2/ Etude de la composition et de la conservation du lait fermier
On va étudier certaines caractéristiques microbiennes et donc de conservation du lait fermier à travers un ensemble d’expériences. À partir des résultats on va déterminer les inconvénients liés à la consommation du lait fermier de vache.
A/ Composition microbiologique
Il est très important de connaître la composition du lait fermier puisque sa conservation dépend de tous les éléments qui la composent:
• Les lipides du lait produisent un rancissement lipolytique qu’empire sa qualité (possible goût à poisson)
• Certains minéraux comme le cuivre produisent l'autoxydation,
• Les protéines peuvent souffrir la protéolyse avec des effets préjudiciaux ou autres altérations telles que la gélification,
• Les glucides souffrent la réaction de Maillard, ce qui donne des couleurs brunâtres au lait,
• Les microorganismes présents dans le lait évoluent avec le temps et peuvent être létales, comme nous expliquerons plus tard.
On va donc s'intéresser a l'évolution des microorganismes car sa présence est déterminante pour la sécurité de notre santé.
- Microorganismes présents dans le lait
Les germes présents dans le lait peuvent être classés dans 3 groupes :
• Bactéries pathogènes
• Bactéries altérantes
• Bactéries non pathogènes : bactéries acido-lactiques, bactéries liées à la putréfaction,etc
Les bactéries pathogènes sont les seules à être dangereuses pour la santé humaine en provoquant des maladies et des infections. Les bactéries pathogènes les plus courantes sont classées par thermo-résistance:
Mycobacterium tuberculose (provoquant la tuberculose). La transmission se fait essentiellement par voie aérienne, occasionnellement par voie orale ou digestive. La bactérie provoque des lésions qui sont très riches en germes, ce qui permet une dissémination importante de l'agent infectieux par les voies respiratoires, lors des violentes quintes de toux qui accompagnent la maladie dans sa forme pulmonaire. La tuberculose pulmonaire résulte de l'inhalation de particules ("nuclei") suffisamment petites (égales ou inférieures à 8 microns) pour atteindre les alvéoles. M. tuberculosis a la particularité d’être très résistant dans l’air et les poussières ce qui fait de la tuberculose une maladie très contagieuse.
Brucella abortus (provoquant la fièvre de Malte ou brucélose). On la trouve surtout en Afrique et en Amérique du Sud. Elle provoque l'avortement épizootique des vaches. Cette variété est cosmopolite et provoque chez l'homme la maladie de Bang (brucellose). L'infection se contracte par consommation de denrées alimentaires contaminées (en particulier de produits laitiers non pasteurisés) ou par contact direct avec des animaux infectés et leurs sécrétions (lait, selles, urine). La brucellose animale a beau être très contagieuse, la transmission interhumaine n'est en principe pas possible.
Coxiella burnetti (provoquant la fièvre Q). Les principaux réservoirs se trouvent dans trois espèces d'animaux laitiers: vaches, moutons et chèvres. L'infection humaine survient principalement par l'inhalation de poussières contaminées par le liquide amniotique ou des membranes fœtales des animaux infectés, mais il y a aussi des cas causés par l'ingestion de lait cru contaminé.
Le schéma suivant vient expliquer le mode d'action de cette bactérie.
Le graphique suivant explique la croissance des bactéries en général. Le lait est plus dangereux dans la phase de reproduction car le nombre de bactéries est plus important. Ainsi, le lait fermier devra être consommé pendant la phase d’adaptation ou bien il faudra éliminer les bactéries en les soumettant à un traitement thermique dont on parlera plus tard.
- Mesure du pH du lait fermier au cours du temps
Le lait laissé dans des conditions non favorables à la conservation est transformé par les bactéries. Dans les conditions dans lesquelles on va étudier le comportement du lait, certaines bactéries appelées acido-lactiques se nourrissent de sucres présents dans ce lait puis rejettent l’acide lactique de formule chimique C3H6O3 (représenté à gauche). Par conséquent, le pH du lait fermier au cours du temps diminuera en fonction du contenu en bactéries du lait.
Le matériel utilisé dans cette expérience est un bécher et un PH-mètre.
Le but de cette mesure était de réaliser un graphique de l’évolution du pH au cours du temps afin de mettre en évidence la croissance du nombre de microorganismes présents dans le lait fermier.
On a introduit le lait fermier dans un bécher dans des conditions de pression normales et de température ambiante. On a réalisé des mesures du pH périodiquement grâce au pH- mètre en le nettoyant après chaque mesure.
Les résultats obtenus lors de ces mesures sont présentés dans le tableau suivant :
Voici la représentation graphique des résultats de l’expérience (pH en fonction du temps).
Au bout de 3 jours une chute assez importante du pH est remarquée. Cela nous mène à interpréter que le lait fermier contient un nombre assez élevé de bactéries.
- Test de la phosphatase alcaline du lait
Le mycobacterium tuberculose est la bactérie pathogène la plus thermorésistante donc si elle n’est pas présente dans lait cela veut dire que celui-ci est dépourvu de toute bactérie pathogène. La phosphatase alcaline est une enzyme naturelle présente dans le lait dont la température de dénaturalisation est légèrement supérieure à celle de l’élimination du mycobacterium tuberculose. Le fait de montrer la présence de phosphatase alcaline permet de mettre en évidence la présence des bactéries pathogènes. En principe, le lait fermier n’ayant subit aucun traitement thermique possède ces bactéries et donc l’enzyme en question.
Le matériel utilisé lors de cette expérience est un bécher, du lait fermier, du lait pasteurisé et du papier Phosphatesme MI.
Il faut introduire le bout de papier Phosphatesme MI légèrement dans le lait fermier (voir schéma à gauche). Il faut ensuite agiter puis éliminer le résidu liquide. Il faut ensuite introduire le papier dans un milieu à 36ºC pendant au maximum une heure. En présence de phosphatase alcaline le bout de papier devient jaune.
On remarque que le bout de papier Phosphatesme MI devient jaune, donc on peut conclure que le lait fermier de vache contient l’enzyme phosphatase alcaline. Ce lait n'est donc pas sûr pour la santé car l'abscence de bactéries n'est pas prouvée.
Parallèlement, on a fait cette expérience avec le lait pasteurisé. Le bout de papier Phosphatesme MI n'a pas changé de couleur, ce qui indique l'abscence de phosphatase alcaline dans ce lait. Cela nous démontre l'abscence de bactéries pathogènes.
Le graphique suivant explique le principe de pasteurisation. La température à laquelle doit être soumis le lait doit être supérieure à la courbe representée en pointillés. Cette courbe illustre la température à laquelle l’enzyme phosphatase alcaline est détruite en fonction du temps.
L’entreprise chargée de pasteuriser le lait peut choisir entre soumettre le lait à une température pas trop haute (62ºC) pendant une durée de temps assez élevée, ce qui est appelé pasteurisation basse; ou soumettre le lait à une température plus élevée (72ºC) pendant une durée de temps très courte.
Le danger est de dépasser la température de la courbe qui représente l’altération de la ligne de crème.
B/ Conservation
- Observation macroscopique du lait fermier
Après avoir laissé le lait fermier dans un bêcher à l'air libre pendant 4 semaines, on a pu observer une détérioration considérable de son aspect, plus précisément la création d'une couche plutôt dense et blanchâtre: c'est la caille. Sous cette couche on voit un liquide jaunâtre avec des particules de graisse. Cette précipitation du lait peut s'expliquer parce, lors du processus de caillage du lait, les bactéries nommées lactobacillus se nourrissent de lactose (disaccharide). Le lactose est l'élément du lait qui est transformé en acide lactique par l' action microbienne et c'est ce qui produit l'acidification du lait. Cela signifie que le lait est plus acide et, par conséquent, une baisse de pH se fait sentir. On peut constater alors que dans la caille se concentrent les bactéries ainsi donc que la graisse du lait et dans la partie liquide on trouve l'eau que contient le lait où est dissout l'acide lactique. Cette acidification est donc à l'origine de cette détérioration du lait fermier.
