Transformation des produits laitiers : ajout de vitamines

Sur cette page

• Introduction
• Définitions
• Matières premières
• Préparation de solutions vitaminiques
• Ajout de vitamines
  • Méthode d'enchaînement continu – produits liquides
  • Méthode en discontinu – produits liquides
  • Méthode d'enchaînement continu – prémélange en poudre ajouté à une poudre finie
  • Méthode en discontinu – prémélange en poudre ajouté à une poudre finie
• Évaluation du produit fini : contrôle de la qualité
• Calculs
  • Valeurs théoriques
  • Valeurs calculées
  • Conversion des unités internationales (UI) de vitamine D en microgrammes (µg)

Introduction

Voici les pratiques recommandées que les transformateurs de produits laitiers peuvent adopter pour assurer l'ajout exact de vitamines au lait liquide, au lait évaporé et au lait en poudre.

Définitions

Les définitions qui suivent s'appliquent aux fins du présent document.

Prémélange vitaminique

Préparation vitaminique servant à l'enrichissement du lait liquide, de la poudre de lait et du lait évaporé qui est fournie à un transformateur commercial qui l'utilise telle quelle ou comme composante d'une solution vitaminique. Les prémélanges vitaminiques sont offerts sous forme de concentrés liquides, de poudres ou de granules.

Solution vitaminique

Mélange d'un prémélange vitaminique et d'un diluant approprié.

Matières premières

• Disposer de spécifications écrites concernant les prémélanges vitaminiques (concentrés liquides, poudres et granules) qui précisent le nom du fournisseur, l'efficacité, la forme et la stabilité.
• S'assurer que le prémélange vitaminique répond aux spécifications établies, notamment au moyen d'un certificat d'analyse du fournisseur et d'essais.
  • Si les prémélanges vitaminiques à ajouter à un produit fini de poudre de lait sont une combinaison de vitamine A et de vitamine D dans un support de poudre de lait, s'assurer que la poudre utilisée comme support ne contamine pas le produit fini (par exemple, avoir une garantie du fournisseur ou analyse microbiologique pour la numération sur plaque, la numérotation des colonies bactériennes aérobies, les coliformes et la bactérie Salmonella).
• Entreposer les prémélanges vitaminiques conformément aux directives du fabricant. Une fois ouverts, utiliser ces prémélanges avant la date de péremption afin de prévenir les pertes d'efficacité.
  • La vitamine D est sensible à la lumière et perd donc de son efficacité si elle est entreposée dans des contenants transparents exposés à la lumière.

Préparation de solutions vitaminiques

• Avoir pour objectif des produits finis avec des concentrations de vitamines respectant l'allégation qui figure dans le tableau de la valeur nutritive (TVN) tout en satisfaisant aux exigences réglementaires.
  • Tenir compte des variations saisonnières et des variables de transformation, par exemple, comme des matières reconditionnées pouvant contenir des vitamines ajoutées au préalable, ou la durée de conservation du produit fini.
• Afficher dans l'aire de préparation des instructions écrites pour la préparation des solutions vitaminiques.
• Afin d'assurer la précision des mesures, utiliser des instruments de mesure appropriés (seringues ou cylindres gradués) de sensibilité suffisante pour réaliser la dilution.
  • Par exemple, un cylindre gradué de 1 000 mL ne conviendrait pas pour mesurer 10 mL d'un prémélange vitaminique.
• Préparer les mélanges vitaminiques secs conformément aux directives du fournisseur et les garder en solution pendant toute la durée de la production.
  • Une agitation constante, notamment avec une plaque et une barre d'agitation aimantée, peut être nécessaire pour prévenir la sédimentation.
• Préparer les solutions vitaminiques tout juste avant leur utilisation et, lorsqu'elles ne sont pas utilisées, les entreposer de manière à réduire la perte d'efficacité des vitamines, de préférence dans des récipients isothermes à une température de 4 °C.
  • Réduire la durée d'entreposage au minimum, soit au plus 24 heures.
  • Jeter la solution restante à la fin de la journée.
• Les directives d'utilisation et le contenu doivent être indiqués sur les contenants de prémélanges vitaminiques et de solutions vitaminiques.
  • Nettoyer et désinfecter tous les jours, ou plus souvent au besoin, l'équipement et les contenants utilisés pour la dilution.

Ajout de vitamines

Les vitamines peuvent être ajoutées à différentes étapes de la transformation par des méthodes d'enchaînement continu ou en discontinu.

Méthode d'enchaînement continu – produits liquides

• Éviter de modifier les réglages de la pompe en préparant les solutions vitaminiques en concentrations qui permettront d'utiliser un taux d'alimentation unique pour tous les produits.
  • Si la pompe est à vitesse variable, verrouiller les réglages ou vérifier régulièrement qu'aucun ajustement non autorisé n'a été effectué et le consigner.
  • Tout changement de la vitesse de la pompe (débit) modifie les calculs visant à déterminer la quantité de vitamines requise et entraînerait l'ajout d'une quantité inexacte de vitamines.
• Utiliser une pompe volumétrique. Autrement, des pressions négatives au point d'injection peuvent créer des problèmes.
  • En présence d'un vide minime, des quantités assez importantes de concentrés vitaminés peuvent entrer dans un système de production de lait en très peu de temps.
• Préparer une réserve suffisante de solution vitaminique pour éviter de manquer de solution avant la fin du cycle de production.
  • La quantité de solution vitaminique non utilisée doit être mesurée, consignée et prise en compte dans le calcul des taux d'enrichissement.
    • Dans la plupart des cas, une réserve de 10 % est suffisante.
• Ajouter des solutions vitaminiques contenant des vitamines liposolubles après l'étape de la séparation, sinon toute vitamine liposoluble sera éliminée avec les matières grasses.
• Ajouter la solution vitaminique avant la pasteurisation.
  • Les solutions vitaminiques n'étant pas stériles, elles doivent être ajoutées avant la pasteurisation.
  • Le meilleur point d'injection est en amont de l'homogénéisateur qui, dans la plupart des cas, est le point de basse pression qui permet la distribution des vitamines dans le lait pendant le procédé d'homogénéisation.
• Installer la pompe à vitamines :
  • L'injecteur devrait se trouver à un point sur la ligne de production où la variation de pression est minimale.
  • Utiliser une ligne d'alimentation (tubes de qualité alimentaire), de la pompe à la ligne de transformation, qui est d'une longueur minimale et faite d'un matériau transparent permettant d'observer les bulles ou tout autre élément qui pourrait empêcher l'écoulement de vitamines dans le produit.
  • Veiller à ce que la pompe fonctionne uniquement lorsque l'unité de pasteurisation est en mode d'écoulement direct et à ce qu'elle ne fonctionne pas quand le système est en mode d'écoulement dévié.
    • Asservir la pompe et le dispositif de déviation afin que la pompe s'arrête quand le pasteurisateur passe en mode d'écoulement dévié et qu'elle redémarre quand le pasteurisateur revient en mode d'écoulement direct.
• Garder la pompe et les canalisations à vitamines propres et en bon état. Tenir des registres d'hygiène et d'entretien pour l'équipement.
• Vérifier le système de distribution des vitamines au démarrage et après tout changement pour déceler toute fuite ou poche d'air et corriger les paramètres du débit d'alimentation. Consigner ces vérifications et toute mesure corrective qui est prise.
• Vérifier et consigner au moins toutes les heures le niveau de solution vitaminique dans le réservoir pour s'assurer que la quantité de solution vitaminique est utilisée selon un taux constant et qu'il y aura suffisamment de solution jusqu'à la fin du cycle de production.
  • Consigner tout autre ajout de solution vitaminique au réservoir.
  • Noter au dossier tous les problèmes (comme les fuites, ou les poches d'air) ainsi que l'heure et les mesures qui ont été prises pour les corriger.
• Établir un plan d'intervention d'urgence écrit qui peut être mis en œuvre en cas de défaillance de la pompe à vitamines ou de toute autre partie du système de distribution des vitamines.
  • Interrompre la production si l'enrichissement en vitamines n'est pas efficace.

Méthode en discontinu – produits liquides

• Pour les raisons susmentionnées, ajouter les vitamines après la séparation, mais avant la pasteurisation.
• Mesurer précisément le volume de lait à enrichir et la concentration de vitamines à ajouter.
• Agiter suffisamment le lait pour assurer l'homogénéité après l'ajout de la solution vitaminique.

Méthode d'enchaînement continu – prémélange en poudre ajouté à une poudre finie

• Avant le démarrage, étalonner le doseur volumétrique de manière à ce qu'il distribue de façon constante la quantité voulue de prémélange vitaminique.
  • Verrouiller les réglages ou vérifier régulièrement qu'aucun ajustement non autorisé n'a été effectué et le consigner.
  • Tout changement de la vitesse de la pompe (débit) modifie les calculs visant à déterminer la quantité de vitamines requise et entraînerait l'ajout d'une quantité inexacte de vitamines.
• Consigner la quantité de prémélange vitaminique qui est ajoutée dans la trémie au démarrage et pendant la production. La quantité restante de produit dans la trémie à la fin de la période de production doit être calculée.
  • La différence entre ces valeurs peut servir à déterminer la valeur calculée.
• Vérifier toutes les heures le niveau de prémélange vitaminique dans la trémie pour s'assurer que la quantité de prémélange vitaminique est suffisante ou installer une alarme de bas niveau.
  • Tenir un registre de ces vérifications.
  • Noter les problèmes inhabituels dans le dossier ainsi que les mesures correctives qui sont prises.
• Ajouter des prémélanges vitaminiques avant le tamisage final.
  • L'ajout de vitamines aux poudres de lait avant le séchage détruit les vitamines.
  • Une étape de mélange permet d'assurer la répartition homogène dans le produit.
• Veiller à ce que le doseur volumétrique fonctionne uniquement lorsque le système est en mode d'écoulement direct.
• Établir un plan d'intervention d'urgence écrit qui peut être mis en œuvre en cas de défaillance du système de distribution des vitamines.
  • Interrompre la production si l'enrichissement en vitamines n'est pas efficace.

Méthode en discontinu – prémélange en poudre ajouté à une poudre finie

• Calculer et consigner la quantité de prémélange vitaminique ajoutée au mélangeur contenant une quantité prémesurée de poudre de lait.
• Mesurer précisément la quantité de poudre de lait à enrichir et la concentration de vitamines à ajouter.
• Agiter suffisamment la poudre de lait pour assurer l'homogénéité après l'ajout du prémélange vitaminique.

Évaluation du produit fini : contrôle de la qualité

Afin de vérifier la quantité de vitamines dans le produit fini, tenir des registres et effectuer des analyses en laboratoire, conformément à ce qui suit.

• Registres

  Pour chaque lot de produit préparé, consigner les éléments suivants sans un registre :

  • le nom du produit, le code de production ou la date de péremption du produit;
  • la quantité totale de solution vitaminique préparée;
  • la quantité de solution vitaminique utilisée;
  • la quantité de produit obtenue;
  • la quantité calculée de vitamines dans le produit, d'après la quantité de solution vitaminique utilisée (se référer aux calculs pour obtenir des exemples);
  • la quantité de lait reconditionné et de lait frais utilisée.
    • des vitamines ont été ajoutées au lait reconditionné tandis que le lait frais devra être enrichi.

• Analyse

  Prélever et analyser régulièrement des échantillons de tous les produits enrichis.

  • il faut confirmer l'analyse des vitamines à une fréquence garantissant que les exigences réglementaires sont systématiquement respectées
  • le faire plus fréquemment en cas d'écarts.
  • il est recommandé de prélever 3 échantillons :
    • un au début, un au milieu et l'autre à la fin du cycle de production.
  • prélever chaque mois des échantillons de vitamines bon marché.
  • prélever tous les 6 mois des échantillons de vitamines chères.
  • faire appel à un laboratoire accrédité pour l'analyse des vitamines.

• Examen

  • Comparer quotidiennement les valeurs calculées et les valeurs théoriques pour assurer leur corrélation (se référer aux calculs).
    • étudier les écarts importants et consigner toute mesure corrective.
  • Comparer les valeurs calculées et les résultats des analyses en laboratoire.
    • on peut s'attendre à un écart considérable entre ces deux valeurs en raison de plusieurs facteurs (par exemple, température d'entreposage des échantillons, différences entre les méthodes et erreurs).
    • rechercher les tendances entre les 2 valeurs plutôt que leur équivalence.

Calculs

Le Règlement sur les aliments et drogues (RAD) décrit l'enrichissement en vitamines des produits laitiers en fonction de l'apport quotidien recommandé (AQR) conformément à l'annexe K. Le tableau 1 présente un exemple des concentrations d'enrichissement en vitamines sur la base de 100 millilitres (mL) de lait de consommation, de lait sec reconstitué ou de lait évaporé reconstitué.

Détermination du volume d'un prémélange de vitamine préparé par pesée

Les prémélanges liquides peuvent être mesurés en poids plutôt qu'en volume. Utiliser la gravité spécifique (densité) du prémélange liquide pour convertir le poids en volume.

Utiliser la formule V = M / DP

où

V = quantité de prémélange vitaminique utilisé (mL)
M = poids du prémélange utilisé (g)
DP = densité du prémélange (g/mL)

Exemple de calcul

La gravité spécifique d'un prémélange de vitamine liquide est de 1,045 g/mL. Un poids de 3,5 g a été utilisé.

Quel est le volume du prémélange de vitamine liquide utilisé?

V = M / DP
V = 3,5 g / 1,045 g/mL
V = 3,35 mL du prémélange de vitamine liquide a été utilisé.

Détermination de la concentration d'une solution de vitamine diluée

Si un prémélange de vitamine liquide doit être dilué avant son utilisation, il faut déterminer la concentration de la solution de vitamine diluée avant de calculer la valeur théorique ou la valeur calculée.

Utiliser l'équation C_d = (C_p × V_p) / V_d

où

C_p = concentration du prémélange de vitamine (U.I./mL)
V_p =  volume du prémélange de vitamine utilisé (mL)
V_d =  volume de la solution de vitamine diluée à préparer (mL)
C_d =  concentration de la solution de vitamine diluée (U.I./mL)

Exemple de calcul

La concentration d'un prémélange de vitamine D est de 205 000 U.I./mL. De ce prémélange, 24 mL sont utilisés pour préparer 500 mL de solution vitaminée diluée.

Quelle est la concentration de la solution de vitamine diluée?

C_d = (C_p × V_p) / V_d
C_d = (205 000 U.I./mL × 24 mL) / 500 mL
C_d = 9840 U.I./mL

Cette valeur (C_d ) sera utilisée pour « C » lors du calcul de la valeur théorique ou de la valeur calculée dans les deux sections suivantes.

Valeurs théoriques

La valeur théorique sert à déterminer la quantité du prémélange de vitamine à ajouter pour obtenir la concentration voulue de vitamine dans le produit final. La méthode de pasteurisation utilisée (par lots ou en continu) a une incidence sur le calcul de cette valeur, tout comme l'utilisation d'un prémélange de vitamine dilué.

Remarque : Pour les besoins des calculs, la quantité de lait à enrichir doit être convertie en mL avant de l'introduire dans l'équation.

Méthode en discontinu

V = TQ / C

où

V = volume de prémélange vitaminique utilisée (mL)
T = teneur théorique en vitamines dans le produit fini (U.I./ mL)
Q = quantité de lait à enrichir (mL)
C = concentration du prémélange vitaminique (U.I./mL)

Exemple de calcul 

Si la concentration théorique (T) voulue dans le produit final est de 38,15 U.I./100 mL de vitamine D (voir tableau 1), calculer le volume de prémélange de vitamine (V) nécessaire pour obtenir cette concentration d'enrichissement.

D'abord, convertir la concentration théorique de la vitamine en U.I./mL :

38.15 U.I./100 mL / 100 mL = 0.3815 U.I./mL

V = volume de prémélange vitaminique utilisée (mL)
T = 0.3815 U.I./mL de vitamine D
Q = 1800 L (1800 L × 1000 mL/L = 1,800,000 mL)
C = 205,000 U.I./mL de vitamine D

V = TQ / C
V = [0.3815 U.I./mL x 1,800,000 mL] / 205,000 U.I./mL
V = 686,700 U.I. / 205,000 U.I./mL
V = 3.349 mL

Ainsi, le volume du prémélange de vitamine nécessaire pour atteindre la concentration de vitamine D de 38,15 U.I./100 mL de produit final est de 3,35 mL.

Méthode à écoulement continu 

P = TF / C

où

P = vitesse de la pompe (mL/minute)
T = teneur théorique en vitamines dans le produit fini (U.I./mL)
F = taux d'écoulement du lait (mL/minute)
C = concentration du prémélange vitaminique (ou concentration de la solution vitaminique diluée) (U.I./mL)

Exemple de calcul

Si la concentration théorique (T) voulue dans le produit final est de 39,975 U.I./100 mL de vitamine D (voir le tableau 1), calculer la vitesse de la pompe (P) à vitamine nécessaire pour atteindre cette concentration d'enrichissement.

D'abord, convertir la concentration théorique de vitamine en U.I./mL :

39,975 U.I./100 mL / 100 mL = 0,39975 U.I./mL

P = Vitesse de la pompe (mL/minute)
T = 0.39975 U.I./mL (39.975 U.I./100 mL) de vitamine D
F = 64 L/minute (64 L/minute × 1000 mL/L = 64,000 mL/minute)
C = 9840 U.I./mL

P = TF / C
P = [0.39975 U.I./mL x 64,000 mL/minute] / 9840 U.I./mL
P = 25,584 U.I./minute / 9840 U.I./mL
P = 2.6 mL/minute

Par conséquent, la vitesse de la pompe à vitamine nécessaire pour obtenir une concentration de 39,975 U.I. de vitamine D par 100 mL de produit final est de 2,6 mL/minute.

Qu'il s'agisse de la méthode par lots ou de la méthode en flux continu, plusieurs calculs peuvent être effectués pour déterminer la concentration théorique (T) de vitamine dans le produit final en fonction de différentes conditions de fonctionnement.

La valeur théorique (T) utilisée pour la mise en place des conditions d'exploitation est comparée à la valeur calculée (CV) afin de déterminer la corrélation entre les deux valeurs sur une base quotidienne.

Valeurs calculées

La valeur calculée sert à estimer la concentration réelle de vitamine dans le lait. L'utilisation d'un prémélange de vitamine dilué influera sur le calcul de cette valeur; voir la section Détermination de la concentration d'une solution de vitamine diluée. La valeur calculée doit se situer dans les fourchettes indiquées dans le tableau 1.

CV = C U / Q

où

CV = teneur calculée en vitamines dans le produit fini (U.I./mL)
C = concentration du prémélange vitaminique (ou concentration de la solution vitaminique diluée) (U.I./mL)
U = quantité totale de prémélange vitaminique utilisé (ou quantité de solution vitaminique diluée (mL)
Q = quantité totale de produits fini enrichi (mL)

Exemple de calcul

CV = teneur calculée en vitamines dans le produit fini
C = 50 000 U.I./mL de vitamine A
U = 64,8 mL
Q = 1810 L (1810 L × 1000 mL/L = 1 810 000 mL)

CV = C U / Q
CV = [50 000 U.I./mL × 64,8 mL] / 1 810 000 mL
CV = 3 240 000 U.I./1 810 000 mL
CV = 1,79 U.I./mL de vitamine A

Cette valeur doit être convertie en U.I./100 mL.

Donc : 1,79 U.I./mL × 100 mL = 179 U.I./100 mL

CV = 179 U.I./100 mL de vitamine A

Conversion des unités internationales (U.I.) de vitamine D en microgrammes (µg)

La concentration de vitamine D peut être exprimée en U.I. ou en µg. Étant donné que 40 U.I. de vitamine D équivalent à 1 microgramme (µg) de vitamine D, pour la conversion, on utilise la multiplication ou la division.

Exemples de calcul

Pour convertir des U.I. en µg, diviser le nombre d'U.I. par 40.

Par exemple, 300 U.I. de vitamine D équivalent à 7,5 µg :

300 U.I. / 40 U.I./µg = 7,5 µg

Pour convertir des µg en U.I., multiplier le nombre de µg par 40.

Par exemple, 2 µg de vitamine D équivalent à 80 U.I. :

2 µg x 40 U.I./µg = 80 U.I.

Pour convertir des U.I./100 mL en µg/100 mL, diviser le nombre d'U.I./100 mL par 40.

Par exemple, 30 U.I./100 mL équivalent à 0,75 µg/100 mL :

30 U.I./100 mL / 40 U.I./µg = 0,75 µg/100 mL