Cette page décrit les propriétés des glucides du lait. Il y a une brève introduction à la chimie générale des glucides, suivie de sections sur la chimie des glucides du lait (Lactose), les propriétés physiques du lactose et l’influence des traitements thermiques sur les propriétés du lactose. Pour plus de détails sur les propriétés du lactose, voir les références de Fox et McSweeney (1998), Holsinger (1988, 1997), et O’Brien (1995, 1997).
Chimie générale des glucides
Les glucides sont constitués de molécules appelées saccharides. Les saccharides simples contiennent 1 ou 2 molécules et sont appelés monosaccharides ou disaccharides, ou, plus communément, sucres. Les oligosaccharides et les polysaccharides sont des chaînes qui contiennent de quelques à plusieurs molécules de sucre et peuvent être appelés amidons.
Les monosaccharides importants dans l’alimentation et la santé sont le glucose (parfois appelé dextrose), le fructose et le galactose. Les disaccharides sont le saccharose (glucose + fructose), le lactose (glucose + galactose) et le maltose (glucose + glucose). Les deux molécules de sucre des disaccharides sont liées entre elles et cette liaison doit être rompue avant que les sucres puissent être utilisés par l’organisme pour produire de l’énergie et remplir d’autres fonctions. Les amidons sont de longues chaînes de glucose qui peuvent être droites ou avoir des ramifications, et les molécules des amidons peuvent se lier entre elles de plusieurs façons. Les amidons de différentes sources, comme le blé ou le maïs, ont des propriétés fonctionnelles uniques. La structure des amidons peut être modifiée pour améliorer leurs propriétés fonctionnelles et augmenter leur utilisation dans les aliments.
Chimie des glucides du lait
Le lait contient environ 4,9% de glucides qui sont principalement du lactose avec des traces de monosaccharides et d’oligosaccharides. Le lactose est un disaccharide de glucose et de galactose. La structure du lactose est :
Lactose Propriétés physiques
Le lactose est dissous dans la phase sérique (lactosérum) du lait liquide. Le lactose dissous en solution se trouve sous 2 formes, appelées anomère α et anomère ß, qui peuvent se convertir dans les deux sens. La solubilité des 2 anomères dépend de la température et, par conséquent, la concentration à l’équilibre des 2 formes sera différente à différentes températures. À température ambiante (20°C, 70°F), le rapport d’équilibre est d’environ 37% d’α- et 63% de ß-lactose. À des températures supérieures à 93,5°C (200°F), l’anomère ß est moins soluble et le rapport entre α- et ß-lactose est donc plus élevé. Le type d’anomère présent n’affecte pas les propriétés nutritionnelles du lactose.
La cristallisation du lactose se produit lorsque la concentration du lactose dépasse sa solubilité. Les propriétés physiques des cristaux de lactose dépendent du type de cristal et peuvent grandement influencer leur utilisation dans les aliments. La température affecte le rapport d’équilibre des anomères α- et ß-lactose, comme décrit ci-dessus. Les cristaux de lactose formés à des températures inférieures à 20°C (70°F) sont principalement des cristaux d’α-lactose. Les cristaux de lactose α-monohydraté sont très durs et se forment, par exemple, lorsque la crème glacée passe par de nombreux cycles de réchauffement et de congélation. Il en résulte une texture granuleuse et sableuse indésirable dans la crème glacée. Les gommes sont souvent utilisées dans les crèmes glacées pour inhiber la cristallisation du lactose. La forme cristalline du ß-lactose est plus douce et plus soluble que le lactose α-monohydraté et peut être préférée dans certaines applications de boulangerie. Lorsqu’une solution de lactose est rapidement séchée, elle n’a pas le temps de cristalliser et forme un type de verre. Le verre de lactose existe dans les poudres de lait et provoque des agglomérations. L’agglutination est souhaitable car elle permet d’obtenir une poudre de lait qui se dissout instantanément dans l’eau.
Influence des traitements thermiques sur les propriétés du lactose
Les conditions normales de pasteurisation utilisées pour le lait de consommation n’ont aucun effet significatif sur le lactose. Les températures plus élevées utilisées pour la pasteurisation à ultra-haute température (UHT) des produits à durée de conservation prolongée et le séchage par pulvérisation peuvent provoquer des réactions de brunissement et d’isomérisation, qui peuvent affecter la qualité du produit et ses propriétés nutritionnelles. La réaction de brunissement, appelée réaction de Maillard, se produit entre le lactose et les protéines du lait et produit des arômes et une couleur indésirables, et diminue la teneur disponible de l’acide aminé lysine dans les protéines du lait. La réaction d’isomérisation est un réarrangement moléculaire du lactose en lactulose. Le lactulose est produit pour être utilisé par l’industrie pharmaceutique dans la production de pilules.