Le lait est un produit qui se détériore facilement. Du point de vue des fabricants, les produits laitiers peuvent être conservés plus longtemps avant d’être livrés aux consommateurs qui en ont besoin. Le lait doit être stérilisé au cours du processus de production afin que les produits laitiers conservent plus longtemps leur valeur de consommation et répondent pleinement à la demande du marché dans des zones géographiques plus éloignées.

Du point de vue des consommateurs ordinaires, les produits laitiers plus faciles à conserver sont également très appréciés, car ils offrent davantage de temps pour les consommer.

Qualité des matières premières de la ligne de production de lait
Le lait traité à haute température doit être de bonne qualité. En particulier, les protéines du lait cru ne doivent pas présenter d’instabilité thermique. La stabilité thermique des protéines peut être déterminée rapidement par le test à l’alcool. Lorsque l’échantillon de lait est mélangé avec un volume égal de solution d’éthanol, les protéines peuvent devenir instables et le lait peut floculer. Plus la concentration de la solution d’éthanol ajoutée sans floculation est élevée, meilleure est la stabilité thermique du lait. Si le lait reste stable (sans précipitation) même après l’ajout d’une solution alcoolisée à 75 %, les problèmes de production et de durée de conservation peuvent être largement évités.
Le test à l’alcool est généralement utilisé pour rejeter le lait qui ne convient pas au traitement UHT, car il :
Est acide, car le nombre de micro-organismes producteurs d’acide est très élevé.
Présente un mauvais équilibre en sels
Contient des niveaux élevés de protéines sériques, ce qui est une caractéristique typique du colostrum
Un lait cru de mauvaise qualité a des effets négatifs sur les performances de transformation et la qualité du produit final. La diminution de la stabilité thermique du lait dont le pH est inférieur à 6,65 à 20 °C entraîne non seulement des problèmes de transformation, comme un temps de fonctionnement court dû à la brûlure sur la surface chauffante, mais aussi des difficultés de nettoyage et une précipitation des protéines au fond de l’emballage pendant le stockage.
Un lait stocké longtemps à basse température peut contenir un grand nombre de bactéries psychrophiles, capables de produire des enzymes thermostables difficiles à inactiver complètement par traitement thermique. Pendant le stockage, ces enzymes peuvent provoquer des changements sensoriels, tels que le rancissement, l’amertume et même la gélification (vieillissement, épaississement ou sucrage).

La qualité bactériologique du lait doit être élevée. Cela vaut non seulement pour le nombre total de bactéries, mais surtout pour le nombre de bactéries sporulées qui affectent la stérilité.

Stérilité commerciale

Le terme « stérilité commerciale » est souvent utilisé pour les produits traités UHT. Les produits stériles commercialement désignent des produits ne contenant aucun micro-organisme capable de se développer dans des conditions normales. Dans les produits peu acides (produits dont le pH est supérieur à 4,5), les spores sont les micro-organismes les plus résistants à la chaleur et susceptibles de se développer. Comme leur résistance thermique est bien supérieure à celle des micro-organismes nutritionnels, le processus de stérilisation se concentre uniquement sur l’effet destructeur sur les spores. Ce groupe de produits peu acides comprend non seulement le lait, mais aussi la plupart des produits à base de lait.

Efficacité de la stérilisation

Lorsque des micro-organismes et/ou des spores bactériennes sont soumis à un traitement thermique ou à tout autre procédé de désinfection, tous les micro-organismes ne sont pas immédiatement détruits. Au contraire, au cours d’une période donnée, une partie est détruite tandis que le reste survit. Si les micro-organismes survivants subissent à nouveau le même traitement pendant la même durée, les micro-organismes restants seront détruits dans la même proportion, et ainsi de suite. En d’autres termes, l’exposition aux fongicides ou aux désinfectants tue toujours la même proportion de micro-organismes.

Efficacité de stérilisation de la ligne de production de lait
L’efficacité de stérilisation d’une ligne de production de lait dépend de deux facteurs : la température et la durée du traitement, ainsi que la résistance thermique des micro-organismes.
D’autres facteurs tels que la composition du produit, la viscosité, l’uniformité et le pH peuvent également affecter l’efficacité de la stérilisation. Les équipements de stérilisation en continu — traitement à ultra-haute température (UHT) — stérilisent généralement les spores bactériennes qui se développent à des températures ambiantes d’environ 9 à 10 °C.
Les spores de Bacillus subtilis ou de Bacillus stearothermophilus sont souvent utilisées comme organismes tests pour déterminer l’efficacité de stérilisation des équipements UHT, car ces souches (en particulier Bacillus stearothermophilus) forment des spores assez résistantes à la chaleur. Botulinum est traditionnellement utilisé pour calculer l’efficacité de la stérilisation en cuve (voir le calcul de la valeur F0).
Le procédé de stérilisation doit être conçu de manière à réduire à un niveau négligeable le risque que le produit se détériore ou contienne des micro-organismes pathogènes viables et capables de se développer avant son utilisation par le consommateur. Clostridium botulinum est depuis longtemps considéré comme le micro-organisme le plus important en santé publique. Le procédé de stérilisation est conçu pour détruire les spores de ce micro-organisme. Toutefois, la probabilité de survie et de développement des spores botuliques dans le lait et les produits laitiers traités thermiquement est effectivement faible.

L’effet létal sur les spores bactériennes commence à des températures d’environ 115 °C et augmente rapidement avec l’élévation de la température.

Les bactéries peuvent être divisées en deux catégories :

celles qui existent uniquement sous forme de cellules végétatives (faciles à détruire par la chaleur ou d’autres moyens),
Les bactéries qui existent sous forme végétative et sous forme de spores, c’est-à-dire les bactéries sporulées. Bien que ces bactéries soient facilement détruites lorsqu’elles se trouvent à l’état végétatif, leurs spores sont difficiles à éliminer.

Le produit à stériliser contient généralement une population mixte de cellules végétatives et de spores bactériennes, comme le montre la figure 9.1. Malheureusement, la corrélation entre les deux n’est pas très bonne. On peut trouver des dénombrements de spores élevés dans des produits à faible dénombrement total, et inversement ; par conséquent, les dénombrements totaux ne peuvent pas servir de base fiable pour estimer le nombre de spores dans les produits alimentaires.

Comme indiqué ci-dessus, l’effet de stérilisation du procédé de stérilisation thermique augmente rapidement avec l’élévation de la température. Bien entendu, cela vaut également pour les réactions chimiques qui se produisent après le traitement thermique. De combien le taux de réaction augmente-t-il si la température du système s’élève de 10 °C ?

Si la température du procédé augmente de 10 °C, la vitesse des réactions chimiques peut doubler ou tripler. La variation est très importante parce que différentes espèces de spores bactériennes réagissent différemment à l’augmentation de la température. Dans la plage de température UHT, l’effet de destruction bactérienne augmente nettement avec la température, tandis que les changements chimiques restent faibles. Cela illustre clairement les avantages du traitement UHT par rapport à la stérilisation en cuve, qui fonctionne à basse température pendant de longues périodes.

La ligne de production de lait intègre un stérilisateur, ce qui lui permet de stériliser rapidement en cycle, et une grande quantité de produits laitiers peut être stérilisée pendant le processus de production sur la ligne. Ainsi, les fabricants peuvent obtenir des produits laitiers stérilisés conformes aux normes alimentaires du marché. La technologie de stérilisation du lait et les équipements de stérilisation sont en constante évolution. Des technologies de stérilisation toujours plus avancées seront appliquées aux lignes de production de lait, et davantage de nouveaux produits laitiers stérilisés arriveront également sur le marché ; ces produits répondront largement aux différents types de besoins du marché.