LE FROMAGE DANS TOUS SES ETATS
Quelles propriétés physiques et biologiques sont à l'origine de la diversité des fromages ?
Le goût des fromages
Sans être un grand fromager, il est facile de différencier les fromages à partir de leur goût. Qu'ils soient acides, doux ou plutôt forts, il y a une explication à cela à l'échelle moléculaire qui est liée aux composants du lait et du fromage.
Les origines du goût: les lipides
Les acides gras
Les lipides correspondent à la matière grasse du lait et du fromage. Ils sont à l'origine de certains arômes du fromages notamment de sa saveur douce parfois sucrée que l'on apprécie tant.
Les lipides ont un rôle dans la stabilisation de notre température corporelle par isolation thermique, dans l'apport nutritif et dans la constitution des membranes cellulaires. Ils sont essentiels dans notre alimentation mais doivent être consommés avec modérations. On dit souvent qu'il puvent être à l'origne de maladies cardio-vasculaires.
L' acide gras acide gras le plus présent dans le lait est l'acide stéarique, du grec ancien στέαρ, qui signifie "suif". Il représente environ 48% des acides gras du lait. C'est un acide gras saturé, c'est à dire qu'il ne comporte aucune double liaison.
Il se compose, tout comme l' acide palmitique, d'un groupement carboxyle et d'une chaîne carbonée de 18 atomes de carbones. La formule brute de cet acide gras est donc C18 H36 O2. Mais cet acide peut avoir des isomères ( molécule ayant le même formule brute mais une répartition dans l'espace différente). Cela paut aussi modifier l'arôme que cette molécule apporte.
Les lipides englobent une grande famille constituée de différentes branches: les glycérides, les phosphoglycérides, les sphingolipides et enfin, les acides gras qui vont particulièrement nous intéresser dans la question du goût.
Les acides gras sont des chaine linéaires ( sans ramifications) aliphatiques avec un acide carboxylique. Les acides gras naturels (que l'on trouve dans la nature) contiennent un nombre pair d'atomes de carbone. C'est à dire qu'ils se constituent d'un acide carboxilyque porté par le carbone alpha puis d'une longue chaîne carbonée qui contient entre 4 et 36 atomes de carbone. Cette chaîne est appelée aliphatique, du grec -atos qui signifie "graisse". La chaîne aliphatique est à l'origine du caractère micellaire et hydrophobe des acides gras car cette partie des molécule est incapable de créer des liaisons hydrogène avec l'eau (H2 O), une molécule polaire. A l'inverse le groupement acide carboxyliques est susceptible d'en créer: cette partie de la molécule est donc hydrophile.
Ces molécules se regroupent alors en amats qui forment des sphères appelées micelles d'acides gras. Les micelles présentent donc un pôle hydrophile (en vert) et un pôle lipophile ("qui aime l'huile") représenté en jaune sur le schéma.
Il existe environ 400 acides gras différents dans le lait mais tous ne jouent pas un rôle dans la saveur du lait. La majorité d'entre eux se trouvent dans les globules gras, liés par une molécule de glycérol. Ces molécules sont très grosses, ce qui implique que leur arôme est discret voire même inexistant dans certains cas. Ces molécules sont appelées triglycérides et forment le coeur d'un acide gras.
Un acide gras trés présent dans le lait est l' acide palmitique aussi appelé acide hexadécanoïque ou acide cétylique. Il correspond à environ 27% du nombre d'acides gras contenus dans le lait.
Il s'agit d'un acide gras saturé de formule brute C16 H32 O2, il posséde donc une partie hydrophile qui correspond à un groupement carboxyle (–C(O)OH) et une partie hydrophobe constituée par la longue chaîne carbonée de 16 atomes de carbones.
Formule topologique de l'acide palminique :
Modèle moléculaire éclaté de la molécule d'acide stéarique :
La transformation des acides gras
Les acides gras du lait sont à l'origine de son goût et il en va de même dans le cas des fromages. Cependant, la seule partie d'un acide gras qui joue un rôle important dans le goût est le groupement au boût de la chaîne aliphatique.
Certains acides gras n'ont pas une saveur pononcée, cela dépend de la longueur de leur chaîne carbonée cependant le groupement au bout de cette chaîne peut aussi avoir une influence sur la saveur. Par exemple certains groupements comme les aldéhydes ou les cétones amènent un goût tantôt sucré tantôt fruité au fromage mais pour cela il faut d'abord modifier les acides gras originels.
Le groupement carboxyle de certains acides gras sont modifiés au cours de la formation du fromage grâce à l'intervention des enzymes des micro-organismes qui se trouvent dans le lait. Cela explique donc la diversité et la variété de goût que l'on retrouve dans les fromages. Elle est dû à la présence de micro-organismes qui produisent des enzymes spécifiques.
Les enzymes sont des biocataliseurs. C'est à dire que ce sont des protéines capables d'accélérer ou de forcer une réaction ou un phénomène chimique dans un milieu. Leur rôle est primordial car il permet, dans cette situation, de transformer les acides gras monocarboxyliques en acide gras porteurs d'autres groupements qui apporteront leurs arômes aux fromages.
Certaines enzymes agissent comme un "ciseau moléculaire" et coupent le groupement carboxyle, d'autres permettent d'apporter des éléments chimique comme l' oxygène ou l'hydrogène qui formeront un nouveau groupement au bout de la chaîne carbonnée.
Ainsi on obtient une nouvelle molécule qui conférera au fromage un goût plus ou moins prononcé selon sa quantité.
Enzyme présente dans le lait provenant des micro-organismes et capable de modifier la structure des acides gras.
(voir fonctionnement des enzymes dans la partie fabrication)
Les arômes selon les groupements
Acides gras libres
La majorité des acides gras du lait n'interviennent pas dans le goût du fromages car ils ne sont pas libres c'est à dire qu'ils sont liés à d'autres molécules comme le glycérol. Ils forment alors une molécule de taille importante qui est, par conséquent, moins volatile.
Les acides gras libres donc indépendants ont un goût marqué si leur chaîne carbonée est courte. Plus elle est grande et moins l' arôme qui s'en dégage est caractéristique mais pas pour autant agréable. On retrouve alors différents acides à l' origine de différentes saveurs:
Les aldéhydes
Certains acides gras se voient dégradés et modifiés par les enzymes provenant des micro-organismes. Leurs actions permettent par exemple lorsqu'elle servent de "ciseau à molécule" de transformer le groupement carboxyle en un groupement aldéhyde. Cela revient à couper l'oxygène rélié par une liaison simple au carbone et à lier directement l'hydrogène au carbone.
On obtient alors un groupement aldéhyde tel que:
R correspond à la chaîne carbonée de la molécule.
Les alcools
De la même manière que pour les aldéhydes, les acides gras peuvent aussi être transformer pour former des alcools: cela correspondrait à l'intervention d'une enzyme qui couperait la molécule au niveau de l'oxygène relié par une double liaison au carbone alpha. Ainsi le groupement carboxyle serait remplacé par un groupement hydroxyle -OH et la molécule deviendrait un alcool.
On obtient différents types d'alcools et d'arômes selon la longueur de la chaîne carbonée R reliée au groupement hydroxyle.
Modèle moléculaire éclaté de l'éthanol
D' autres groupements sont aussi à l'origine saveurs comparables à celles-ci. Les esthers, les cétones et les lactones sont des molécules que l'on retrouve dans le lait mais qui ne sont pas forcément responsables de la saveur spécifique d'un fromage.
Ce qu' il est important de noter, c'est que le goût d'un fromage provient d'un ensemble de molécules. Les quantités de chacune de ces molécules influent sur le goût global du fromage, ce qui explique qu'un fromage contenant plus de l'acide caprique ou d'octanol ait une saveur plus fruitée qu'un autre fromage ayant des quantités moindres.
De plus, on sait aussi que les acides aminés des caséïnes du lait amènent souvent un goût acide aux fromages qui contre-balance souvent avec les arômes provenant des acides gras. De la même manière, la durée de maturation et d'affinage à son importance, plus cette durée est longue plus les bactéries transforment le lactose du lait donc moins il sera sucré.
Le goût d'un fromage résulte donc d'un ensemble complexe de molécules présentes dans le lait, ce qui explique, par conséquent, la diversité des saveurs des fromages. Même si la majorité des vous dirons qu'un camembert a un goût de fromage, ce n'est pas si simple qu'il n'y paraît.