ModÉlisation de phÉnomÈnes microbiologiques, biochimiques et physico-chimiques intervenant lors de l'affinage d'un fromage de type pÂte molle croÛte lavÉe.

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Riahi, Mohamed Haythem (2006) ModÉlisation de phÉnomÈnes microbiologiques, biochimiques et physico-chimiques intervenant lors de l'affinage d'un fromage de type pÂte molle croÛte lavÉe. Doctorat Sciences des aliments, UMR génie et microbiologie des procédés alimentaires, INAPG 2006INAP0038 p.176.

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Résumé

L’objectif de cette étude visait à développer des modèles mathématiques capables de

prédire la croissance d'une levure désacidifiante, la consommation des substrats carbonés

(lactose, lactate) et la perte de poids au cours de l'affinage de fromages de type Munster.

Afin de constituer une base de données servant à l'établissement et à la validation des

modèles, des fabrications de fromages à pâte molle et à croûte lavée de type Munster ont été

réalisées à échelle pilote et dans des conditions aseptiques. Cette base comporte les résultats

des analyses microbiologiques et biochimiques ainsi que les conditions opératoires d’affinage.

Les fromages ont été ensemencés, en plus de la flore lactique, par une flore d'affinage

composée d'une levure (Debaryomyces hansenii 304, GMPA) et d'une bactérie de surface

(Brevibacterium aurantiacum ATCC 9175). L'affinage de ces fromages est limité à 14 jours et

il est conduit selon un plan d'expérience à deux facteurs (température et humidité relative) et à

trois niveaux (respectivement 8, 12, 16° C et 85, 93, 99 %).

Trois modèles mathématiques ont été construits selon une approche mécanistique

dynamique. Le premier modèle (dit "microbiologique") a réussi à prédire, en fonction de la

température et de l'humidité relative du hâloir, la croissance de D. hansenii et l'évolution des

concentrations en lactose et en lactate durant l'affinage. Les erreurs résiduelles standard (RSE)

de ces prédictions sont satisfaisantes par comparaison avec l'écart type des trois essais répétés

sous les conditions du point central du plan d'expérience. Les résultats de ce modèle

permettent de soutenir l'hypothèse selon laquelle D. hansenii consomme le lactose pour sa

croissance et le lactate pour sa maintenance.

Le deuxième modèle (dit "perte de poids") est parvenu à prédire la perte de poids et

l'évolution de la teneur en matière sèche, avec des erreurs résiduelles standard moyennes

proches de la précision des mesures expérimentales. Les résultats obtenus avec ce modèle

montrent que les hypothèses avancées, selon lesquelles le lactose et le lactate sont

complètement oxydés en CO2 et en O2 et que l'oxygène atmosphérique ne contribue pas à la

perte de poids, sont justifiées.

Le troisième modèle (dit "généralisé") a été construit en combinant les deux modèles

précédents. Il est capable de prédire, dès le début de l'affinage, en fonction de la température

et de l'humidité relative de la chambre d'affinage, la croissance de D. hansenii, la perte de

poids et les évolutions des concentrations en lactose et lactate ainsi que la teneur en matière

sèche du fromage.

Références Bibliographiques

Al Otaibi, M. M. and Wilbey, A. 2004. Effects of temperature and salt on maturation of

white-salted cheese. International Journal of Dairy Technology 57: 57-63.

Aldarf, M., Fourcade, F., Amrane, A. and Prigent, Y. 2006. Substrate and metabolite

diffusion within model medium for soft cheese in relation to growth of Penicillium

camembertii. Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology 33(8): 685-692.

Arfi, K., Amarita, F., Spinnler, H.E. and Bonnarme, P. 2003. Catabolism of volatile sulfur

compounds precursors by Brevibacterium linens and Geotrichum candidum, two

microorganisms of the cheese ecosystem. Journal of Biotechnology 105(3): 245-253.

Ashenafi, M. 1989. Proteolytic, lipolytic and fermentative properties of yeasts isolated

from Ayib, a traditional ethiopian cottage cheese. Ethiopian Journal of Science 12(2):

1989-1999.

Bachmann, H. P. 1997. High ammonia content delays smear development of cheese.

Agrarforschung 4(10): 407-410.

Barba, D., Beolchini, F., Del Re, G., Di Giacomo, G. and Veglio, F. 2001. Kinetic analysis

of Kluyveromyces lactis fermentation on whey: batch and fed-batch operations. Process

Biochemistry 36(6): 531-536.

Barnett, J.A., Payne, R.W. and Yarrow, D. 1990. A guide to identifying and classifing

yeasts. Cambridge University Press, Cambridge.

Baroiller, C. and Schmidt, J.L. 1990. Contribution à l'étude de l'origine des levures du

fromage de camembert. Le lait 70: 67-84.

Bastin, G. and Dochain, D. 1990. Dynamic models for bioreactors. In On-line estimation

and adaptative control of bioreactors Elsevier. Amsterdam - Oxford - New York.

Bergère, J.-L. and Lenoir, J. 1997. Les accidents de fromagerie et les défauts des fromages.

In Le fromage. Eck, A. et Gillis, J.-C. Lavoisier Tec & Doc. Paris. p.509-541.

Bertsekas, D.P. 1997. Nonlinear programming. Journal of the Operational Research

Society 48(3): 334-344.

154

Besancon, X., Smet, C., Chabalier, C., Rivemale, M., Reverbel, J. P., Ratomahenina, R.

and Galzy, P. 1992. Study of surface yeast flora of Roquefort cheese. International Journal

of Food Microbiology 17(1): 9-18.

Biazar, J., Tango, M., Babolian, E. and Islam, R. 2003. Solution of the kinetic modeling of

lactic acid fermentation using Adomian decomposition method. Applied Mathematics and

Computation 144(2-3): 433-439.

Bloës-Breton, S. and Bergère, J.-C. (1994). Potentiel aromatique de bactéries corynéformes

fromagères autres que Brevibacterium linens. Colloque des 9 et 10 Mars 1994, Paris,

Société Française de Microbiologie.

Bockelman, W., Krusch, U., Engel, G., Klijn, N., Smit, G. and Heller, J. 1997. The

microflora of Tilsit cheese. Part 1. Variability of the smear flora. Nahrung 41: 208-212.

Bockelmann, W., Fuehr, C., Martin, D. and Heller, K. 1997. Color development by redsmear

surface bacteria. Kieler Milchwirtschaftliche Forschungsberichte 49(4): 285-292.

Bockelmann, W., Willems, K.P., Neve, H. and Heller, K.H. 2005. Cultures for the ripening

of smear cheeses. International Dairy Journal 15(6-9): 719-732.

Bonaïti, C., Leclercq-Perlat, M. N., Latrille, E. and Corrieu, G. 2004. Desacidification by

Debaryomyces hansenii of smear soft cheeses ripened in controlled conditions : Influences

of relative humidity and of temperature. Journal of Dairy Science 87(11): 3976-3988.

Botton, B. 1991. La physiologie des levures. In Biotechnologie des levures Masson

éditions. Paris. p.97-169.

Boyaval, P. and Desmazeaud, M. 1983. Le point des connaissances sur Brevibacterium

linens. Le Lait 63: 187-216.

Brennan, N.M., Ward, A.C., Beresford, T.P., Fox, P. F., Goodfellow, M. and Cogan, T.M.

2002. Biodiversity of the bacterial flora on the surface of a smear cheese. Appllied and

Environmental Microbiology 68(2): 820-830.

Brûlé, G., Lenoir, J. and Remeuf, F. 1997. La micelle de caséine et la coagulation du lait.

In Le fromage. Eck, A. et Gillis, J.-C. Lavoisier, Tec & Doc. Paris. p.7-39.

Bury, Karl. 1999. Continuous distributions. In Statistical distributions in engineering

Cambridge University Press. Cambridge (UK).

155

C.N.I.E.L. 2005. L'économie laitière en chiffres. Centre National Interrofessionel de

l'Economie Laitière, Paris.

Cantéri, G. 1997. Les levains lactiques. In Le fromage. Eck, A. et Gillis, J.-C. Lavoisier

Tec & Doc. Paris. p.175-195.

Carrera, J. and Neuman, S.P. 1986. Estimation of aquifer parameters under transient and

steady state conditions : 2. Uniqueness, stability, and solution algorithms. Water Resources

Research 22(2): 211-227.

Champagne, C.P., Soulignac, L., Marcotte, M. and Innocent, J.P. 2003. Texture et

évolution du pH de fromages de type Brie entreposés en atmosphère controlée. Le lait 83:

145-151.

Choisy, C., Desmazeaud, M., Gripon, J-C., Lambert, G. and Lenoir, J. 1997a. La biochimie

de l'affinage. In Le fromage. Eck, A. et Gillis, J.-C. Lavoisier Tec & Doc. Paris. p.86-153.

Choisy, C., Desmazeaud, M., Gueguen, M., Lenoir, J., Schmidt, J.-L. and Tourneur, C.

1997b. Les phénomènes microbiens. In Le fromage. Eck, A. et Gillis, J.-C. Lavoisier Tec

& Doc. Paris. p.377-446.

Collins, Yvonne F., McSweeney, Paul L. H. and Wilkinson, Martin G. 2003. Lipolysis and

free fatty acid catabolism in cheese: a review of current knowledge. International Dairy

Journal 13(11): 841-866.

Corsetti, A., Rossi, J. and Gobbetti, M. 2001. Interactions between yeasts and bacteria in

the smear surface-ripened cheeses. International Journal of Food Microbiology 69(1-2): 1-

10.

Cuer, A., Dauphin, G., Kergomard, A., Dumont, J.P. and Adda, J. 1979. Production of Smethylthioacetate

by Brevibacterium linens. Applied and Environmental Microbiology

38(2): 332-334.

Dako, E., El Soda, M., Vuillemard, J. -C. and Simard, R. E. 1995. Autolytic properties and

aminopeptidase activities of lactic acid bacteria. Food Research International 28(5): 503-

509.

Dellaglio, F., De Roissart, H., Torriani, S., Curk, M.C. and Janssens, D. 1994.

Caractéristiques générales des bactéries lactiques. In Bactéries Lactiques : Aspects

156

fondamentaux et technologiques. De Roissart, H. et Luquet, F. M. Lorica. Paris. Volume

1, p.25-70.

Eberl, H., Morgenroth, E., Noguera, D., Picioreau, C., Rittmann, B., Van Loosdrecht, M.

and Wanner, O. 2006. Model selection. In Mathematical modeling of biofilms IWA

Publishing. Hove, UK. p.11-41.

El Soda, M. A. 1993. The role of lactic acid bacteria in accelerated cheese ripening. FEMS

Microbiology Reviews 12(1-3): 239-251.

Eliskases-Lechner, F. and Ginzinger, W. 1995. The bacterial flora of surface-ripened

cheeses with special regard to coryneforms. Le Lait 75: 571-584.

Fadda, M. E., Cosentino, S., Deplano, M. and Palmas, F. 2001. Yeast populations in

Sardinian feta cheese. International Journal of Food Microbiology 69(1-2): 153-156.

Farkye, N. Y., Madkor, S. A. and Atkins, H. G. 1995. Proteolytic abilities of some lactic

acid bacteria in a model cheese system. International Dairy Journal 5(7): 715-725.

Fiedler, F., Schäffler, M. and Stackebrandt, E. 1981. Biochemical and nucleic acid

hybridisation studies on Brevibacterium linens and related strains. Archives of

microbiology 129(1): 85-93.

Fox, P. F. and Wallace, J. M. 1997. Formation of flavor compounds in cheese. Advances in

Applied Microbiology 45: 17-85.

Fox, P.F., Law, J., Mc Sweeney, P.L.H. and Wallace, J. 1993. Biochemestry of cheese

ripening. In Cheese : chemestry, physics and microbiology Fox (ed). London. vol1, p.389-

438.

Frau, M., Simal, S., Femenia, A., Sanjuan, E. and Rosselo, C. 1999. Use of principal

component analysis to evaluate the physical properties of Mahon cheese. European Food

Research Technology 210: 73-76.

Gavrish, E. Y., Vrauzova, V.I., Potekhina, N.V., Karasev, S.G., Poltnikova, E.G.,

Altyntseva, O.V., Korosteleva, L.V. and Evtushenko, L.I. 2004. Three new spices of

Brevibacteria, Brevibacterium antiquum sp. nov., Brevibacterium aurantiacum sp. nov.,

Brevibacterium permense sp. nov. Microbiology 73(2): 176-183.

157

Gerla, P. E. and Rubiolo, A. C. 2003. A model for determination of multicomponent

diffusion coefficients in foods. Journal of Food Engineering 56(4): 401-410.

Geurts, T. J., Walstra, P. and Mulder, H. 1974. Water binding to milk protein, with

particular reference to cheese. Netherlands milk dairy journal 28: 64-72.

Ghaly, A. E. and El-Taweel, A. A. 1997. Kinetic modelling of continuous production of

ethanol from cheese whey. Biomass and Bioenergy 12(6): 461-472.

Ghaly, A. E., Kamal, M. and Correia, L. R. 2005. Kinetic modelling of continuous

submerged fermentation of cheese whey for single cell protein production. Bioresource

Technology 96(10): 1143-1152.

Gobbetti, M., Lanciotti, R., De Angelis, M., Rosaria Corbo, M., Massini, R. and Fox, P. F.

1999. Study of the effects of temperature, pH, NaCl, and aw on the proteolytic and

lipolytic activities of cheese-related lactic acid bacteria by quadratic response surface

methodology. Enzyme and Microbial Technology 25(10): 795-809.

Guéguen, M. 1995. Les levures, agents indispensables en industries agro-alimentaires.

Bulltein de la Société Française de Microbiologie 10: 273-278.

Guéguen, M. and Schmidt, J.L. 1992. Les levures et Geotricum candidum. In Les groupes

microbiens d'intérêt laitiers. Eds J. Hermier, J. L. F. W. INRA-CEPIL. Paris.

Guggenheim, E.A. 1966. Application of Statistical Mechanics. Clarendon Press, Oxford.

Hardy, J. 1997. L'activité de l'eau et le salage. In Le fromage Lavoisier Tec & Doc. Paris.

p.62-84.

Hassouna, M. and Guizani, N. 1995. Evolution de la flore microbienne et des

caractéristiques physico-chimiques au cours de la maturation du fromage tunisien de type

Camembert fabriqué avec du lait pasteurisé. Microbiologie, hygiène alimentaire 7(18): 14-

23.

Holland, R., Liu, S.-Q., Crow, V.L., Delabre, M.-L., Lubbers, M., Bennett, M. and Norris,

G. 2005. Esterases of lactic acid bacteria and cheese flavour: Milk fat hydrolysis,

alcoholysis and esterification. International Dairy Journal 15(6-9): 711-718.

Hongxu, N. and Gunasekaran, S. . 1998. Food quality prediction with neural networks.

Food Technology 52(10): 60-65.

158

Horiuchi, J., Shimada, T., Funahashi, H., Tada, K., Kobayashi, M. and Kanno, T. 2004.

Artificial neural network model with a culture database for prediction of acidification step

in cheese production. Journal of Food Engineering 63(4): 459-465.

Iglesias, H. A. and Chirife, Jorge. 1995. An alternative to the Guggenheim, Anderson and

De Boer model for the mathematical description of moisture sorption isotherms of foods.

Food Research International 28(3): 317-321.

Irlinger, F., 2000. Caractérisation phénotypique et moléculaire de la diversité des bactéries

d'intérêt technologique, de la surface des fromages. Thèse de Doctorat. Institut National

Agronomique Paris-Grignon, Paris. 172 pages.

Jacobsen, T. and Poulsen, O. M. 1995. Comparison of lipases from different strains of the

fungus Geotrichum candidum. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Lipids and Lipid

Metabolism 1257(2): 96-102.

Jimenez-Marquez, S.A., Thibault, J. and Lacroix, C. 2005. Prediction of moisture in cheese

of commercial production using neural networks. International Dairy Journal 15(11): 1156-

1174.

Kohl, W., Achenbach, H. and Reichenbach, H. 1983. The pigments of Brevibacterium

linens: Aromatic carotenoids. Phytochemistry 22(1): 207-210.

Kujawski, M., Cichosz, G., Podhajna, E. and Sańko, B. 2003. Effect of ripening

temperature on proteolysis and organoleptic properties of Edam-type cheese. Electronic

Journal of Polish Agricultural Universities 6(1): 143-153.

Law, J. and Haandrikman, A. 1997. Proteolytic Enzymes of Lactic Acid Bacteria.

International Dairy Journal 7(1): 1-11.

Le Graët, Y. and Brûlé, G. 1988. Migration des macro et oligo-éléments dans un fromage à

pâte molle de type Camembert. Le lait 68(2): 219-234.

Le Graët, Y., Brûlé, G., Maubois, J.L. and Oeuvrard, G. 1986. Répartition et évolution des

éléments minéraux au cours de l'affinage des fromages à pâte cuite type Beaufort. Le Lait

66: 391-404.

159

Le Graët, Y., Lepienne, A., Brûlé, G. and Ducruet, P. 1983. Migration du calcium et des

phosphates inorganiques dans les fromages à pâte molle de type Camembert au cours de

l'affinage. Le Lait 66: 317-332.

Leclercq-Perlat, M.-N., Oumer, A., Bergere, J.-L., Spinnler, H.-E. and Corrieu, G. 1999.

Growth of Debryomyces hansenii on a bacterial surface-ripened soft cheese. Journal of

Dairy Research 66: 271-281.

Leclercq-Perlat, M.-N., Oumer, A., Bergere, J.-L., Spinnler, H.-E. and Corrieu, G. 2000a.

Behavior of Brevibacterium linens and Debaryomyces hansenii as ripening Flora in

controlled Production of smear soft cheese from Reconstituted Milk : Growth and substrate

consumption. Journal of Dairy Science 83(2): 1665-1673.

Leclercq-Perlat, M.-N., Oumer, A., Buono, F., Spinnler, H.-E. and Corrieu, G. 2000b.

Behavior of Brevibacterium linens and Debaryomyces hansenii as ripening Flora in

controlled Production of smear soft cheese from Reconstituted Milk : Protein degradation.

Journal of Dairy Science 83: 1674-1683.

Leclercq-Perlat, M. N., Buono, F., Lambert, D., Spinnler, H. E. and Corrieu, G. 2004a.

Controlled Production of Camembert-Type Cheeses : Part I. Microbiological and

physicochemical evolutions. Journal of Dairy Research 71(3): 346-354.

Leclercq-Perlat, M. N., Corrieu, G. and Spinnler, H. E. 2004b. The color of

Brevibacterium linens depends on the yeast used for cheese desacidification. Journal of

Dairy Science 87(5): 1536-1544.

Leclercq-Perlat, M. N., Picque, D., Riahi, H. and Corrieu, G. 2006. Microbiological and

Biochemical Aspects of Camembert-Type Cheeses Depend on Atmospheric Composition

in the Ripening Chamber. Journal of Dairy Science 89(8): 3260-3273.

Lecocq, J., Gueguen, M. and Coiffier, O. 1996. Importance de l'association Geotrichum

candidum-Brevibacterium linens pour l'affinage de fromages à croûte lavée. Science des

Aliments 16(3): 317-327.

Lenoir, J., Lambert, G., Schmidt, J.L. and Tourneur, C. 1985. La maîtrise du bioréacteur

fromage. Biofutur 41: 23-50.

Lortal, S. and Chapot-Chartier, M.-P. 2005. Role, mechanisms and control of lactic acid

bacteria lysis in cheese. International Dairy Journal 15(6-9): 857-871.

160

Lues, J. F. R. and Bekker, A. C. M. 2002. Mathematical Expressions for Organic Acids in

Early Ripening of a Cheddar Cheese. Journal of Food Composition and Analysis 15(1): 11-

17.

Marcos, A. 1993. Water activity in cheese in relation to composition, stability and safety.

In Cheese : Chemistry, physics and microbiology. Fox, P. F. Chapman & Hall. London.

Vol.1, p.141-191.

Marcos, A., Alcala, M., Leon, F., Fernandez-Salguero, J. and Esteban, M.A. 1981. Water

activity and chemical composition of cheese. Journal of Dairy Science 64: 622-626.

Marcos, A. and Esteban, M.A. 1982. Nomograph for predicting water activity of soft

cheese. Journal of Dairy Science 65: 1795-1797.

Marquardt, D. 1963. An Algorithm for Least-Squares Estimation of Nonlinear Parameters.

SIAM J. Appl. Math 11: 431-441.

Mascarenhas, W. J., Akay, H. U. and Pikal, M. J. 1997. A computational model for finite

element analysis of the freeze-drying process. Computer Methods in Applied Mechanics

and Engineering 148(1-2): 105-124.

Masoud, W. and Jakobsen, M. 2003. Surface ripened cheeses: the effects of Debaryomyces

hansenii, NaCl and pH on the intensity of pigmentation produced by Brevibacterium linens

and Corynebacterium flavescens. International Dairy Journal 13(2-3): 231-237.

Mathlouthi, M. 2001. Water content, water activity, water structure and the stability of

foodstuffs. Food Control 12(7): 409-417.

Mc Sweeney, P. L. H. 2004. Biochemistry of cheese ripening. International Journal of

Dairy Technology 57(2-3): 127-144.

Mc Sweeney, P. L. H. and Sousa, M. J. 2000. Biochemical pathways for the production of

flavour compounds in cheeses during ripening : A review. Le lait 80: 293-324.

McSweeney, Paul L H. 2004. Biochemistry of cheese ripening. International Journal of

Dairy Technology 57(2-3): 127-144.

Mirade, P. S., Rougier, T., Kondjoyan, A., Daudin, J. D., Picque, D. and Corrieu, G. 2004.

Caractérisation de l'aéraulique d'un hâloir de fromagerie et des échanges air-produit. Le lait

84: 483-500.

161

Molimard, P. and Spinnler, H. E. 1996. Review: Compounds involved in the flavor of

surface mold ripened cheeses: origins and properties. Journal of Dairy Science 79: 169-

184.

Monod, J. 1942. Recherche sur la croissance des cultures bactériennes. Hermann et Cie,

Paris.

Motta, A.S. and Brandelli, A. 2002. Characterization of an antibacterial peptide produced

by Brevibacterium linens. Journal of Applied Microbiology 92(1): 63-70.

National Research Council 1990. Groundwater Models : Scientific and Regulatory

Applications. National Academies Press, Washington, DC.

Noomen, A. 1983. Proteolysis in cheese: sources and consequences. Netherlands Milk &

Dairy Journal 37(1/2): 96-97.

Olson, N. F. 1990. The impact of lactic acid bacteria on cheese flavor. FEMS

Microbiology Letters 87(1-2): 131-147.

Oumer, A., 1997. Dynamique d'évolution des flores microbiennes d'un fromage à pâte

molle et à croûte lavée en relation avec quelques aspects physico-chimiques et

biochimiques. Thèse de Doctorat. Institut National Agronomique, Paris. 148 pages.

Oumer, A., Leclercq-Perlat, M. N., Bergere, J. L. and Corrieu, G. 1996. Mise au point

d'une méthode de mesure de la concentration totale en cellules de Brevibacterium linens à

la surface d'un fromage à pâte molle et à croûte lavée. Le Lait 76(4): 389-404.

Pajonk, A. S., Saurel, R. and Andrieu, J. 2003a. Experimental study and modeling of

effective NaCl diffusion coefficients values during Emmental cheese brining. Journal of

Food Engineering 60(3): 307-313.

Pajonk, A. S., Saurel, R., Andrieu, J., Laurent, P. and Blanc, D. 2003b. Heat transfer study

and modeling during Emmental ripening. Journal of Food Engineering 57(3): 249-255.

Paquet, J., Lacroix, C. and Thibault, J. 2000. Modeling of pH and Acidity for Industrial

Cheese Production. Journal of Dairy Science 83(11): 2393-2409.

Payne, C. and Bruce, A. 2001. The Yeast Debaryomyces hansenii as a Short-Term

Biological Control Agent against Fungal Spoilage of Sawn Pinus sylvestris Timber.

Biological Control 22(1): 22-28.

162

Peyrin, F., Kondjoyan, A. and Daudin, J. D. 1995. Analyse des difficultés de mesure de la

vitesse de l'air dans les industries agro-alimentaires. Industries Alimentaires et Agricoles

112(10): 728-735.

Picque, D., Leclercq-Perlat, M. N. and Corrieu, G. 2006. Effects of Atmospheric

Composition on Respiratory Behavior, Weight Loss, and Appearance of Camembert-Type

Cheeses During Chamber Ripening. Journal of Dairy Science 89(8): 3250-3259.

Piton, C. and Fontanier, C. 1990. Caractérisation d'une collection de souches de bactéries

corynéformes de la morge du gruyère de comté. Le Lait 70(5-6): 383-398.

Poveda, J. M., Garcia, A., Martin-Alvarez, P. J. and Cabezas, L. 2004. Application of

partial least squares (PLS) regression to predict the ripening time of Manchego cheese.

Food Chemistry 84(1): 29-33.

Ramet, J.P. 1985. La fromagerie et les variétés de fromages du bassin Méditerranéen.

Etude FAO Production et santé animale 48, Rome.

Ramet, J.P. 1997. Technologie comparée des différents types de caillé. In Le fromage. Eck,

A. et Gillis, J.-C. Lavoisier Tec & Doc. Paris. p.334-364.

Rattray, F.P. and Fox, P.F. 1999. Aspects of enzymology and biochemical properties of

Brevibacterium linens relevant to cheese ripening : A review. Journal of Dairy Science

82(5): 891-909.

Richard, J. and Zadi, H. 1983. Inventaire de la flore bactérienne dominante des

Camemberts fabriqués avec du lait cru Le lait 63: 25-42.

Roger, B., Desobry, S. and Hardy, J. 1998. Respiration of Penicillium camemberti during

ripening and cold storage of semi soft cheese. Le lait 78: 241-250.

Roostita, R. and Fleet, G. H. 1996. The occurrence and growth of yeasts in Camembert and

Blue-veined cheeses. International Journal of Food Microbiology 28(3): 393-404.

Rosso, L., Bajard, S., Flandrois, J. P., Lahellec, C., Fournaud, J. and Veit, P. 1996.

Differential growth of listeria monocytogenes at 4 and 8°C : Consequences for the shelf

life of chilled products. Journal of Food Protection 59(9): 944-949.

Savageau, M. A. 1971. Parameter Sensitivity as a Criterion for Evaluating and Comparing

the Performance of Biochemical Systems. Nature 229(5286): 542-544.

163

Scott, W.J. 1953. Water relations of Staphylococcus aureus at 30 degrees C. Australian

Journal of Biology and Science 6(4): 549-564.

Sorensen, B. B. and Jakobsen, M. 1997. The combined effects of temperature, pH and

NaCl on growth of Debaryomyces hansenii analysed by flow cytometry and predective

microbiology. International Journal of Food Microbiology 34: 209-220.

Soulignac, L., 1995. Propriétés des levures fromagères. Influence des sources de carbone

utilisées sur leurs aptitudes à désacidifier les caillés et à former des composés d'arôme.

These de Doctorat. Institut National Agronomique de Paris-Grignon, Paris. 202 pages.

Stackebrandt, E., Rainey, F. A. and Ward-Rainey, N. L. 1997. Proposal for a new

hierarchic classification system, Actinobacteria classis nov. International Journal of

Systematic Bacteriology 47(2): 479-491.

Urbach, G. 1995. Contribution of Lactic Acid Bacteria to Flavour Compound Formation in

Dairy Products. International Dairy Journal 5(8): 877-903.

Valance, C., 1996. Amélioration des qualités organoleptiques du Munster par sélection de

la flore d'affinage. Thèse de Doctorat. Institut National Agronomique Paris-Grignon, Paris.

180 pages.

Valdès-Stauber, N., Scherer, S. and Seiler, H. 1997. Identification of yeasts and

coryneform bacteria from the surface microflora of brick cheeses. International Journal of

Food Microbiology 34: 115-129.

van den Tempel, T. and Jakobsen, M. 1998. Yeasts Associated with Danablu. International

Dairy Journal 8(1): 25-31.

van den Tempel, T. and Nielsen, M. S. 2000. Effects of atmospheric conditions, NaCl and

pH on growth and interactions between moulds and yeasts related to blue cheese

production. International Journal of Food Microbiology 57(3): 193-199.

Vassal, L., Monnet, V., Le Bars, D., Roux, C. and Gripon, J-C. 1986. Relation entre le pH,

la composition chimique et texture des fromages de type Camembert. Le Lait 64(397-417):

Viljoen, B. C., Khoury, A. R. and Hattingh, A. 2003. Seasonal diversity of yeasts

associated with white-surface mould-ripened cheeses. Food Research International 36(3):

275-283.

164

Walter, E. and Pronzato, L. 1994. Identification of parametric models. Communications

and Control Engineering Series, Springer-Verlag, Berlin.

Weimer, B., Dias, B. and Ummadi, M. 1997. Influence of NaCl and pH on intracellular

enzymes that influence cheddar cheese ripening. Le Lait 77: 383-398.

Weissenfluh, A.V. and Puhan, Z. 1987. Einfluss der klimatischen bedingungen im

reifungsraum auf das wachstum von Penicilium camembertii und die qualität von

Camembert. Schweiz. Milchw. Forschung 16(2): 37-44.

Willem Schepers, A., Thibault, J. and Lacroix, C. 2002. Lactobacillus helveticus growth

and lactic acid production during pH-controlled batch cultures in whey permeate/yeast

extract medium. Part II: kinetic modeling and model validation. Enzyme and Microbial

Technology 30(2): 187-194.

Wolf, W., Spiess, W.E.L. and Jung, G. 1985. Properties of water in foods in relation to

food quality and stability. In Standardization of isotherm measurments. Simatos, D. et

Multon, J. Martinus Nijhoff Publishers. The Netherlands. p.661-679.

Table des Matières

INTRODUCTION - 1

BIBLIOGRAPHIE - 5

I. La fabrication et l'affinage des fromages - 5

A. Principes généraux de la technologie fromagère - 5

B. La technologie fromagère des pâtes molles à croûte lavée type Munster - 6

C. La microbiologie de l’affinage - 7

1. La flore bactérienne - 7

1.1 Les bactéries lactiques - 7

1.2 Les bactéries de surface - 9

2. Les levures - 14

D. Voies métaboliques importantes pour l'affinage des fromages - 17

1. Métabolisme du lactose et du lactate - 18

2. Protéolyse et transformation des acides aminés - 19

3. Lipolyse et transformation des acides gras - 19

II. Les principaux facteurs influençant l'affinage - 20

A. Facteurs internes - 20

1. Le pH - 20

2. L'activité de l'eau - 22

3. La diffusion des solutés dans la matrice fromagère - 26

B. Les facteurs externes - 28

1. La température de l'enceinte d'affinage - 28

2. L'humidité relative de l'enceinte d'affinage - 29

3. La composition gazeuse de l’atmosphère de l’enceinte d’affinage - 30

3.1 Effets sur la physiologie et la respiration des micro-organismes - 30

3.2 Effet sur l'apparence des fromages - 32

4. L'aération et la vitesse de l'air dans l'enceinte d'affinage - 33

III. La modélisation - 36

A. Introduction - 36

B. Etat de l'art des modèles traitant de l'affinage des fromages - 37

1. Les modèles empiriques - 38

2. Les modèles mécanistiques - 40

C. Méthodologie de construction des modèles mécanistiques - 41

1. Définition du système à modéliser - 41

2. Choix des variables et identification des phénomènes mis en jeu - 41

3. Ecriture des équations du modèle - 42

4. Ajustement des paramètres - 44

5. Validation des résultats - 47

MATÉRIELS ET MÉTHODES - 51

I. La fabrication des fromages - 51

A. L'enceinte de fabrication - 51

B. Préparation des Laits - 52

C. Préparation des levains - 52

1. Le levain lactique - 52

2. Le levain d’affinage - 53

2.1 Debaryomyces hansenii (souche 304, UMR GMPA) - 53

2.2 Brevibacterium aurantiacum (ATCC 9175) - 54

D. Préparation de la présure et du chlorure de calcium - 54

1. Préparation de la présure - 54

2. Préparation du chlorure de calcium - 55

E. Protocole de fabrication - 55

1. La pasteurisation - 55

2. Ensemencement du lait et ajout du chlorure de calcium - 55

3. Emprésurage et raffermissement - 56

4. Découpage du caillé et exsudation du lactosérum - 56

5. Moulage et égouttage - 56

6. Démoulage et salage - 57

F. L'enceinte d’affinage - 57

1. Description - 57

2. Mesures et contrôles effectués pendant l'affinage - 60

2.1 Mesure de l’humidité relative et de la température de l'enceinte - 60

2.2 Mesure du poids d'un fromage en continu - 61

G. Protocole d’affinage - 61

1. Affinage dans l’enceinte - 61

2. Affinage sous emballage - 62

II. Analyses effectuées sur le lait et les fromages - 62

A. Analyses réalisées sur le lait - 62

1. Dosage des matières grasses sur le lait entier - 62

2. Dénombrements microbiens sur le lait pasteurisé - 62

B. Analyses réalisées sur les fromages - 63

1. Préparation des suspensions fromagères - 63

2. Détermination de la concentration en cellules viables - 63

2.1 Debaryomyces hansenii - 64

2.2 Brevibacterium aurantiacum - 64

3. Analyses physico-chimiques - 64

3.1 Mesure du taux de matière sèche - 64

3.2 Détermination des concentrations en lactose et en lactates - 65

3.2.1 La méthode HPLC - 65

3.2.2 Préparation des échantillons - 66

III. Conduite des essais et traitement des données - 67

A. Plan d’expériences - 67

B. Constitution de la base de données - 68

C. Modélisation et ajustement des paramètres - 68

RÉSULTATS ET DISCUSSIONS - 73

I. Modélisation de la croissance de Debaryomyces hansenii et de la consommation des

substrats carbonés durant la désacidification et l'affinage d'un fromage de type pâte molle

croûte lavée (modèle microbiologique) - 73

A. Résumé - 73

B. Publication n°1 : A model describing Debaryomyces hansenii growth and substrates

consumption during a smear soft cheese deacidification and ripening - 75

II. Modélisation de la perte de poids et de l'évolution de la matière sèche durant l'affinage

d'un fromage de type pâte molle croûte lavée (modèle perte de poids) - 107

A. Résumé - 107

B. Publication n°2 : Model for changes in weight and dry matter during the ripening of a

smear soft cheese under controlled temperature and relative humidity - 109

III. Modélisation de la perte de poids et de l'évolution de la matière sèche durant l'affinage

d'un fromage à pâte molle et à croûte lavée en prenant en compte la croissance de

D. hansenii et sa consommation des substrats carbonés (modèle généralisé) - 131

A. Introduction - 131

B. Construction du modèle - 132

1. Structure du modèle - 132

2. Les hypothèses retenues - 133

3. Les équations du modèle - 133

3.1 Evolution de la concentration en D. hansenii au cours de l'affinage - 133

3.2 Evolution de la concentration en lactose au cours de l'affinage - 134

3.3 Evolution de la concentration en lactate au cours de l'affinage - 135

3.4 Evolution de la teneur en matière sèche et de la perte de poids - 135

3.4.1 La masse sèche - 135

3.4.2 La masse humide - 136

3.5 Effet de la température et de l'humidité relative - 138

4. Les paramètres du modèle - 139

C. Résultats et discussions - 140

D. Conclusion - 146

CONCLUSION GÉNÉRALE ET PERSPECTIVES - 149

RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES - 153

ANNEXE I - 165

ANNEXE II - 173

Valorisation des compétences : un nouveau chapitre de la thèse - 177

Statistiques de consultation

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