cependant, on verra au chapitre 9 que les laits fermentés et, en particulier, le yaourt sont susceptibles d'apporter une solution simple et peu onéreuse.
Effets sur la flore intestinale
Un certain nombre de travaux chez l'animal montrent que l'ingestion de laits fermentés est susceptible de modifier la flore intestinale de l'hôte, en particulier de diminuer la quantité de germes indésirables. On dispose, par contre, de très peu d'informations sur son effet chez l'homme. Plusieurs études depuis les années 50 indiquent que l'ingestion de lait fermenté par Lactobacillus acidophilus est susceptible de réduire le nombre d'Escherichia coli dans les selles qui contiennent alors considérablement plus de L. acidophilus qui, par ailleurs, fait partie de la flore intestinale humaine. Cette propriété semble avoir été utilisée avec succès dans le cas d'enfants souffrant de diarrhées à E. coli.
Parmi les activités métaboliques de la flore, on s'est particulièrement intéressé à des activités enzymatiques qui sont associées, chez l'animal de laboratoire et chez l'homme, à la formation de substances cancérogènes. L'ingestion de différents laits fermentés fait baisser l'activité de ces enzymes chez l'animal. Toutefois, il faut noter qu'il n'a pas été démontré chez l'homme de relation entre l'activité de ces enzymes et la survenue de cancers du colon.
Sensibilité aux infections et réponse immunitaire
L'ingestion de laits fermentés semble entraîner des modifications des défenses immunitaires à plusieurs niveaux. C'est ainsi que l'on a suggéré la possibilité d'une augmentation de certaines immunoglobulines après ingestion de yaourt ou de Lactobacillus acidophilus ou encore de L casei, ainsi qu'un rôle dans la migration des macrophages périphériques vers le foie (De Simone et al., 1988). D'autres recherches concernent une possible stimulation de la production de cytokines, protéines importantes dans la régulation du système immunitaire ainsi que pour leur action antibactérienne et antivirale, parmi lesquelles figurent les interférons (Solis et Lemonnier, 1991 et 1992).
Autres effets
Laits fermentés et lipides sanguins. Les relations entre les produits laitiers et la régulation de la cholestérolémie sont paradoxales. En effet, s'il est bien établi qu'une consommation élevée de lipides saturés, dont le beurre, augmente le taux de cholestérol circulant, il ne semble pas que l'on retrouve cet effet lorsqu'on consomme, à taux lipidique égal, du lait, c'est-à-dire un produit laitier dont les lipides n'ont pas été extraits. Certaines recherches suggèrent, de plus, que le yaourt serait encore plus efficace que le lait pour maintenir une cholestérolémie basse. Il n'est toutefois pas possible d'affirmer un effet propre des laits fermentés sur la cholestérolémie.
Croissance et longévité. Un certain nombre de travaux sur des animaux suggèrent une amélioration de la croissance chez ceux qui reçoivent un régime enrichi en yaourt par rapport à d'autres produits laitiers. Toutefois, la plupart d'entre eux n'ont pas été conduits assez rigoureusement pour pouvoir parvenir à des conclusions certaines.
Depuis les travaux de Metchnikoff, il est dit que le yaourt a un effet sur la longévité, mais là aussi les données expérimentales ou épidémiologiques sont quasiment inexistantes, même si Arai et ai. (1980) signalent que la longévité des souris est accrue chez celles qui consomment un régime enrichi en lait fermenté, ceci par rapport à deux autres lots qui reçoivent soit un régime témoin de laboratoire, soit ce régime enrichi en lait. La flore intestinale des souris qui ont consommé le lait fermenté contient dix fois plus de Bifidobacterium que celle des deux autres groupes. Les recherches devraient être poursuivies pour asseoir l'intuition de Metchnikoff ou, au contraire, la rejeter.
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