5 Application de l’inuline comme substitut de matière grasse
La présence de matière grasse dans les produits laitiers joue un rôle important dans leurs propriétés physiques, rhéologiques et texturales (Barclay et al., 2010 ; Brennan & Tudorica, 2008 ; Dave, 2012). La matière grasse, outre son importance nutritionnelle dans le fromage, contribue aux propriétés sensorielles et fonctionnelles des produits laitiers (Miočinović et al., 2011), Cependant, les consommateurs sont de plus en plus demandeurs d’aliments aux propriétés diététiques et fonctionnelles, tels que ceux à faible teneur en calories, à faible teneur ou à teneur réduite en matières grasses et aux avantages pour la santé (Gonzalez-Tomás, Coll-Marqués, & Costell, 2008). De même, les plans alimentaires à faible teneur en matières grasses ont été recommandés pour la perte et le maintien du poids (Carmichael, Swinburn, & Wilson, 1998 ; Peterson, Sigman-Grant, Eissenstat, & Kris-Etherton, 1999). D’autre part, il existe une opinion largement répandue selon laquelle les aliments à faible teneur en matières grasses ou à teneur réduite en matières grasses sont moins désirables parce qu’ils ont de mauvaises qualités organoleptiques (Hamilton, Knox, Hill, & Parr, 2000 ; McEwan & Sharp, 2000). Il existe quelques revues sur les applications spécifiques et les effets potentiels des substituts de graisse (Akoh, 1998 ; Ognean, Darie, & Ognean, 2006).
Le défi d’utiliser des substituts de graisse dans le fromage tout en gardant les mêmes propriétés fonctionnelles et organoleptiques que les fromages gras a attiré une grande attention (Kebary, Salem, El-Sonbaty, & El-Sissey, 2002). L’élimination de la matière grasse du fromage entraîne des défauts rhéologiques, texturaux, fonctionnels et sensoriels tels que la texture caoutchouteuse, le manque de saveur, l’amertume, le mauvais goût, la mauvaise fusibilité et la couleur indésirable (Mistry, 2001 ; O’Connor & O’Brien, 2011). Il n’est pas facile de fabriquer des fromages à faible teneur en matières grasses ou sans matières grasses ayant des propriétés souhaitables (Fadaei et al., 2012). Lorsque la teneur en matières grasses diminue, la matrice protéique devient plus compacte et la texture du fromage est plus mâchonneuse. Lorsque les ingrédients gras sont réduits dans les formulations alimentaires, d’autres ingrédients sont souvent nécessaires pour remplir son rôle fonctionnel dans le maintien des qualités organoleptiques (Mattes, 1998). Une stratégie proposée pour améliorer la saveur et la texture du fromage à faible teneur en matières grasses est l’utilisation de substituts de matières grasses (Sandrou & Arvantoyannis, 2000). La Commission du Codex sur le commerce international a fixé une limite maximale de 50 % de réduction des matières grasses d’une variété référencée pour qu’un fromage puisse être étiqueté comme étant à teneur réduite en matières grasses (FAO/OMS, 2008). En Europe, le fromage peut être étiqueté comme étant à teneur réduite en matières grasses lorsque la réduction de la teneur en matières grasses est d’au moins 30 % par rapport à un produit similaire (UE, 2006). Aux États-Unis, un fromage à teneur réduite en matières grasses nécessite une réduction d’au moins 25 % de la teneur en matières grasses par rapport à la teneur traditionnelle de la variété référencée. L’inuline est largement utilisée comme agent texturant dans les aliments à faible teneur en matières grasses, notamment dans l’Union européenne et de plus en plus aux États-Unis et en Australie (Devereux et al., 2003).
L’inuline semble particulièrement adaptée au remplacement des matières grasses dans les fromages à faible teneur en matières grasses, car elle peut contribuer à améliorer la sensation en bouche (Meyer et al., 2011). La propriété de substitution des matières grasses de l’inuline repose sur sa capacité à stabiliser la structure de la phase aqueuse, ce qui crée une meilleure onctuosité (Ibrahim, Mehanna, & Gad El-Rab, 2004). Une sensation crémeuse en bouche est obtenue lorsque l’inuline est utilisée comme substitut de matière grasse dans les produits laitiers en raison de ses interactions avec les protéines du lactosérum et les caséinates (Bot, Erle, Vreeker, & Agterof, 2004 ; Karaca, Güven, Yasar, Kaya, & Kahyaoglu, 2009). L’inuline haute performance (HP) à longue chaîne et à poids moléculaire élevé est la plus souhaitable comme substitut de graisse. Les chaînes plus longues réduisent la solubilité des fructanes de type inuline et entraînent la formation de microcristaux d’inuline lorsqu’ils sont mélangés à l’eau ou au lait ; ces microcristaux ne sont pas discrètement perceptibles et ont une sensation en bouche lisse et crémeuse. L’inuline HP a un DP moyen de 25 et une distribution moléculaire allant de 11 à 60. Ainsi, les sucres résiduels ainsi que les oligomères ont été éliminés. La propriété grasse-mimétique de l’inuline HP est double de celle de l’inuline standard, alors qu’elle n’a pas de goût sucré (Niness, 1999). Les différents attributs fonctionnels de l’inuline et de l’oligofructose sont dus à la différence de longueur de leurs chaînes. Comme indiqué ci-dessus, en raison de sa longueur de chaîne plus longue, l’inuline est moins soluble que l’oligofructose, et a la capacité de former des microcristaux d’inuline lorsqu’elle est cisaillée dans l’eau ou le lait. L’inuline a donc été utilisée avec succès pour remplacer les matières grasses dans les produits laitiers (Kaur & Gupta, 2002), notamment le fromage (Salvatore et al., 2014). Les chaînes longues de l’inuline forment des microcristaux (cristaux submicroniques insolubles) qui interagissent entre eux en formant de petits agrégats dans la phase aqueuse (Franck, 2002 ; Guggisberg et al., 2009). Ils donnent une texture lisse et crémeuse en encapsulant une grande quantité d’eau (Bot et al., 2004). L’inuline peut également former des parties du réseau structurel des protéines en se complexant avec des agrégats de protéines (Kip, Meyer, & Jellema, 2006).
Koca et Metin (2004) ont examiné la possibilité d’obtenir un fromage frais de kashar à faible teneur en matières grasses avec une réduction de 70% de la matière grasse en utilisant l’inuline à longue chaîne. Ils ont rapporté que leur fromage témoin à faible teneur en matières grasses, en raison de sa teneur élevée en protéines, était significativement plus dur, plus élastique, plus gommeux et plus mâchable que le fromage témoin entièrement gras. La matière grasse brise la matrice protéique et agit comme un lubrifiant pour donner une texture plus douce (Koca & Metin, 2004). Il a été démontré que l’ajout de 5% d’inuline au fromage à faible teneur en matières grasses a entraîné une dureté significativement plus faible par rapport au fromage témoin à faible teneur en matières grasses, mais légèrement supérieure à celle du fromage témoin entier. Cet effet de ramollissement pourrait être attribué à la fois au rapport plus élevé entre l’humidité et les protéines et à l’augmentation du volume de la charge, qui diminue la quantité de matrice protéique. En général, l’inuline a amélioré la texture du fromage jusqu’au 30e jour de stockage, mais a réduit sa durée de conservation (Koca & Metin, 2004). La capacité de l’inuline à remplacer les matières grasses n’est pas seulement liée à la modification du comportement rhéologique ou de l’épaisseur ou de la dureté du produit, mais aussi à des changements dans d’autres attributs de la sensation en bouche, tels que l’onctuosité ou la douceur (Meyer et al., 2011). Lorsque l’inuline est ajoutée aux aliments à de faibles concentrations, les propriétés rhéologiques et la qualité sensorielle du produit ne seront pas fortement affectées en raison du goût neutre ou légèrement sucré de l’inuline et de son effet limité sur la viscosité (Kalyani et al., 2010). Pour obtenir des produits allégés en matières grasses dont la rhéologie et l’épaisseur sont proches de celles des produits complets, il faut des concentrations d’inuline plus élevées que celles nécessaires pour simplement imiter leur onctuosité ou leur douceur (Meyer et al., 2011). Fadaei et al. (2012) ont étudié les caractéristiques chimiques du fromage à la crème sans lactosérum à faible teneur en matières grasses contenant de l’inuline comme substitut de matières grasses. Aucune différence significative n’a été trouvée dans les valeurs de pH et de sel des fromages à la crème. Ils ont indiqué qu’une proportion d’inuline de 10 % était suffisante pour obtenir un fromage à la crème à faible teneur en matières grasses dont les attributs chimiques sont proches de ceux du fromage à la crème riche en matières grasses qui ne contient pas d’inuline. Ils ont également signalé que l’inuline a une excellente capacité de liaison à l’eau qui inhibe la synérèse dans les pâtes à tartiner et les fromages frais (Fadaei et al., 2012). On s’attend à ce que l’inuline à longue chaîne par rapport à la chaîne courte ait une capacité considérable de liaison/rétention de l’eau et la capacité d’empêcher la synérèse. Wadhwani (2011) a mené plusieurs études préliminaires pour sélectionner le type de fibre le plus efficace parmi quatre fibres – l’inuline, la pectine à faible teneur en méthoxy, le polydextrose et l’amidon résistant – pour améliorer la qualité des fromages mozzarella et cheddar à faible teneur en matières grasses. Les résultats de leurs études préliminaires ont indiqué que l’inuline avait une meilleure efficacité dans les systèmes de fromage que les trois autres fibres. Ils ont également constaté que l’incorporation de l’inuline entraînait une amélioration de la texture du fromage à faible teneur en matières grasses en diminuant la dureté et la gomme tout en maintenant la cohésion, l’adhésivité et l’élasticité (Wadhwani, 2011). Salvatore et al. (2014) ont évalué l’effet du remplacement de la matière grasse par 2, 3 et 7% d’inuline à longue chaîne (DP > 23) sur les propriétés texturales et microstructurales d’un fromage au lait frais de caprine. En utilisant la microscopie électronique à balayage et la pénétrométrie, il a été montré que les échantillons de fromage contenant de l’inuline avaient une structure plus ouverte par rapport au fromage entier, en raison de la diminution de la distribution des graisses dans la matrice de protéines. Le positionnement de l’inuline dans le réseau de caséine est apparu comme des structures intégrées dans le système de gel et dont la taille augmentait avec la concentration d’inuline dans le fromage. L’inuline interrompt le réseau de caséine, ce qui entraîne un effet adoucissant, qui augmente avec l’augmentation des niveaux d’inuline pour remplacer les matières grasses. Selon leurs résultats, les échantillons contenant de l’inuline étaient caractérisés par des valeurs inférieures pour la force de compression, la rigidité, la viscosité et l’adhésivité (Salvatore et al., 2014). Dans l’ensemble, les études ont montré que l’effet du remplacement des matières grasses sur la texture du fromage dépend de la nature de la matière grasse remplacée (Lobato-Calleros, Vernon-Carter, & Hornelus-Uribe, 1998).