The temperature and storage effect on the microstructure of the milk fat globule membrane

Abstract

Dans les pays en développement, quels que soient le climat et lesespèces animales domestiquées, le lait et ses dérivés occupent leplus souvent une place importante dans la vie quotidienne et constituentun vecteur indéniable de développement. La diversité des pratiques,des outils et des produits nis est considérable et implique unensemble d’acteurs le long des chaînes d’approvisionnement. Parfoismenacés par les dynamiques en cours de la mondialisation, le lait etses dérivés représentent néanmoins une valeur patrimoniale inestimable.Outre leur rôle nutritif incontesté, ces produits ont souvent unrôle clé dans la microéconomie et le développement territorial, avecde multiples modèles selon les contraintes et les opportunités locales.L’objectif de ces rencontres, qui font suite à la 1re édition organisée àRennes (France) en 2014 (colloque6.inra.fr/lait2014), est de favoriser leséchanges d’expériences autour de la diversité des modèles de développementlaitier observés à l’échelle de la planète, de rassembler toutes lesinitiatives et réseaux impliqués, de mesurer l’importance des femmes etdes jeunes dans ces dynamiques et de m@ieux cerner le rôle des politiquespubliques pour accompagner cet essor.Aboutir ensemble à une meilleure coordination des actions autour dulait dans les pays en voie de développement, et notamment à des projetsconjoints de recherche, de formation ou d’appui est la principaleambition de ces rencontres.Milk is an emulsion of fat droplets stabilized by a biological membrane called the milk fat globule membrane. The MFGM is mainly composed of polar lipids that have different melting temperatures (Tm), cholesterol, glycoproteins, and enzymes. The microstructure of the MFGM depends on the packing of polar lipids in the outer bilayer of the membrane that can lead to phase separation with formation of ordered domains [1]. This microstructure and the phase separation of lipids induced by the formation of domains are still poorly known despite its importance in dairy processing and in nutrition. Milk is usually submitted to changes in temperature e.g. storage (4-7°C), churning (10-12°C) and heat treatments (e.g. pasteurization). Do these temperature variations and thermal history of milk affect the packing of polar lipids in the plane of the MFGM?In this work,we characterized the evolution of the MFGM microstructure in situ, in milk as function of temperature and time by using confocal microscopy and Rh-DOPE as fluorescent probe.The dynamic of lipid domains was investigated on wide range of temperature (4-60°C) which includes the temperature of MFGM phase transition (gel/fluid; Tm = 36.4°C). The cooling kinetics from 60°C and storage duration at low temperature (4 or 20°C) affect the shape, the size and the number of lipid domains, through the mechanisms of nucleation and growth. On the other hand, heating kinetics show several responses of lipid domains such as diffusion, coalescence, reduction in size or disappearance at the surface of the fat globules [2]. We suggest also that the reaction of lipid domains to temperature changes can indicate its phase state (gel or ordered liquid) and the composition (presence of cholesterol). These structural changes can affect the interfacial properties of the MFGM with consequences on the functional properties of fat globules and on the digestion mechanisms