Technique :
Cultures lactiques et starters
De l’acidification spontanée à la fermentation contrôlée :
le rôle des bactéries lactiques dans la fabrication du fromage
Depuis des siècles, la fermentation lactique constitue le cœur de la fabrication fromagère. Autrefois, ce processus se déroulait en grande partie de manière spontanée. Le lait cru était transformé immédiatement après la traite, souvent encore chaud et sans réfrigération. Ce lait contenait naturellement des micro-organismes : bactéries provenant de l’animal, de l’environnement de l’étable, du matériel de traite et de l’air. Parmi cette microflore se trouvaient des bactéries lactiques capables de transformer le lactose (sucre du lait) en acide lactique. Il en résulte une diminution du pH du lait, conduisant à l’acidification, à une certaine protection microbiologique et même à un début de coagulation — les prémices du fromage.
Cette acidification naturelle reste toutefois difficilement prévisible. La composition de la microflore variait selon la saison, l’exploitation et même le jour. Parfois, la fermentation se déroulait idéalement et donnait naissance à un fromage savoureux et stable. D’autres fois, des micro-organismes indésirables prenaient le dessus, entraînant défauts de goût, texture inadéquate ou altération. La fabrication fromagère relevait donc à la fois du savoir-faire et des conditions microbiologiques.
Avec l’amélioration de l’hygiène de traite, la situation a profondément évolué. Une meilleure hygiène des étables, du matériel de traite et surtout le refroidissement rapide du lait cru ont considérablement réduit la charge microbienne totale. Ce progrès a renforcé la sécurité alimentaire et la qualité, mais il a aussi mis fin à l’acidification spontanée. Le lait contenait désormais trop peu — et de manière trop imprévisible — de bactéries lactiques. C’est pourquoi on utilise aujourd’hui des cultures commerciales (starters) : des bactéries lactiques soigneusement sélectionnées et ajoutées au lait en quantités contrôlées. Ces cultures assurent une transformation rapide et prévisible du lactose en acide lactique. Le pH diminue ainsi au moment opportun et à la vitesse souhaitée. Mais leur rôle va bien au-delà. Les bactéries lactiques sont essentielles pour :
Bonne action de la présure
Les bactéries lactiques convertissent le lactose en acide lactique, ce qui abaisse le pH du lait. Cela est indispensable pour une activité optimale de la présure (chymosine), qui hydrolyse la K-caséine et permet ainsi l’agrégation des micelles de caséine. À pH légèrement réduit, la coagulation est plus efficace et le gel formé est plus ferme et homogène.
Structure correcte du caillé
L’acidification influence la charge électrique des micelles de caséine et donc leurs interactions. À mesure que le pH diminue, les répulsions électrostatiques diminuent et un réseau protéique plus compact se forme. Cela détermine si le caillé sera ferme, élastique ou friable. L’acidification provoque donc une première agrégation des caséines. C’est la base des fromages lactiques, où l’on utilise très peu de présure.
Synérèse (expulsion du lactosérum)
Avec la progression de l’acidification, le réseau protéique du caillé se contracte. Ce phénomène, appelé synérèse, entraîne l’expulsion du lactosérum. La vitesse et l’ampleur de la baisse du pH déterminent la quantité d’humidité éliminée et donc la texture finale du fromage (plus sèche ou plus onctueuse).
Développement des arômes et des saveurs
Les bactéries lactiques produisent non seulement de l’acide lactique, mais aussi divers métabolites secondaires tels que le diacétyle, l’acétaldéhyde et différentes enzymes. Au cours de l’affinage, ces bactéries — et surtout leurs enzymes libérées lors de la lyse cellulaire — poursuivent la dégradation des protéines (protéolyse) et des lipides (lipolyse) en composés aromatiques. Elles constituent ainsi la base du profil sensoriel caractéristique de chaque fromage.
Inhibition des micro-organismes indésirables
La production d’acide lactique abaisse le pH, limitant la croissance de nombreuses bactéries indésirables ou pathogènes. Certaines bactéries lactiques produisent également des bactériocines et d’autres substances antimicrobiennes. Associée à la compétition pour les nutriments (une population élevée de bactéries lactiques limite le développement d’autres micro-organismes), cette action assure un produit microbiologiquement plus stable et plus sûr.
Une culture lactique (starter) est donc composée de souches spécifiques de genres tels que Lactococcus, Lactobacillus, Streptococcus thermophilus et/ou Leuconostoc, selon le type de fromage. Là où le hasard intervenait autrefois, la connaissance microbiologique est désormais centrale. Pourtant, le principe reste identique : sans bactéries lactiques, pas de fromage.
Les bactéries lactiques étaient — et sont toujours — le moteur discret de la fabrication fromagère : jadis présentes naturellement dans le lait cru, aujourd’hui sélectionnées avec précision pour garantir qualité, sécurité et saveur. On retrouve également la fermentation lactique dans la choucroute, le kimchi, le salami, le levain et le kéfir de lait.
CHOIX DES CULTURES LACTIQUES
Il existe différentes espèces de bactéries lactiques, chacune ayant des propriétés spécifiques. La plupart des cultures commerciales sont constituées de mélanges de souches.
On distingue principalement les cultures mésophiles et thermophiles. Les cultures mésophiles se développent idéalement à partir de 15°C et sont essentielles pour la majorité des fromages. Les bactéries lactiques thermophiles, en revanche, se développent de manière optimale lorsque le lait est chauffé au-dessus de 40°C. À cette température, la plupart des mésophiles cessent de se multiplier.
Un exemple bien connu de bactérie lactique thermophile est Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, utilisée pour la fabrication du yaourt.
Ensemencement du lait en fromagerie. Plusieurs possibilités existent :
1: Préparer une culture mère
Mélanger un sachet de ferment fromager dans 1 litre de lait pasteurisé ou UHT à 20°C. Après 48 heures, le lait aura la consistance d’un yaourt fluide. Il s’agit de la culture mère (ou levain liquide), utilisée à raison de 1 % du volume de lait. Elle peut être conservée quelques jours au réfrigérateur. En cas de congélation, doubler la dose d’ensemencement (2 % ou 20 ml par litre).
2: Culture DVS (Direct Vat Set)
Cultures prêtes à l’emploi, ajoutées directement au volume final de lait. Saupoudrer sur le lait en cours de chauffage, laisser s’hydrater, mélanger et laisser maturer 30 minutes. Principalement utilisées en fromagerie professionnelle. Large choix de souches mésophiles et thermophiles, souvent sous des noms commerciaux tels que STI-15, CHN22 ou Flora Danica.
Grands fournisseurs : Chr. Hansen, Danisco, DuPont, ...
Dosage : suivre les instructions du fabricant.
3: Babeurre
Comme le fromage, le beurre est un produit fermenté utilisant des bactéries lactiques mésophiles. Celles-ci se retrouvent dans le babeurre. Choisir un babeurre contenant des cultures vivantes.
Dosage : 2 % du volume de lait.
4: Kéfir de lait
Le kéfir est un SCOBY (Symbiotic Community of Bacteria and Yeasts). Les bactéries lactiques en constituent une part importante. Parmi les levures, Geotrichum est fréquemment présent, reconnaissable à la croûte plissée qu’il forme sur certains fromages frais et humides.
Dosage : 2–3 %.
5: Yaourt
Les cultures thermophiles sont disponibles en version DVS. Les amateurs peuvent utiliser quelques cuillerées de yaourt nature. Ce n’est pas identique, mais pratique pour débuter.
DISTINCTIONS FONCTIONNELLES
Les cultures se distinguent par leur comportement métabolique. Les bactéries lactiques regroupent toutes les bactéries capables de transformer le lactose en acide lactique. Le lactose est hydrolysé en glucose et galactose, puis transformé via divers intermédiaires en acide pyruvique, réduit ensuite en acide lactique : lactose > acide pyruvique > acide lactique.
Deux voies principales existent :
• production exclusive d’acide lactique
• production d’acide lactique avec des sous-produits (CO2, composés aromatiques volatils, alcool)
Les premières sont dites homofermentaires, les secondes hétérofermentaires.
La fermentation se poursuit jusqu’à ce que l’acidité atteigne un niveau inhibant la croissance bactérienne, généralement à un pH compris entre 4,0 et 4,5.
Formation de produits métaboliques
Toutes les bactéries lactiques produisent de l’acide lactique. Certaines produisent également du CO2, de l’alcool et des composés aromatiques. Le lait contient une faible quantité d’acide citrique. Certaines bactéries peuvent le métaboliser en composés volatils aromatiques. En fromagerie, des bactéries telles que Leuconostoc et Lactococcus lactis subsp. lactis biovar diacetylactis produisent du gaz (principalement CO2) à partir du citrate. Ce phénomène est important pour la formation des yeux dans certains fromages. Des yeux importants peuvent être recherchés (fermentation propionique) ou indésirables (fermentation butyrique).
Classification des types de cultures lactiques :
Levain O : Sans production de gaz. Contient uniquement Lactococcus lactis et Lactococcus lactis subsp. cremoris.
Levain L : Contient au moins une souche homofermentaire de Lactococcus lactis et une souche hétérofermentaire de Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris.
Levain D : Contient une souche homofermentaire de Lactococcus lactis et la variante citrate-positive Lactococcus lactis subsp. lactis biovar diacetylactis.
Levain LD : Contient l’ensemble des souches mentionnées ci-dessus.