Alimentation des chèvres et composition des fromages

Etude du transfert des composés du lait dans le fromage selon les systèmes d’élevage

L’objectif de cette étude était de caractériser les effets de l’introduction d’une plus grande part d’herbe pâturée ou conservée dans les systèmes de production caprins du Grand Ouest sur les aptitudes fromagères des laits et leur qualité sensorielle, sur la composition des laits et des fromages en composés d’intérêt, et leur transfert du lait au fromage.

Retrouvez l’intervention réalisée lors du séminaire final du PSDR Flèche

Matériel et Méthodes

Cette étude a été conduite en s’appuyant sur le dispositif expérimental Patuchev (UE FERlus, INRAE Lusignan, France), dont l’objectif est de comparer des conduites intégrant différentes saisons de reproduction et un système alimentaire fourrager basé principalement sur la prairie (pâturage et foin ventilé, représentant en moyenne 65 % de la matière sèche ingérée (MSI).

Animaux et rations

L’étude disposait de 3 lots de chèvres (60 chèvres par lot) conduits de la manière suivante :

• 1 lot saisonné pâturant (lot SP) avec mise bas en février et mise à l’herbe de mars à fin juillet et de septembre à novembre,
• 1 lot dessaisonné pâturant (lot DP) avec mise bas en octobre et mise à l’herbe de mars à fin juillet et de septembre à novembre, Pour ces lots, 74 à 77%de la MSI était représentée par de l’herbe fraiche en période de pleine pâture (avril-mai) ; contre 4 à 5% en automne.
• 1 lot dessaisonné nourri au foin toute l’année en bâtiment (lot DB), représentant 58 à 65 % de la MSI. Un troupeau « commercial » a également été intégré dans ces essais (lot TR). Ce troupeau était principalement nourri à l’ensilage de maïs toute l’année en bâtiment.

Prélèvements des laits et mise en fabrication fromagère, analyse sensorielle

Les laits de ces 4 lots (laits de 2 traites : traite du soir + traite du matin refroidi à +4°C en tank) ont été prélevés au cours d’une campagne laitière (2017) à 3 stades physiologiques clefs : au pic de lactation (4 mois après la mise bas), lors de la période de reproduction (7 mois après la mise bas) et en fin de lactation (9 mois après la mise bas). Les laits entiers crus ont été mis en fabrication suivant une technologie de type fromage lactique traditionnel affiné au lait cru (format cabris). Les caillés et les fromages obtenus après 40 jours d’affinage (après emprésurage) ont été congelés au laboratoire jusqu’au moment des analyses. L’analyse de la qualité sensorielle des fromages affinés a été réalisée 40 jours après emprésurage. L’acceptabilité des fromages a été évaluée par un panel de 60 consommateurs (tests hédoniques : appréciation globale, appréciation de l’odeur, appréciation du goût, appréciation de la texture en bouche, intention de consommation à nouveau). Le profil sensoriel des fromages a été réalisé par un panel de sujets entrainés (descripteurs d’odeur, descripteurs de flaveur, descripteurs de texture au couteau et de texture en bouche).

Analyses des composés d’intérêt

Les caroténoïdes et vitamines A et E des laits, caillés et fromages ont été analysés après extraction et purification avec des solvants organiques par chromatographie liquide ultra-haute performance et détection par barrette de diodes selon Duriot et Graulet (2012). Les vitamines B2 et B6 ont été analysées par chromatographie liquide ultra-haute performance et détection par fluorescence après hydrolyses acide puis enzymatique (Laverroux et al., soumis). Les vitamines B9 et B12 ont été quantifiées par dosage radiologique à l’aide du kit SimulTRAC B12 / Folate-S selon Duplessis et al., 2016. Les composés volatils ont été analysés à partir de 3 mL de lait ou de broyat de caillé ou fromage à 10% dans l’eau, par extraction SPME (fibre Carboxen/PDMS) à 40°C, 30 min d’équilibrage et 40 min de contact, chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (adapté de DiCagno et al., 2014). Les acides gras (AG) ont été analysés par chromatographie en phase gazeuse après extraction de la matière grasse des laits et transméthylation (Ferlay et al., 2013). Les composés phénoliques ont été extraits par l’acétonitrile des laits et les fromages sous forme de suspensions aqueuses, et les composés absorbant l’UV analysés par HPLC-DAD selon une méthode adaptée de Besle et al. (2010).

Résultats et Discussion

Vitamines

Lors de la transformation fromagère, des pertes en rétinol et vitamines B2 et B6 sont observées simultanément à un enrichissement en vitamine B9 (et B12 lorsque la ration n’est pas à base d’ensilage de maïs) lors des étapes de fabrication. Au cours de l’affinage, le fromage s’enrichit en vitamines B2, B6 (pyridoxamine et pyridoxine), B9 et B12 (sauf dans le cas où la ration est à base d’ensilage de maïs). Les différences d’alimentation entre les 4 modes de production des laits ont induit des écarts dans les teneurs en composés vitaminiques. Ainsi, les laits issus de chèvres ayant une alimentation basée majoritairement sur le pâturage étaient les plus riches en rétinol, vitamines B2 et B6 mais les plus pauvres en vitamine B12. À l’inverse, les laits issus d’une ration à base d’ensilage de maïs étaient plus riches en vitamine B12 mais plus pauvres en B2 et B6. Enfin, les laits issus d’une ration à base de foin étaient plus riches en vitamines B9 et B2 mais plus pauvres en B12 et rétinol. Les laits produits à partir d’une ration mixte foin avec pâturage présentaient des valeurs intermédiaires.

Composés volatils

62 composés volatils ont été détectés dans les fromages affinés, dont 32 étaient déjà présents dans les laits : 3 acides gras volatils, 10 (8) aldéhydes, 17 (5) alcools, 9 (5) cétones, 7 (4) esters, 6 (2) soufrés, 7 (5) benzéniques et 3 (0) terpènes. En comparaison avec les fromages affinés, un acide (acétique) et un aldéhyde (acétaldéhyde) supplémentaires ont été identifiés dans les caillés.

La comparaison des 3 matrices étudiées (lait, caillé, fromage) indique que, pour une teneur en eau des échantillons à peu près équivalente, les laits apparaissent globalement les plus pauvres en composés volatils, ce qui montre une production de ces composés pendant la fabrication, à l’exception des cétones. Celles-ci sont transformées par les microorganismes pendant la fabrication et l’affinage. Quelques composés augmentent en passant du lait au caillé et au fromage : le benzaldéhyde, l’éthanol, l’éthyl butyrate et l’éthyl hexanoate, le styrène. Ces composés sont synthétisés par les microorganismes du fromage pendant l’affinage. De façon plus inattendue, la plupart des composés (13) présentent une concentration supérieure dans les caillés par rapport aux fromages. 3 sont des acides gras et 5 sont des aldéhydes, respectivement transformés en esters et en alcools pendant l’affinage. Pour les 2 alcools, les différences entre caillés et fromages affinés sont négligeables. Pour 9 d’entre eux (acides, 3/6 aldéhydes, 1-hexanol, benzéniques), la diminution entre caillé et fromage affiné est observée uniquement dans les modalités témoin et 3 kg pâturage. Cinq ont la concentration la plus faible dans les caillés. Il s’agit principalement de composés intermédiaires (butanal, 2-propanol, 2-heptanone, diméthyl sulfide), dont les concentrations à un moment donné résultent de la différence entre la quantité produite et la quantité métabolisée. Les différences d’alimentation ont modifié les teneurs du lait en ces composés. Les laits crus à base de la ration la plus riche en pâturage sont globalement les plus riches en composés volatils : alcools (2-propanol et 1-pentanol), cétones (2-propanone et 2-butanone, produites dans le lait par le métabolisme de l’animal) et composés benzéniques (méthyl-benzène et xylènes, marqueurs de la décomposition des fibres végétales). Les laits à base de ration foin sont également riches en acides gras, en 2-propanone et son dérivé le 2-propanol, et en xylènes. Au contraire, les laits témoins sont pauvres en 1-pentanol et méthyl-benzène, les laits à base de 3 kg de pâturage étant globalement les plus pauvres, en particulier en alcools (éthanol issu de nombreuses voies métaboliques et 2-propanol), cétones (2-propanone et 2-butanone), et xylènes.

  Acides gras

La composition en AG n’a pas varié entre les étapes de fabrication fromagère, à l’exception de la diminution des teneurs en AG à chaîne courte (C4 :0 et C6:0) et d’une augmentation de celle de l’acide linoléique. Les premiers AG sont très volatils, expliquant leur perte lors de la fabrication fromagère et l’acide linoléique peut être synthétisé par les bactéries lactiques. La composition en AG des laits a peu varié entre les groupes d’alimentation puisque les teneurs des principales familles d’AG (AG saturés, AG monoinsaturés, AG polyinsaturés et AG impairs et ramifiés) sont identiques entre les rations. Les laits produits par la ration la plus riche en pâturage ont des teneurs plus élevés en C4 :0, en C18 :1trans 11, CLAcis9trans11 et en AG trans. L’augmentation des AG porteurs d’une liaison trans dans ces laits résulte de la biohydrogénation des AG polyinsaturés alimentaires apportés en plus grande quantité par l’herbe verte riche en lipides. Pour la même raison, les rations pâturage conduisent à la production de laits riches en intermédiaires de la biohydrogénation tels que les trans11cis15, trans10trans14 et trans11trans15 du C18 :2. La ration la plus riche en pâturage et celle à base de foin ont induit des teneurs plus importantes en AG à chaîne courte (C6 :0 et C8:0) et en C20 :5n-3. La teneur plus élevée de cet AG est probablement liée à celle plus élevée en acide linolénique de ces laits.

Rédacteurs  :

• Patrice Gaborit, ACTALIA – Produits laitiers • p.gaborit@actalia.eu
• Benoît Graulet , INRAE VetAgroSup, UMRH-DIMA
• Solange Buchin, INRAE URTAL
• Agnès Cornu, INRAE VetAgroSup, UMR Herbivores
• Hugues Caillat, INRAE, UE FERLus
• Christiane L. Girard, Agriculture Agroalimentaire Canada
• Anne Ferlay, INRAE VetAgroSup, UMR Herbivores