Amelioration de la tartinabilite du beurre par soustraction de lafraction intermediaire

Can. Inst. Food Sel. Teehno1. J. Vo1. 6. No. 4. 1973

The fraction of milkfat which changes its physical statebetween 10 and 21°C was removed by fractionation at a levelof 5, 10, 15 and 33% of the total fat. This modification wascompared with removal of portions (5, 10 and 15%) of fat crys­t,lllized below 21°C and with the addition of soybean and sun­flower oil at levels of 5, 10 and 15%. All treatments loweredthe solids content and thereby increased the plastic range ofthe modified fats. The additions of oils increased the iodinevalue, the refractive index and the level of unsaturated fattyacids. The melting point was increased by removal of the inter­mediate fraction and lowered by the other treatments. Thespreadability of butter made from the modified fats was greatlyimproved.

La fraction de la graisse de lait qui change d'etat physiqueentre 10 et 21 C a ete enlevee par fractionnement aux niveauxde 5, 10, 15 et 33% de la graisse totale. Cette modification aete comparee a la soustraction de proportions (5, 10, 15%) degraisse cristalline au-dessus de 21 C et a l'addition d'huile desoya et d'huile de toumesol aux niveaux de 5. 10 et 15%. Tousces traitements ont pour effet d'abaisser l'indice des solides etd'etaler ainsi la marge plastique de la graisse modifiee. Lesadditions d'huile font augmenter les indices d'iode et de refractionet la proportion d'acides gras insatures. Le point de trouble aete augmente par la soustraction de la fraction intermediaire etdiminue par les autres traitements. La tartinabilite des beurresfabriques a partir des graisses modifiees a ete sensiblement ame­liaree.

Certains consommateurs orientent leur preferencevel'S la margarine au detriment du beurre a cause duprix qui est plus bas mais aussi parce que plusieursmarques de margarine ont une tartinabilite superieurea celle du beurre. C'est depuis tres longtemps que leschercheurs en laiterie souhaitent ameliorer la consis­tance du beurre, soit par le controle de la cristallisa­tion de la graisse, soit par la modification de la graisseelle-meme.

La composition de la graisse de lait peut etre in­fluencee quelque peu par le regime de la vache, mais,pour le moment, cette methode ne semble etre ni econo­mique ni pratique. Les moyens de modification chi­mique de la graisse par interesterification (Riel, 1966)sont handicapes par des changements au g<out originaldu beurre que la technologie n'a pas encore solution­nes. Jusqu'a date, la meilleure methode proposee pourrMuire la durete du beurre sans entrainer des incon­venients au gout du beune, a ete la soustraction d'unepartie de la fraction la plus concrete (deMan, 1968).

Les principaux glycerides en cause dans les chan­g-ements de consistance du beurre lorsque celui-ci passede la temperature du refrigerateur domestique a latemperature ambiante ou vice-versa sont ceux qui chan­gent d'etat. Or, il semble justifiable d'emettre l'by­potbese qu'en soustrayant par fractionnement une

Protocole experimentalLa graisse de lait est obtenue a partir d'huile de

beurre commerciale, filtree a. travel'S un papier What­man no 1 a 50 C et secMe sous vide a 70 C pendant30 min. Le fractionnement de la graisse s'effectue parune simple cristallisation qui dure deux jours a latemperature appropriee. Les cristaux sont ensuite se­pares par filtration sous vide. La modification de lagraisse de lait se fait ensuite selon quatre fati0ns: lasoustraction de la fraction qui est solide a la tempe­rature ambiante (21 C), la soustraction de la frac­tion intermediaire qui cristallise entre 10 et 21 C, ladilution a l'huile de soya et la dilution a l'huile detournesol. Les niveaux de traitement utilises sont5%, 10% et 15% pour les proportions de graisse sous­traite ou d'huile ajoutee. Les beurres sont fabriquesa partir de la matiere grasse originale ou modifiee,selon une composition standard: 80% de graisse, 16%d'eau, 2% de sel et 2% de caseine. Ce melange estchauffe jusqu'a 40 C et pompe a travel's un malaxeur­cl'istalliseur. Le beurre sortant du cristalliseur a 13 Cest moule en blocs de 0.6 x 2.5 x 15 cm et gal'de sousrefrigeration a -18 C.

Methodes analytiquesL'etude porte sur l'influence de ces modifications

sur lee proprietes suivantes: point de trouble, indiced'iode, indice de refraction, indice de solides, tartina­bilite et composition chimique.

Le point de trouble, l'indice d'iode, selon la me­thode Wijs, et l'indice de refraction, mesure a 40C,sont determines d'apres les methodes officielles del'A.O.A.C. (1965). L'indice des solides est obtenu pardilatometrie (Riel, 1966).

La dilatation de la graisse est determinee a l'aidede dilatometres du type volumetrique ayant une bulbede 5 ml et un capillaire de 0.900 ml gradue en 0.005ml. Pour confiner la graisse dans le dilatometre, onutilise de l'eau desaeree et coloree au rouge de me­thyle. On place 1.5000 g d'eau et environ 5 g de grais­se pesee avec precision dans le dilatometre en prenantsoin d'exclure toute bulle d'air. Les dilatominres rem­pJis sont places dans un bain d'eau a OC durant lauuit pour obtenir une forme stable. La dilatation estensuite mesuree par intervalle de 5 C avec des retenuesdf' 20 min. a chaque intervalle. On calcule l'indicede solides en considerant que chaque microlitre parg. entre la courbe de fusion et l'extrapolation de la

254

X. V. Vovan et R. R. RielDepartement des Vivres

FacuIte des Sciences de I'Agriculture et de I'AlimentationUniversite Laval, Quebec

partie de ces glycerides, l'aptitude du beurre a l'etale­ment devrait etre amelioree sur une plus grande margede temperature. L'objectif du present travail est deverifier cette hypothese en comparaison a d'autresmoyens de modification du beurre.

Resume

Abstract

Introduction

I

5 10 15 33DEGRE DE MODIFICATION (%)

Extent of modification %

Influence du procede de modification sur l'indice d'iodede la graisse de lait. 1 - Soustraction de la fractionla plus concrete; 2 - Soustraction de la fraction inter­mediaire; 3 - Dilution it l'huile de soya; 4 - Dilutionit l'huile de tournesol.Influence of the modification process on the iodinenumber of milk fat. 1 - Removal of the most solidfraction; 2 - Removal of the intermediate fraction;3 - Dilution with soybean oil; 4 - Dilution withsunflower oil.

J. Inst. Can. Sel. Teehnol. Ailment. Vol. 6. No 4, 1973

50

48

46

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36

Fig. 2.

Fig. 2.

toute trace de reactif non desirable apres la reaction.sont presents dans le melange. Les influences inversessur le point de trouble de l'addition d'huile et de laLe solvant utilise est le disulfure de carbone (Luddyet al., 1968). Toutes les analyses sont faites a la.temperature programmee de 50 C a 170 C.

Resultats et discussionsL'influence des diverses modifications a la graisse

de lait sur le point de trouble est demontree a la figure1. Le point de trouble a diminue considerablementdans le cas d'une graisse debarrassee de sa fractionla plus concrete ou lorsque la graisse a ete diluee al'huile de soya ou de tournesol. Inversement, la sOus­traction de la fraction intermediaire a eu pour effetd'augmenter le point de trouble. Celui-ci reflete es­sentiellement l'aptitude a la cristallisation des gly­cerides les plus concrets. Il va de soi qu'en enlevant

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14

5 10 15 33DEGRE DE MODIFICATION ( % )

Extent of modification ( % )Fig. 1. Influence du procede de modification sur le point de

trouble de la graisse de lait. 1 - Soustraction de lafraction la plus concrete; 2 - Soustraction de lafraction intermediaire; 3 - Dilution it l'huile de soya;4 - Dilution it l'huile de toumesol.

Fig. 1. Influence of the modification process on the cloudpoint of milk fat. 1 - Removal of the most solidfraction; 2 - Removal of the intermediate fraction;3 - Dilution with soybean oil; 4 - Dilution withsunflower oil.

courbe liquide correspond a 1% de solides (Bailey,1950; J asperson et McKerrigan, 1957).

La tartinabilite du beurre se fait a l'aide d'untartinometre du type Haebner et Thomsen (1957),fabrique pour nous par The Accurate Mfg. Co. (Co­lumbus, Ohio, E.-U.). Le principe s'agit de mesurerla resistance du beurre contre une lame en mouvementtiree par un moteur a vitesse constante. Un indica­teur torque place entre la lame et le moteur mesurela resistance exprimee en grammes. Des plaques enacier d'epaisseur de 1.6 mm servent a elever l'echan­tillon au niveau desirable pour chaquc mesure.

Les acides gras ont ete determines par chromato­graphie en phase gazeuse a l'aide (~'un chromatogra­phe Microtek modele M'l' 220 a double detecteur aflamme d'hydrogene. Les deux colonnes identiques de2 m sont remplies d'un support solide Gas-Chrom Q,80-100 mailles enrobe d'un absorbant liquide, le suc­cinate de glycol diethyIenique dans la proportion de5%. La methylation des acides gras est faite enpresence de methanolate de potassium O.4N dans dumethanol. La reaction se fait sous atmosphere d'azotea 65 C pour 2 min. Un melange de gel de silice et dedichlorure de calcium 50/50 est utilise pour eliminer

255

1.4515

1.4510

10 20 30 40 50T E M PER A T U R E ( ·C )

Influence de la soustraction de la fraction la plusconcrete sur l'indice de solides de la graisse de lait.A - Temoin; B - 5% enlevee; C - 10% enlevee;D - 15% enlevee.Influence of removal of the most solid fraction on thesolid index of milk fat. A - Blank; B - 5% removal;C - 10% removal; D - 15% removal.

35

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10

Fig. 4.

Fig. 4.

40

45

dans chacun des cas (Figure 4, 5, 6 et 7). A la tem­perature du refrigerateur domestique (5 C) l'echan­tillon temoin avait un indice de solides de 47%. Auniveau de modification de 15%, la sOlistraction de lafraction la plus concrete (Figure 4) a diminue cetindice de 6%; la soustraction de la fraction inter­mMiaire l'a diminue de 10%; l'addition d'huile soyal'a diminue de 10% et l'addition d'huile de tourn~sol,

de 13%. Les influences les plus marquees ont ete ob­servees a 15 C on les taux de diminution des indices desolides ont ete 10%, 14%, 16% et 17% respectivementpour les modifications en fraction concrete, en frac­tion intermMiaire, en huile de soya et en huile detournesol.

D'une maniere generale, le degre de changementest proportionnel au niveau de traitement. Vindicedes solides est d'autant plus faible que la fraction en­levee ou la quantite d'huile ajoutee sont importantes.Cette diminution de la teneur en solides sous l'in-

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5 10 15 33DEGRE DE MODI FICATION (%)

Extent of modification (% )

Fig. 3. Influence du procecle de modification sur l'indice derefraction de la graisse de lait. 1 - Soustraction de lafraction la plus concrete; 2 - Soustraction de lafraction intermediaire; 3 - Dilution a l'huile de soya;4 - Dilution a l'huile de toumesol.

Fig. 3. Influence of the modification process on the refractiveindex of milk fat. 1 - Removal of the most solidfraction; 2 - Removal of the intermediate fraction;3 - Dilution with soybean oil; 4 - Dilution withsunflower oil.

la fraction qui les contient, le point de trouble doitetre diminue. Toutefois, par les autres moyens de mo­dification, ces glycerides a points de fusion eleveessoustraction d'une fraction moins concrete peuventvraisemblablement s'expliquer par la solubilite mu­tuelle des glyceriden tout COffime si l'on modifiait lepoint de saturation dans le cas d'ulle solution.

Vindice d'iode est fortement influence par la di­lutiDn de la graisse avec des huiles vegetales, refIetantainsi la forte insaturation des huiles. Il est de 128 et130 pour l'huile de soya et l'huile de tournesol res­pectivement. Cet indice passe de 36 a 50 dai:.s le casdes dilutions a 15%. Par contre, il est peu influencepar la soustraction de fractions a points de fusi::meleves. La proportion d'acides insatures augmentedans la g-raisse ainsi modifiee et se manifeste parune Iegere augmentation de l'indice d'iode (Figure 2).

Les mesures de l'indice de refraction revelent unevariation semblable a celle de l'indice d'iode (Figure3). Il est apparent qu'il existe une correlation rec­ti.ligne entre ces deux indices.

Les indices de solides ont ete diminues apprecia­blement par chacun des procMes de modification etaussi proportionnellement au degre de modification

Can. Inst. Food SeL Teehnol. J. Vol. 6, No. 4, 1973 256

50

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10 20 30

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Fig. 5. Influence de la soustraction de la fraction intermediairesur I'indice de solides de la graisse de lait. A - Te­moi; B - 5% enlevee; C - 10% enlevee; D - 15%en1evee; E - 33% enlevee.

Fig. 5. Influence of removal of the intermediate fraction onthe solid index of milk fat. A - Blank; B - 5% re­moval; C - 10% removal; D - 15% removal; E ­33% removal.

fluence des traitements est evidente aux temperaturesetudiees entre 5 et 35 C. Les courbes d'indice desolides nous donnent une bonne indication de l'in·fluence des traitements sur la consistance du beurreaces diverses temperatures.

La marge de temperature qui correspond aux in­dices de solides entre 15 et 30% a ete montree commemarge plastique desirable pour les graisses d'etalement(Riel, 1960). D'apres les resultats rapportes au ta·bleau 1, la marge plastique est amelioree sensible·ment par tous les traitements. La temperature cor·respondant a un indice de solides de 30% est abaisseeconsiderablement et a cet egard, les additions d'huileet la soustraction intermediaire ont plus d'influenceque la soustraction de la fraction concrete. La tem­perature correspondant a un indice de solides de 15%est egalement abaissee par les traitements. Si l'on

257

Fig. 6. Influence de la dilution it I'huile de soya sur I'indicede solides de la graisse de lait. A - Temoin; B ­5% ajoutee; C - 10% ajoutee; D - 15% ajoutee.

Fig. 6. Influence of dilution with soybean oil on the solid indexof milk fat, A - Blank; B - 5% added; C - 10%added; D - 15% added.

veut eviter un beurre trop mou a la temperature cou­rante de la piece, cette temperature doit etre main·tenue aussi elevee que possible. Les additions d'huileont l'inconvenient d'abaisser davantage cette tempe­rature que le font les traitements par soustractiond'e fractions concrete ou intermediaire. Anterieure­ment, Riel (1966) a rapporte que l'interesterificationen presence de 2% tributyrine produit un beurreayant une marge plastique entre 5 et 22C, ce qui estsuperieur aux resultats du present travail.

Les mesures de tartinabilite appliquees aux bem­res fabriques de graisses modifiees revelent que lestraitements ameliorent l'aptitude du beurre a l'etale­ment. Ainsi a 4: C, la resistance a l'etalement corres­pondait a 1600 g au tartinometre pour l'echantillontemoin et a 1200 g pour les beurres faits de graissesmodifiees au niveau de 15% (Figure 8).

Le tableau 2 nous montre que les compositions enacides gras sont sensiblement les memes pour l'echan·

J. Inst. Can. Sel. Teehnol. Ailment. Vol. 6, No 4, 1973

Tableau 1. Influence du procede de modification sur la marge plastique du beurre.

Procede

TemoinFraction concrete enlevee:

5%10%15%

Fraction intermediaire enlevee:5%

10%15%33%

Huile de soya ajoutee:5%

10%15%

Huile de toumesol ajoutee:5%

10%15%

Process

Temperature (C)correspondant aux indices Marge plastique

de solides (C)30% 15%

17.0 24.0 7.0

13.5 20.5 7.012.5 19.0 6.512.5 19.0 6.5

11.5 19.5 8.010.5 19.5 9.011.0 20.5 9.510.0 22.0 12.0

10.5 19.2 8.78.8 17.5 8.7

10.5 18.8 8.3

10.8 18.5 7.710.0 18.0 8.08.8 17.5 8.7

Temperature (C)corresponding to Plastic range

solid index (C)30% 15%

Table 1. Influence of the modification process on the plastic range of butter.

Tableau 2. Influence du procede de modification sur la composition en acides gras dubeurre (%).

Procede Fraction concrete enlevee Fraction intermediaire enleveeTemoin

Acides gras 5% 10% 15% 5% 10% 15% 33%

C 4:0 3.8 3.6 3.2 3.2 2.7 4.6 3.8 3.8C 6:0 2.5 2.6 2.4 2.1 2.1 2.7 1.7 1.9C 8:0 1.6 1.5 1.7 1.3 1.3 1.6 1.0 1.3C 10:0 3.6 4.0 4.1 3.5 3.5 3.7 3.1 3.3C 10:1 0.1 0.2 0.2 0.2 0.2 0.3 0.4 0.1C 12:0 3.9 4.2 4.5 3.5 4.1 3.6 3.9 4.1C 14:0 11.6 11.5 11.8 11.1 10.9 12.7 11.1 12.3C 14:1 1.9 1.7 1.8 1.8 2.2 2.1 2.1 2.0C 15:0 0.9 0.9 1.0 1.1 1.2 1.1 1.1 1.0C 16:0 27.4 25.6 24.0 25.1 25.9 24.6 25.9 26.6C 16:1 2.2 2.5 2.4 3.0 2.9 2.6 2.9 2.3C 17:0 0.3 0.7 0.7 0.9 0.9 0.8 0.5 0.7C 18:0 12.6 12.8 12.1 13.5 12.8 12.3 13.2 12.0C 18:1 25.2 24.9 26.9 25.7 25.9 25.4 26.6 25.4C 18:2 1.1 1.8 1.4 1.9 1.9 1.4 1.4 1.8C 18:3 1.3 1.6 1.8 2.0 1.6 1.7 1.4 1.6

Fatty Acids Blank 5% 10% 15% 5% 10% 15% 33%

Process Solid fraction removal Intermediate fractionremoval

Table 2. Influence of the modification process on the fatty acid composition of butter (%).

Can. Inst. Food Sel. Teehnol. J. Vol. 6, No. 4, 1973 258

Tableau 3. Influence du proced6 de modification sur la composition en acide gras dubeurre (%).

Frocede Ruile de soya ajoutee Ruile de tournesol ajoutee

TemoinAcides gras 5% 10% 15% 5% 10% 15%

C 4:0 3.8 3.9 3.8 2.8 3.8 2.7 3.9C 6:0 2.5 2.2 1.9 1.8 2.4 1.9 1.7C 8:0 1.6 1.4 1.2 1.2 1.4 1.3 1.1C 10:0 3.6 3.3 3.2 3.3 3.8 3.4 3.1C 10:1 0.1 0.2 0.2 0.1 0.2 0.2 0.2C 12.0 3.9 3.7 3.7 3.8 3.9 3.9 3.7C 14:0 11.6 10.9 10.3 10.0 10.4 10.6 9.9C 14:1 1.9 2.1 1.7 1.6 1.7 1.8 1.7C 15:0 0.9 1.0 1.0 0.9 1.0 1.0 0.9C 16:0 27.4 24.0 23.3 23.1 24.1 23.0 21.3C 16:1 2.2 2.6 2.2 2.1 2.7 2.3 2.1C 17:0 0.3 0.6 0.5 0.2 0.4 0.5 0.5C 18:0 12.6 12.4 11.9 11.0 11.8 12.1 11.9C 18:1 25.2 25.8 25.8 26.1 27.1 26.2 25.1C 18:2 1.1 4.0 7.1 9.9 4.2 7.5 11.3C 18:3 1.3 2.0 2.3 2.2 1.2 1.6 1.8

Fatty Acids Blank 5% 10% 15% 5% 10% 15%

Process Soybean oil added Sunflower oil added

Table 3. Influence of the modification process on the fatty acids composition of butter (%).

o 5 10 15 33

DEGRE DE MODIFICATION (%)

Extent of modification (%)

Influence du proced6 de modification sur la composi­tion de la graisse de lait. 1 - Soustraction de lafraction la plus concrete; 2 - Soustraction de lafraction intermediaire; 3 - Dilution a l'huile de soya;4 - Dilution a I'huile de toumesol.Influence of the modification process on the compositionof milk fat. 1 - Removal of the most concrete fract­ion; 2 - Removal of the intermediate fraction; 3 ­Dilution with soybean oil; 4 - Dilution with sun­flower oil.

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MODIFICATION (%)

modif i cation (%)

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DEGRE DE

Extent of

Influence du proced6 de modification sur la tartinabi­lite du beurre. 1 - Soustraction de la fraction la plusconcrete; 2 - Soustraction de la fraction intermediaire;3 - Dilution a I'huile de soya; 4 - Dilution a l'huilede toumesol.Influence of the modification process on the spread­ability of butter. 1 - Removal of the most solidfraction; 2 - Removal of the intermediate fraction;3 - Dilution with soybean oil; 4 - Dilution withsunflower oil.

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Fig. 8.

Fig. 8.

259 J. Inst. Can. SeL Teehnot. Aliment. Vol. 6, No 4, 1973

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Rec;u 19 oct. 1972

tillon temoin et les graisses modifiees par fractionne­n:ent. Ce qui permet de dasser ces dernieres dans lacategorie de l'huile de beurre standard. Cette remar­que concorde bien avec celIe exprimee par del\Ian(1968). Les dilutions par des huiles vegetales aug­mentent d'une fac;on considerable la teneur des beurresen acides insatures, surtout en acide linoleique quirepresente jusqu'a 60% des acides gras dans les huilesde soya et de tournesol originales (Tableau 3).

Figure 9 illustre l'influence du procede de modifi­cation sur la distribution des principaux acides grassatures et insatures. Le pourcentage des acides grasinsatures a 18 carbones (acides oleique, linoIeique etlinolenique) augmente proportionnellement au degrede dilution par des huiles vegetales, passant de 28%(temoin) a 38 % pour des additions au niveau de15%.

Le groupe d'acides satures, myristique, palmiti­que, et stearique, diminue proportionnellement au de­gre d'addition d'huiles de soya ou de tournesol.

5010 20 30 40TEMPERATURE (Oe)

Influence de la dilution a l'huile de toumesol surI'indice de solide de la graisse de lait. A - Temoin;B - 5% ajoutee; C - 10% ajoutee; D - 15%ajoutl\e.Influence of dilution with sunflower oil on the solidindex of milk fat. A - Blank; B - 5% added; C ­10% added; D - 15% added.

10

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45

40

35

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5

Fig. 7.

Fig. 7.

Can. Inst. Food Sc1. Techno!. J. Vo!. 6, No. 4, 1973 260