Il existe différentes qualités de poudres de lactose selon le marché et l’application ; pour l’alimentation des veaux, la consommation humaine, les laits infantiles ou la pharmacie. La pureté la plus faible est surtout utile en alimentation animale alors que pour utilisation en pharmacie, un lactose haute pureté sera recherché. Le tableau  ci-dessous donne quelques spécifications pour du lactose qualité humaine, dit « edible » selon le Codex Alimentarius (2001) et du lactose de qualité pharmaceutique selon la pharmacopée (British Pharmacopoeia, 2001; US Pharmacopoeia, 1995).

Par nature, plus le taux de lactose est élevé, plus le lactose sera considéré comme pur.

Tableau 1 : Définition réglementaire du lactose

Par nature, plus le taux de lactose est élevé, plus le lactose sera considéré comme pur. Bien évidemment, la qualité microbiologique et la pureté chimique sont spécifiques à chaque catégorie de lactose et vont dépendre très fortement du savoir-faire industriel et donc de la maîtrise des différentes étapes de fabrication:

• • • Maitrise de la matière première (lactosérums, perméat, etc…) : cette étape est primordiale. Il existe autant de type de lactosérum que de variété de fromage. Or la composition biochimique du lactosérum à traiter impacte fortement les différentes étapes dont notamment la cristallisation du lactose. En effet, il existe de nombreux composants qui sont des anti-cristallisants. En règle générale, la présence de composés plus hygroscopiques que le lactose est un frein à la cristallisation tels que l’ammoniaque, l’urée, l’azote non protéique (NPN), les minéraux solubles (NaCl, Kcl, etc.). De même, les protéines impactent fortement la cinétique de cristallisation du lactose. Plus la teneur en protéines est élevée, plus la taille des cristaux est réduite, ce qui est un avantage pour la réalisation de poudre de lactosérum, mais un inconvénient pour la réalisation de poudre de lactose. La riboflavine connue aussi sous le nom de vitamine B2, composé très connue pour donner sa couleur jaune au lactosérum, est également un composé anti-cristallisants.

• • • Maitrise des opérations de prétraitements: les techniques de séparation physique ou chimique sont primordiales pour améliorer la composition du liquide laitier à traiter en vue de la production de  poudre de lactose de qualité.

• • • Maitrise de la concentration par évaporation sous vide. Même si c’est une technologie éprouvée, la température, la viscosité et la teneur en matière sèche du concentré issu de cette étape va conditionner l’étape suivante qu’est la cristallisation du lactose

• • • Maitrise de la cristallisation du lactose: cette étape doit permettre de produire de nombreux gros cristaux de lactose sous forme a monohydratée. Pour cela, il y a 3 étapes clés, qui sont : la Nucléation puis la Croissance, et en parallèle de la croissance, la Mutarotation. Sans nucléation, pas de croissance et pas de cristaux ; sans mutarotation, pas de taux élevé de cristallisation.

La nucléation se définit comme la formation, dans un milieu de structure et de composition définie, de noyaux constituant le cœur de développement d’une nouvelle structure physique ou chimique (cristaux de lactose par exemple). La nucléation est dite homogène si les noyaux sont répartis de façon uniforme.

La mutarotation peut s’expliquer comme le changement du pouvoir rotatoire entre 2 formes, alpha et béta  pour maintenir un certain équilibre chimique.

Figure 2 : La mutarotation du lactose

• • • Maitrise de l’essorage: il faut séparer les cristaux de lactose de sa solution mère de manière à commencer à purifier le lactose. Cet essorage est suivi d’une étape de lavage.

• • • Maitrise du lavage: c’est en partie ce procédé qui est au cœur de la pureté de la poudre de lactose. Le lavage est essentiel de manière à bien éliminer les impuretés solubles pour améliorer la pureté de la poudre de lactose.

• • • Maitrise du séchage: c’est une étape qui permet d’éliminer l’eau résiduelle de manière à baisser l’activité de l’eau pour augmenter la conservation de la poudre.

• • • Maitrise du broyage: elle permet d’ajuster le profil granulométrique de la poudre de lactose en fonction des fonctionnalités recherchées.

Figure 3 : Etapes de fabrication

Lactose haute pureté et teneur en Riboflavine

La teneur en Riboflavine du lait et du lactosérum varie fonction de la saisonnalité, de l’alimentation des vaches ou encore des procédés de fabrications desquels sont issus les lactosérums servant à la fabrication du lactose. La teneur en riboflavine peut ainsi varier du simple au double.

Le lactose ayant une très forte affinité avec la Riboflavine, on comprend dès lors combien la pureté d’un lactose peut varier. Les étapes de lavage sont ainsi primordiales pour libérer le lactose de la Riboflavine. Ainsi les lactoses dits de haute pureté (faible teneur en vitamine B2, faible teneur en cendres et en protéines) peuvent jouer un rôle considérable dans les utilisations telles que la fabrication de dérivés du lactose ou en nutrition infantile. Dans le premier cas, il sera préférable d’utiliser un lactose le plus pure possible pour améliorer les rendements et les temps de process alors que dans le deuxième cas un lactose haute pureté (c’est-à-dire ne comportant pas de Riboflavine) permettra une meilleure régularité du profil vitaminique des formulations infantiles.

Pour conclure, une matière première maîtrisée va permettre une concentration par évaporation sous vide optimale suivi d’une cristallisation du lactose sous sa forme a monohydratée avec un rendement maximum pour ensuite améliorer la pureté du lactose via un essorage couplé à un lavage optimisé avant de terminer par la stabilisation de ce lactose sous forme de poudre grâce au séchage sur lit fluidisé suivi d’un broyage avant contrôle qualité et conditionnement.

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