La dénomination "lait" sans indication de l'espèce animale de provenance, est réservée au lait de vache. Le lait est alors le produit de la sécrétion mammaire normale, obtenu par une ou plusieurs traites, sans aucune addition ou soustraction.
Le lait apparaît comme un liquide opaque blanc mat, plus ou moins jaunâtre selon la teneur en b-carotènes de la matière grasse. Il a une odeur peu marquée mais reconnaissable. Ses principales propriétés physico-chimiques sont rassemblées dans le tableau 1 .
Tableau 1 : Caractéristiques physico-chimiques du lait
pH (20°C)
6,5 à 6,7
acidité titrable
15 à 17 °D *
densité (20°C)
1,028 à 1,036
température de congélation
- 0,51 °C à - 0,55 °C
valeur énergétique
± 275 kJ.(100 mL)-1
*
°D = Degrés Dornic : voir manipulation n° 2
Le lait est caractérisé par différentes phases en équilibre instable :
*
une phase aqueuse contenant en solution des molécules de sucre, des ions et des composés azotés;
*
des phases colloïdales instables, constituées de deux types de colloïdes protéiniques;
*
des globules gras en émulsion dans la phase aqueuse.
2.1. Composition globale
La composition globale du lait (voir diagramme 1) ne fait apparaître que les grandes catégories de ses constituants et les valeurs données sont des valeurs moyennes. On remarque immédiatement que le constituant principal du lait est l'eau avec 902 g.L-1 tandis que la matière sèche ne représente que 130 g.L-1.
2.2. Composition de la matière sèche
2.2.1. Les glucides (49 g.L-1)
Le sucre principal du lait est le lactose, disaccharide constitué par l'association d'une molécule de glucose et d'une molécule de galactose. On ne relève que 70 mg.L-1 de glucose et 20 mg.L-1 de galactose ainsi que des traces d'autres glucides. Le lactose a un faible pouvoir sucrant (indice 17) comparé à ceux du saccharose (indice 100) et du glucose (indice 75).
Le lactose est assimilé après hydrolyse en présence de l'enzyme "lactase" au niveau de l'intestin grêle (voir figure 1). Chez les mammifères, la production de lactase cesse entre le sevrage et l'âge adulte. La présence de lactase chez l'homme résulte d'une adaptation apparue avec la domestication du bétail et n'existe de manière généralisée que chez les populations originaires d'Europe du Nord. Les sujets qui ne possèdent plus cette enzyme ne peuvent digérer le lactose, cause alors de troubles intestinaux.
Le lactose est un sucre fermentescible. Il est dégradé en acide lactique (voir figure 2) par des bactéries lactiques (lactobacilleset streptocoques)
ce qui provoque un abaissement du pH du lait entraînant sa coagulation; celle-ci est indispensable pour la fabrication de fromages et de laits fermentés.
2.2.2. La matière grasse (39 g.L-1)
La matière grasse dont la quantité varie en fonction des conditions d'élevage, est présente dans le lait sous forme de globules gras,de 1 à 8 µm de diamètre, émulsionnés dans la phase aqueuse; le taux en est variable (environ 10 milliards de globules par millilitre de lait).
Cette matière grasse est constituée principalement de composés lipidiques (voir tableau 2 ).
Tableau 2 : Composition globale de la matière grasse (en % de matière grasse)
Composés lipidiques
(99,5 %)
Lipides simples
(98,5 %)
Glycérides
Triglycérides (95-96%)
Diglycérides (2-3%)
Monoglycérides (0,1%)
Cholestérides (esters d'acides gras et cholestérol)
(0,03 %)
Lipides complexes (1 %)
Composés liposolubles
(0,5 %)
Cholestérol, acides gras libres et hydrocarbures divers
Vitamines
Vit. E : 1,7 à 4,2 mg.(100 g)-1
Vit. A : 0,6 à 1,2 mg.(100 g)-1
Vit. D : 10 à 20 mg.(100 g)-1
Vit. K : traces
Le trait commun aux lipides est la présence d'acides gras qui représentent 90 % de la masse des glycérides ; ils sont donc les composés fondamentaux de la matière grasse. Chez les ruminants, les acides gras à chaîne courte se trouvent en grande proportion ; ils proviennent de la fermentation anaérobique de glucides, tels la cellulose, par les microorganismes présents dans le système digestif de ces animaux (voir tableau 3 )
Tableau 3 : Composition du lait en acides gras comparée à d'autres matières grasses (en pourcentage molaire)
Acide gras
Formule*
Lait
Huile de maïs
Huile d'olive
butyrique
4:0
9
caproïque
6:0
5
caprylique
8:0
2
caprique
10:0
4
laurique
12:0
3
myristique
14:0
10
pentadécanoïque
15:0
1
palmitique
16:0
23
14
11
palmitoléique
16:1
2
1
stéarique
18:0
12
2
3
oléique
18:1
23
34
79
linoléique
18:2
2
48
5
linolénique
18:3
1
1
1
arachidique
20:0
1
autres
3
*Dans la formule, la première valeur correspond au nombre de carbones de la chaîne et la seconde au nombre de doubles liaisons..
La rancissement est une indication familière de la détérioration des matières grasses. Dans les produits laitiers, ce rancissement est le résultat de l'hydrolyse des triglycérides par des microorganismes de telle sorte que des acides gras odorants à chaîne courte sont libérés.
2.2.3. La matière azotée (33 g/L)
On distingue deux groupes de matières azotées dans le lait : les protéines et les matières azotées non protéiques. Les protéines (32,7 g/L), parmi lesquelles la caséine (80 %), les protéines solubles (albumines et globulines - 19 % - et des protéines diverses (enzymes) - 1 % -) en constituent la fraction essentielle (voir tableau 4 ).
Tableau 4 : Composition en protéines de la matière azotée
% en protéines
Concentration dans le lait(g.L-1)
Caséines (total)
80
26,5
a-caséine
40
13,5
b-caséine
24
8
k-caséine
12
4
g-caséine
4
1
Protéines solubles (total)
20
6,5
Lactalbumine
12
4
Lactoglobuline
5
1,6
Immunoglobulines
2
0,6
Autres
1
0,3
Le lait constitue donc une importante source de protéines pour l'homme, en particulier pour l'enfant. Sa teneur en protéines est par voie de conséquence une caractéristique essentielle de sa valeur marchande.
Les protéines lactées sont présentes dans deux phases différentes :
·une phase instable constituée de particules solides en suspension qui diffusent la lumière et contribuent, avec les globules gras, à donner au lait son aspect blanc et opaque : se sont les caséines.
·la phase soluble stable constituée des différentes protéines solubles ou protéines du lactosérum.
Les caséines se trouvent dans le lait sous forme d'un complexe des diverses caséines liées à du phosphate de calcium colloïdal : Ca3(PO4)2. Ces protéines qui contiennent des groupes acides et des groupes amines à caractère basique, sont sensibles au pH du milieu. L'acidification du milieu à pH 4,6 provoque la coagulation de ces protéines qui se séparent de la phase aqueuse.
2.2.4. La matière saline (9 g/L)
Le lait contient des sels à l'état dissous, sous forme notamment de phosphates, de citrates et de chlorures de calcium, magnésium, potassium et sodium. La valeur moyenne de leur concentration dans le lait est donnée dans le tableau 5 .
Tableau 5 : Composition de la matière saline (en g par litre de lait)
Mg
Na
Ca
K
S
P
Cl
Citrates
0,12
0,58
1,23
1,41
0,30
0,95
1,19
1,6
2.2.5. Les gaz dissous (5 % en volume)
Le lait contient des gaz dissous, essentiellement du dioxyde de carbone (CO2), du diazote (N2) et du dioxygène (O2
