Microstructure, physicochemistry, microbial populations and aroma compounds of ripened Cantal cheeses

French. En dépit de sa production élevée (18 000 T/an), peu d'études ont été consacrées au Cantal (3e Appellation d'Origine Contrôlée française) dont le procédé de fabrication peut être rapproché de celui du Cheddar. Pour accroître les connaissances sur cette variété de fromage, deux fromages Cantal affinés, obtenus à partir de lait cru, selon deux procédés de fabrication ont été caractérisés analytiquement au plan biochimique, physico-chimique, microbiologique et microstructural, à la fois par l'analyse des fromages et de leurs jus respectifs obtenus par extraction sous pression. Les résultats obtenus ont été comparés aux données existantes sur le Cheddar et l'Emmental. Les principales différences mises en évidence entre Cantal et Cheddar concernent le niveau de protéolyse (teneurs en N × 6,38 et proportion de N soluble dans le TCA accrues par rapport aux jus extraits de Cheddar), une teneur en CaT ainsi qu'un rapport molaire CaT/PT plus élevés dans le Cantal. Si la teneur en acides aminés libres ne différait globalement pas de celle décrite pour le Cheddar, les variations déterminées au niveau individuel suggéraient que l'activité métabolique de la microflore d'affinage (probablement apportée par le lait cru mis en oeuvre) était différente entre les deux Cantal étudiés. Les déterminations microbiologiques effectuées à l'aide de différents milieux de culture montraient que la flore était principalement constituée de bactéries lactiques mésophiles et thermophiles. Toutefois, une microflore d'affinage très variée (probablement, propionibacteria, corynebacteria, staphylocoques et microcoques ainsi que des levures), à des niveaux de 104 à 105 ufc·g-1 a pu être identifiée et comparée aux quelques données existantes de la littérature. Une très faible teneur en bactéries indésirables (coliformes et Pseudomonas) a également été dénombrée. Un total de 44 composés volatils neutres ont été caractérisés mais comme pour de nombreuses autres variétés fromagères incluant le Cheddar, trois d'entre eux (éthanol, 2-butanone et 2-butanol) représentent plus de 95 % de l'aire totale des pics déterminés par chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse. La comparaison détaillée des teneurs en composés volatils des deux Cantal étudiés confirmaient la différence d'activité métabolique de la microflore native des laits mis respectivement en fabrication. L'analyse de la microstructure des fromages par microscopie confocale à laser, montrait que l'essentiel de la matière grasse du Cantal se trouvait sous forme non structurée en globules mais bien sous forme d'amas de taille variable ayant une propension aisée à s'extraire de la matrice caséique, et ce particulièrement pour la matière grasse voisine de la croûte du fromage. Les résultats obtenus précisent sur de nombreux aspects les paramètres de composition du Cantal affiné. Ils ouvrent également la voie à de nouveaux travaux tant sur les cinétiques d'obtention mises en oeuvre au cours du procédé de fabrication de ces paramètres que sur une meilleure connaissance du métabolisme de l'écosystème d'acidification et d'affinage.

English. n spite of its high production (18000 T yearly), very few studies have been devoted to Cantal, a French AOC ("Appellation d'Origine Contrôlée") cheese variety whose making process is close to that of Cheddar. To improve the knowledge of this type of cheese, two ripened Cantal cheeses issued from raw milk and two different industrial processes were biochemically, physicochemically, structurally and microbiologically characterised through the analysis of both cheese sectors and juices extracted by pressure. The results obtained were compared with Cheddar and Emmental cheeses. The main differences between Cheddar and Cantal cheeses of the same age were a higher rate of proteolysis for Cantal cheese shown by both the total nitrogen content and the TCA soluble nitrogen in the respective cheese juices, and higher CaT content as well as an increased molar CaT/PT ratio in the Cantal cheese. Free amino contents in the cheese aqueous phase were similar but individual variations suggested an effect of the secondary ripening microflora provided by the raw milk used. Microbial counts done on different media showed a dominant mesophilic and thermophilic lactic acid bacteria flora, a subdominant flora composed of various ripening bacteria and yeasts and a very low level of some coliforms and of Pseudomonas. An amount of 44 neutral volatile compounds were identified but 3 of them determined by GC-MS (ethanol, 2-butanone and 2-butanol) represented more than 95% of the total peak area. Some variations in these main compounds as well as in minor ones confirmed a difference in the native microflora in the two studied Cantal cheeses. Nevertheless, these data appeared in the range of those reported for Cheddar. The microstructure of fat determined by confocal laser scanning micrography showed that little is present in Cantal cheese as intact fat globules. Most of this component appeared as free fat included in the casein matrix with a high ability to oil off, especially the part which is near the crust. As well as offering a precise characterisation of many compositional aspects of ripened Cantal cheese, this study opens the way for further works on the process kinetics carried out in the making processes and for a better knowledge of the ecosystem metabolism.