Les protéines de sérum ou protéines de lactosérum restent solubles après ajout de présure ou lorsque le pH du lait est abaissé à 4.6. Elles se retrouvent dans le lactosérum d’où leurs appellations : protéines solubles, sériques ou lactosériques.
Les protéines existent en faible quantité dans le sérum. En effet, elles ne représentent qu’environ 13% de la matière sèche du sérum. L’extraction de ces protéines présente un très grand intérêt car elles possèdent une grande valeur nutritive et d’excellentes propriétés fonctionnelles.
Les WPC également appelés Whey Protein Concentrate, sont des concentrés de lactosérum ayant une teneur en protéines sériques de 15% à 80%. Ce sont des ingrédients dérivés du lactosérum. Ils sont fabriqués à partir de lactosérum dessalé et délactosé à des degrés divers. Les WPC sont généralement produits en utilisant l’ultrafiltration de lactosérum et la concentration de protéines peut être accrue par l’utilisation de la diafiltration. Le séchage est généralement spray (séchage par atomisation).
Ils sont utilisés comme ingrédients pour la fabrication de produits laitiers reconstitués, de produits diététiques ou de boissons pour sportifs, en alimentation infantile…
L’utilisation des techniques membranaires et notamment de l’ultrafiltration a permis de voir apparaître les WPC dans les années 70. Aujourd’hui, le cracking du lait est poussé à son maximum avec la possibilité d’isoler des fractions protéiques particulières dont on recherche certaines propriétés fonctionnelles. Il est alors possible de distinguer :
- Les WPC 35 : ils sont utilisés comme substitut de poudre de lait écrémé et comme stabilisateur et imitateur de la matière grasse dans les yaourts, les aliments de régime, l’alimentation infantile et les confiseries. La qualité hydrophile et les propriétés gélifiantes des WPC sont explicitement utiles dans les produits de transformation secondaire.
- Les WPC à haute teneur protéique (>50%) : ils conviennent particulièrement à l’utilisation des boissons nutritionnelles et protéiques (alimentation sportive), les aliments de régime, les soupes, les produits cuits au four, les produits à faible teneur en matière grasse.
Les protéines de lactosérum ont à la fois d’excellentes propriétés fonctionnelles et une très haute valeur nutritionnelle : la composition en acides aminés essentiels répond à toutes les exigences de la nutrition humaine. De ce fait, elles sont considérées comme des protéines idéales pour la diététique humaine. La concentration des protéines du lactosérum par ultrafiltration est une pratique courante dans l’industrie laitière.
En dehors de la qualité nutritionnelle, les concentrés de protéines de lactosérum présentent des propriétés technologiques d’un très grand intérêt :
- Solubilité dans la gamme des pH de 1 à 8 : ils peuvent être utilisés dans les boissons à bas pH sans provoquer de décantation, ils sont également utilisés en viennoiserie et biscuiterie.
- Capacité de rétention d’eau : ils sont utilisés dans l’industrie de la salaisonnerie, de la viande et de la panification.
- Pouvoir gélifiant et piégeage de l’arôme sous l’action d’un traitement thermique : ils peuvent se substituer au blanc d’œuf pour les industries de la charcuterie et les plats cuisinés.
- Substitut de poudre de lait écrémé : ils sont alors utilisés en produits laitiers et yaourts.
Les concentrés de protéines de lactosérum sont employés dans diverses applications en raison de leurs nombreuses propriétés fonctionnelles qui sont pour la plupart associées aux protéines de lactosérum.
- Agent hydrophile / pouvoir de rétention d’eau : Réduction des coûts de formulation
Applications : saucisses, panification
- Pouvoir moussant et fouettant : Pellicule stable
Applications : Produits diététiques, desserts (mousselines, garnitures de crème fouettée…)
- Pouvoir émulsifiant : les protéines stabilisent les émulsions grasses
Applications : saucisses, soupes, crèmes glacées
- Gélification / viscosité :
Applications : confiseries, soupes et sauces
- Brunissement : les protéines réagissent avec le lactose et les autres sucres et contribuent à la couleur des produits lorsqu’ils sont chauffés (Réaction de Maillard).
Applications : produits cuits au four
Lorsqu’une concentration plus élevée en protéine et une concentration plus faible en lactose est souhaitée, les WPI sont alors préférés aux WPC.
Les WPI, également appelés Whey Proteine Isolate, sont des produits avec une teneur protéique de 85%. Ils sont obtenus par concentration et purification des WPC. Ce sont des ingrédients dérivés du lactosérum.
Les isolats de protéines de sérum sont une protéine pure présentant de nombreux atouts :
- Une faible contenance en lactose (teneur <1%)
- Un faible taux de lipides
- Une faible teneur en sodium résiduel
Les WPI sont notamment utilisés dans la fabrication de produits laitiers reconstitués, produits diététiques, alimentation infantile et boissons pour sportifs… Ces produits se digèrent facilement et aident le corps à récupérer après un effort physique (notamment pour la constitution des muscles). Ils participent également à la bonne croissance et au développement optimal des enfants en bas âge grâce à leur forte teneur en acides aminés.
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