Issue |
Lait
Volume 83, Number 1, January-February 2003
|
|
---|---|---|
Page(s) | 45 - 59 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/lait:2002049 |
DOI: 10.1051/lait:2002049
Physicochemical characterization of calcium-supplemented skim milk
Marine Philippe, Frédéric Gaucheron, Yvon Le Graet, Françoise Michel and Anita GaremLaboratoire de Recherches de Technologie Laitière, INRA, 65, rue de Saint-Brieuc, 35042 Rennes Cedex, France
(Received 27 July 2001; accepted 1 September 2002)
Abstract
Addition of CaCl2 to skim milk, from 0 to 13.5 mmol
kg-1, leads to
significant physicochemical changes in milk salts equilibrium. Indeed,
acidification, insolubilizations of calcium, inorganic phosphate and citrate
are observed. Calculation of ion equilibria in the resulting milk ultrafiltrates
indicates that the observed ion migrations, controlled by solubilities
of calcium-phosphate and calcium-citrate, do not cause change in ion activity
products of dicalcium-phosphate (calculated as CaHPO
2H2O and
Ca(HPO4)0.7(PO4)0.2). In the same way, the acidification
of calcium-supplemented milks in the range of pH 6.7-3.5 shows a solubilization
of calcium-phosphate similar to non-enriched milk. So whatever the added calcium
concentration, the behaviour of colloidal calcium-phosphate seems to be unchanged.
However, at room temperature, addition of calcium to milk originates a decrease in
soluble casein concentration and tightly bound water of ultracentrifuged pellets.
The consequences are (i) an increase in milk protein hydrophobicity; (ii)
a decrease in zeta potential of casein micelles, without modification of
their hydrodynamic diameter; and (iii) an increase in milk lightness and
turbidity. Furthermore, calcium supplementation of milk seems to lead to
a proteinic reorganization of micellar casein, responsible for an increase
in micellar density.
Résumé
Caractérisation physicochimique d'un lait écrémé enrichi en calcium.
L'addition de CaCl2 à du lait écrémé, pour des concentrations allant
de 0 à 13,5 mmol
kg-1, induit d'importants changements physicochimiques
du lait. En effet, une acidification, une insolubilisation du calcium,
du phosphate inorganique et du citrate sont observées. Le calcul des
équilibres ioniques dans les ultrafiltrats des différents laits montre
que les flux ioniques observés, contrôlés principalement par les solubilités
du phosphate et du citrate de calcium, ne modifient pas les produits
d'activité ionique du phosphate dicalcique (calculés pour CaHPO4,2H2O
et Ca(HPO4)0,7(PO4)0,2). De la même manière, l'acidification de ces
laits supplémentés en calcium entre pH 6,7 et 3,5 montre une solubilisation
du phosphate de calcium similaire à celle d'un lait non enrichi. Quelle que
soit la concentration en calcium ajouté, le comportement du phosphate de
calcium colloïdal semble donc inchangé. Par ailleurs, l'addition de calcium
à du lait écrémé est responsable, à température ambiante, d'une diminution
de la concentration en caséines ultracentrifugeables et de l'eau fortement
liée aux culots d'ultracentrifugation. Les conséquences sont (i) une
augmentation de l'hydrophobicité des protéines laitières; (ii) une diminution
du potentiel zéta des micelles de caséines, sans modification de leur diamètre
hydrodynamique; et (iii) une augmentation de la blancheur et de la turbidité
du lait. Une supplémentation en calcium du lait conduirait également à un
réarrangement protéique au sein des micelles de caséines, responsable
d'une augmentation de la densité micellaire.
Key words: Milk / calcium / physicochemical characterization / calcium phosphate / acidification / supplementation
Mots clés : Lait / calcium / caractérisation physicochimique / phosphate de calcium / acidification / supplémentation
Correspondence and reprints: Frédéric Gaucheron Tel.: (33) 2 23 48 53 42; fax: (33) 2 23 48 53 50;
e-mail: fgaucher@labtechno.roazhon.inra.fr
© INRA, EDP Sciences 2003