Il existe deux types de caséine ; la caséine acide et la caséine présure. La caséine acide est obtenue par l’acidification du lait écrémé jusqu’à atteindre le point isoélectrique (pH± 4,6) de la caséine et la caséine présure est créée par coagulation enzymatique.

Le caséinate est plus souvent utilisé dans l’industrie alimentaire que la caséine, car il est plus soluble que cette dernière. Le caséinate, généralement le caséinate de sodium ou de calcium, est souvent utilisé comme émulsifiant ou humectant dans les produits carnés. Le caséinate est souvent utilisé comme source de protéines, comme stabilisateur de mousse ou comme ingrédient dans les substituts de lait ou de crème. Pour maintenir la teneur en sel d’un produit aussi faible que possible, le caséinate de calcium est souvent le choix préféré.

Production de caséinate

La production de caséinate de sodium et de caséinate de calcium sera expliquée dans la partie suivante. Les deux produits sont créés comme un effet de la réaction entre le caillé de caséine acide ou la poudre de caséine acide avec la soude (hydroxyde de sodium). Par conséquent, le processus de production de la caséine acide sera décrit en premier.

Caséine acide

Matière brute

Pour produire la caséine acide, on utilise du lait écrémé à faible teneur en matières grasses, car la présence de matières grasses diminue la durée de conservation de la caséine. L’écrémage doit être effectué de manière approfondie.

Parce que les micro-organismes peuvent affecter la couleur et la consistance de la caséine de manière négative, le lait écrémé cru doit être de bonne qualité. Le lait ne peut pas être chauffé intensivement, car cela pourrait déclencher des réactions chimiques indésirables avec divers composants du lait et la couleur de la caséine deviendrait trop foncée. Pour éviter que ces choses se produisent, le lait est, en plus d’être pasteurisé, également microfiltré.

Pasteurisation

Le lait écrémé cru est pasteurisé pendant 15 à 20 secondes à une température de 72°C.

Acidification

En raison de l’acidification du lait jusqu’au point isoélectrique de la caséine, qui se situe entre pH 4 et 4,8, la charge négative des micelles de caséine est levée par les ions hydrogène qui sont présents. En conséquence, la coagulation des micelles de caséine trouvera place.

L’acidification peut se faire de deux façons : inorganique ou organique. la préférence est donnée à l’acidification biologique/organique pour l’utilisation de la caséine ou du caséinate dans les produits alimentaires.

Acidification inorganique
Après pasteurisation, le lait écrémé est refroidi à environ 32°C. A l’aide d’acide chlorhydrique ou d’acide sulfurique, le pH du lait écrémé est abaissé à un pH compris entre 4,3 et 4,6. Ensuite, le mélange est chauffé à l’aide d’un échangeur de chaleur à une température de 40 à 45°C et maintenu à cette température pendant 2 minutes. Pendant cette période, des agrégats de caséine se forment.

Acidification biologique
Après pasteurisation, le lait écrémé est refroidi à environ 25°C. On ajoute au lait écrémé un starter mésophile non gazogène, qui assure une diminution du pH souhaitée en 15 heures environ. L’acidification ne doit pas progresser trop rapidement, car cela pourrait entraîner une qualité inégale et un rendement réduit. Lorsque le pH souhaité est atteint, le mélange est agité, réchauffé à l’aide d’un échangeur de chaleur et maintenu à une température stable de 50 à 55°C pendant un bref moment.

Lavage

Avant de commencer le processus de lavage, le petit-lait qui se forme est éliminé à l’aide d’un décanteur, de sorte que moins d’eau est nécessaire pendant le lavage. La phase suivante consiste à laver la caséine à une température de 35 à 60°C en 3 étapes dans un laveur à contre-courant en utilisant de l’eau, en éliminant les protéines du lactosérum, le lactose et les sels. Après chaque étape de lavage, une partie de l’eau de lavage est séparée dans le décanteur de la caséine. Après la dernière étape, la centrifugation permet d’obtenir une caséine dont la teneur en matière sèche est comprise entre 40 et 45 %, ce qui rend la caséine prête à être séchée.

La caséine peut être récupérée aussi bien dans le petit-lait que dans l’eau de lavage en utilisant une centrifugeuse. Après dissolution dans la lessive, la caséine peut être remise dans le lait de départ.

Séchage

À l’aide d’air chaud, la caséine est séchée jusqu’à ce qu’il lui reste un taux d’humidité de 12 %. Le séchage de la caséine peut se faire de plusieurs façons. Lorsqu’un procédé de séchage en deux étapes est appliqué, la température de séchage de la première étape est d’environ 50 à 55°C et lors de la deuxième étape d’environ 65°C.

Moulage

Après le séchage de la caséine, la caséine est moulue en poudre avec une taille de particule de 0,32, 0,42 ou 0,64 mm.

Caséinate

Amincissement

Le caséinate peut être produit à partir de caséine acide, de caillé de caséine acide ou de poudre. Cependant, le caillé de caséine acide est généralement préféré. Quelle que soit la matière première qui va être utilisée, la teneur en matière sèche doit être réduite à 18 à 24 pour cent par l’ajout de l’eau. Sinon, la viscosité de la solution deviendrait trop élevée, car elle n’est pratiquement constituée que de protéines.

Moulage humide

Le mélange est pompé vers un moulin colloïdal, dans lequel la taille des particules de l’émulsion est réduite, ce qui donne une pâte épaisse. En raison de cette réduction de la taille des particules, le taux de dissolution de la lessive qui est ajoutée plus tard devient plus élevé.

Le broyage humide est effectué à une température inférieure à 45°C, car une température plus élevée est plus susceptible de provoquer une ré-agglomération. La bouillie obtenue est ensuite recueillie dans une cuve à double paroi équipée d’un puissant mélangeur… Ajout de soude Une solution de soude diluée est soigneusement ajoutée à la bouillie, jusqu’à ce que la valeur de pH souhaitée de 6,7 soit atteinte. C’est à cette valeur de pH que la viscosité de la solution est la plus faible.

Le choix de la solution caustique utilisée dépend du produit à fabriquer.

• Caséinate de sodium
  Pour la production de caséinate de sodium, on utilise une solution aqueuse d’hydroxyde de sodium à 2,5 M ou à 10%. A des fins spécifiques, une solution de bicarbonate de sodium ou de phosphate de sodium peut être utilisée. Après avoir atteint le pH souhaité, l’ensemble doit être réchauffé le plus rapidement possible à une température de 60 à 75°C. Sinon, la viscosité augmenterait trop. La dissolution de la soude prend de 30 à 60 minutes.

• Caséinate de calcium
  Dissoudre une solution d’hydroxyde de calcium prend beaucoup plus de temps par rapport à la solution de soude caustique. C’est pourquoi la caséine est souvent dissoute d’abord dans l’ammoniaque. Ensuite, on ajoute de l’hydroxyde de calcium dissous dans du saccharose et le mélange de caséinate de calcium est séché par lavage. La majeure partie de l’ammoniac s’évapore au cours du séchage.

Préchauffage

Pour que la solution de caséinate soit apte à être pulvérisée, elle est préchauffée à 80 à 90°C. De cette façon, la viscosité de la solution est maintenue aussi basse que possible et on peut travailler avec une solution ayant une teneur en matière sèche allant jusqu’à 24%.

Séchage

Parce que la teneur en matière sèche de l’aliment à sécher est faible, on préfère nébuliser à l’aide d’une buse. En outre, il est recommandé de procéder au séchage en deux étapes. Après que le caséinate de sodium a été séché dans une tour de séchage par pulvérisation à une température de l’air de 200 à 230°C jusqu’à une teneur en humidité de 10 à 12%, la teneur en humidité supplémentaire est réduite en utilisant un séchoir à lit fluidisé.

Sécurité alimentaire &Conception hygiénique

La plupart des processus laitiers se déroulent à un pH relativement élevé et dans des conditions humides, ce qui crée un environnement idéal pour la croissance d’une variété de micro-organismes – tels que les micro-organismes causant des maladies. Il est donc important que l’ensemble du système soit construit selon des normes de conception hygiénique, de manière à pouvoir être nettoyé au niveau microbien. Après le processus de nettoyage, la désinfection peut tuer les micro-organismes végétatifs restants.

Si les machines ne peuvent pas être vidées complètement, l’équipement perdra son statut « propre », même après avoir été nettoyé mais mis de côté pendant un certain temps. Les machines doivent être entièrement nettoyées et désinfectées avant que le processus de production puisse reprendre.