Lait 87 (2007) 481-488
DOI: 10.1051/lait:2007011

Keeping quality of dairy ingredients

Pierre Schuck^a, Serge Mejean^a, Anne Dolivet^a, Romain Jeantet^a and Bhesh Bhandari<sup>b

a</sup>  UMR 1253 Science et Technologie du Lait et de l'OEuf, INRA-Agrocampus Rennes, 65 rue de Saint-Brieuc, 35042 Rennes Cedex, France
^b  School of Land and Food Sciences, The University of Queensland, St. Lucia, Brisbane QLD 4072, Australia

(Published online: 26 October 2007)

Abstract - The most widely used process for dehydration of dairy products is spray drying. This is an effective method for preserving biological products as it does not involve severe heat treatment and allows storage of powders at ambient temperature. Various authors have reported the physico-chemical properties of free and bound water and the effects of water on physical state, transition temperatures, sticking temperature, reaction kinetics and stability of milk products. The emphasis is on the physical state of non-fatty solids and the effects of water and its physical state on chemical reaction rates, growth of micro-organisms and stability. Spray-drying, storage and quality of dairy powders are significantly dependent on both the physical state of lactose (one of the main components of dairy powders) and other carbohydrates, which themselves are dependent on the glass transition temperature (T) and water activity (a. The maximum moisture content of a dairy powder (4% for skim milk powder) is defined in the product specification in relation to a, and this must be close to 0.2 at 25 C for optimal preservation. In these conditions of water content and a, the T will be close to 50 C. This paper is a short review of the different physical properties required to maintain the quality of dairy ingredient powders.

Résumé - Conservation de la qualité des ingrédients laitiers
Le procédé le plus largement utilisé pour la déshydratation des produits laitiers est le séchage par atomisation. C'est une méthode efficace pour préserver les produits biologiques puisqu'elle ne nécessite pas de traitement thermique sévère et permet le stockage des poudres à température ambiante. Plusieurs auteurs ont reporté les propriétés -ysico-chimiques de l'eau libre et liée, et les effets de l'eau sur l'état physique, les températures de transition vitreuse, la température de collage, la cinétique de réaction et la stabilité des poudres de produits laitiers. L'accent est mis ici sur l'état physique des solides non gras, les effets de l'eau et de son état physique sur les taux de réaction chimique, la croissance des microorganismes et la stabilité. Le séchage par atomisation, le stockage et la qualité des poudres laitières sont significativement dépendants de l'état physique du lactose (un des principaux constituants des poudres laitières) et de celui des autres hydrates de carbone, qui sont eux-mêmes dépendants de la température de transition vitreuse (T et de l'activité de l'eau (a. La teneur en humidité maximale d'une poudre laitière (4 % pour une poudre de lait écrémé) est définie dans la spécification du produit en relation avec l'a, qui doit être proche de 0,2 à 25 C pour une conservation optimale. Dans ces conditions de teneur en eau et d'a, la T sera proche de 50 C. Ce papier est une courte revue des différentes propriétés physiques requises pour maintenir la qualité des ingrédients laitiers en poudre.

Key words: dairy powder / water activity / glass transition / stickiness

Mots clés : poudre de lait / activité de l'eau / transition vitreuse / collage

Corresponding author: pierre.schuck@rennes.inra.fr

© INRA, EDP Sciences 2007