Dans le domaine de l’agro­alimentaire, au rayon lait et dérivés, l’innovation a plus souvent bénéficié aux produits qu’aux techniques. Mais depuis quelques années, des initiatives émergent pour aider la filière à aborder le virage de l’industrie du futur.

Suivi en ligne de la coagulation du lait

Des chercheurs de l’Institut FEMTO-ST participent activement à cette évolution. La mise au point de capteurs, l’un des axes de recherche historiques du laboratoire, se décline aujourd’hui au sein de l’UMT CAPPLAI ¹, qui vise à améliorer la performance des process de fabrication des fromages, yaourts et autres produits laitiers des fromages, yaourts et autres produits laitiers, pour bien en maîtriser la qualité.

L’un des projets développés dans ce cadre concerne le suivi en ligne du processus de coagulation du lait nécessaire à l’élaboration de la plupart des produits laitiers, qui implique, de nos jours, une intervention humaine avec une expertise spécifique et régulière.

« Lors de la fabrication d’un fromage, l’étape de transformation du lait en caillé se joue parfois à quelques dizaines de secondes, et ce temps fluctue en fonction des variations saison­nières des propriétés du lait. Cela oblige à une inspection régulière et manuelle de la part des fromagers », explique Thérèse Leblois, professeure de physique à l’université de Franche-Comté et coordinatrice de l’UMT à l’Institut FEMTO-ST. Les chercheurs travaillent à la mise au point d’un capteur acoustique, à placer directement dans la cuve de lait, pour contrôler la visco-élasticité du produit, relayer l’information à distance et ainsi assister le fromager dans son travail.

Biodétection de pathogènes

Photo Daniel Albany

Chimiquement neutre, l’acier inoxydable employé n’altère pas la qualité du lait, et sa résistance rend le capteur capable de supporter le nettoyage à haute pression de la cuve. Amorcé dans un précédent programme (UMT From’Capt), ce projet devrait rapidement atteindre sa maturité en vue d’un développement industriel.

La biodétection spécifique de pathogènes constitue, elle, une recherche nouvelle. Prévu pour un an avec le soutien financier de la Région, le projet devrait à terme être relayé par une thèse CIFRE portée par le centre technique Actalia.

« Il s’agit ici d’optimiser les procédés de détection de Salmonella, de Listeria ou de toute autre bactérie pathogène dans le lait. La méthode de détection actuelle est longue, jusqu’à trois jours de traitement et d’analyse bactériologiques ; la solution sur laquelle nous travaillons permettrait de réduire ce temps de moitié. » Pour détecter des bactéries, celles-ci doivent être en nombre suffisant ; leur prolifération dans des échantillons mis en culture garantit cette condition. Pour augmenter la limite de détection et ainsi diminuer le temps d’analyse, les chercheurs proposent d’incorporer au lait des nanoparticules magnétiques fonctionnalisées : agissant comme des aimants, les nanoparticules attirent les bactéries, favorisant ainsi leur concentration.

Changement d'échelle

Autre avantage de cette technique : les nanoparticules sont quarante fois plus lourdes que les bactéries qu’elles piègent (4­,­2 picogrammes vs 0­,1 pg, 1 pg représentant un millionième de millionième de kilogramme !), un changement d’échelle qui les rendra beaucoup plus faciles à détecter par les capteurs acoustiques. Ces développements, et d’autres à venir dans le cadre de CAPPLAI, offrent l’opportunité à l’Institut FEMTO-ST de mettre les savoir-faire et les compétences de ses chercheurs au service de nouvelles applications dans le domaine agroalimentaire.

1. UMT : Unité Mixte Technologique. Créée par le ministère de l’agriculture en 2006, l’UMT est un dispositif partenarial de soutien à l’innovation dans la filière agricole, copiloté par un institut technique et un organisme de recherche académique.

L’UMT CAPPLAI (CApteurs pour piloter et optimiser la Performance des Process LAItiers) est coordonnée par le centre technique d’expertise alimentaire ACTALIA et l’INRAE (INRAE-URTAL de Poligny et INRAE-STLO de Rennes), en collaboration avec l’ISBA (Institut des sciences, des biotechnologies et de l’agroalimentaire, fédérant les écoles d’industrie laitière de Poligny et de Mamirolle) et l’Institut FEMTO-ST. Prévu pour cinq ans (2022-2026), CAPPLAI prend le relais de From’Capt (2016-2021), dont l’un des objectifs était d’identifier les problématiques du domaine susceptibles de trouver réponse dans l’innovation technologique.

Photo 1 : Sandrine Quarroz, Institut FEMTO-ST

Article paru dans en direct, n°300, mai-juin 2022

Contact :
Institut FEMTO-ST - Département MN2S
UFC / ENSMM / UTBM / CNRS
Thérèse Leblois
Tél. + 33 (0)3 63 08 24 56