Dairy Sci. Technol. 88 (2008) 291-312
DOI: 10.1051/dst:2007022

Investigation of the effects of season, milking region, sterilisation process and storage conditions on milk and UHT milk physico-chemical characteristics: a multidimensional statistical approach

Isabelle Gaucher¹, Tahar Boubellouta², Eric Beaucher¹, Michel Piot¹, Frédéric Gaucheron¹ and Eric Dufour<sup>2

1</sup>  INRA, Agrocampus Rennes, UMR1253, Science et Technologie du Lait et de l'OEuf, 65 rue de Saint-Brieuc, 35042 Rennes Cedex, France
²  UR Typicité des Produits Alimentaires, ENITA de Clermont-Ferrand, Site de Marmilhat, BP 35, 63370 Lempdes, France

Received 25 May 2007 - Accepted 3 November 2007 - Published online 17 April 2008

Abstract - Milk samples were collected in five dairy plants located in different regions of France (North, North-West, South-West and centre of France), during spring and autumn, at receipt (bulk-raw milk), and following pasteurisation and UHT sterilisation. Corresponding UHT milks were then stored at three temperatures (4, 20 and 40 °C) and analysed after different times (21, 42, 62, 90, 110 and 180 d). The physico-chemical characteristics of these different milks, including composition, micellar properties and stability as assessed by heat, ethanol and phosphate tests, were determined. The database was processed by principal component analysis and common components and specific weights analysis. The effects of season, milking zone, process and storage conditions were highlighted, and the involved physico-chemical characteristics were determined. For the region effect, numerous parameters related to the global composition and the casein micelles intervened. Some differences in milk stability as evaluated by the ethanol and phosphate tests were also observed. Considering the season, spring milks had higher values of pH, lactose, soluble phosphate and micellar hydration than milks collected in autumn. These spring milks also had lower values of fat and heat stability than autumn milks. The UHT process effect was observed through decreases in non-casein nitrogen content and in micellar hydration and by an increase in casein micelle size for UHT milks. The stability values derived from phosphate and ethanol tests were increased following the UHT process. Concerning storage conditions, the temperature of 40 °C led to a decrease in pH and increases in non-casein and non-protein nitrogen contents of milks. At 40 °C, low values of stability for the heat test and high values for the phosphate test were observed.

Résumé - Étude des effets saison, région laitière, traitement de stérilisation et conditions de stockage sur les caractéristiques physico-chimiques du lait et du lait UHT : une approche statistique multidimensionnelle
Des échantillons de lait ont été collectés dans cinq laiteries situées dans différentes régions de France (Nord, Nord-Ouest, Sud-Ouest et centre de la France), au printemps et en automne, à la réception (laits crus de mélange), après pasteurisation et après stérilisation UHT. Les laits UHT correspondants ont ensuite été placés à trois températures (4, 20 et 40 °C) et analysés après différents temps de stockage (21, 42, 62, 90, 110 et 180 j). Les caractéristiques physico-chimiques de ces différents laits, comprenant la composition, les propriétés micellaires et la stabilité évaluée à l'aide des tests à la chaleur, à l'alcool et au phosphate, ont été déterminées. Le jeu de données a été étudié par analyse en composantes principales et analyse en composantes communes et poids spécifiques. Les effets de la saison, de la région de collecte, du traitement technologique et des conditions de stockage ont été mis en évidence et les caractéristiques physico-chimiques impliquées ont été déterminées. Pour l'effet région, de nombreux paramètres liés à la composition globale et aux micelles de caséines intervenaient. Des différences de stabilité du lait, évaluée par les tests à l'alcool et au phosphate, ont aussi été observées. Considérant la saison, les laits de printemps avaient des valeurs de pH, de lactose, de phosphate soluble et d'hydratation micellaire plus grandes que les laits collectés en automne. Ces laits de printemps avaient aussi des valeurs plus faibles de matière grasse et de stabilité thermique que les laits d'automne. L'effet traitement UHT a été observé au travers d'une diminution de la teneur en azote non caséinique et de l'hydratation micellaire et par une augmentation de la taille des micelles. Les valeurs de stabilité des laits obtenues par les tests au phosphate et à l'alcool augmentaient après le traitement UHT. Concernant les conditions de stockage, la température de 40 °C induisait une diminution du pH et des augmentations des teneurs en azote non caséinique et non protéique des laits. À 40 °C, des valeurs faibles de stabilité dans le test à la chaleur et des valeurs élevées de stabilité dans le test au phosphate ont été observées.

Key words: UHT milk / physico-chemical composition / stability / casein micelle / chemometry

Mots clés : lait UHT / composition physico-chimique / stabilité / micelle de caséine / chimiométrie

Corresponding author: dufour@enitac.fr

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