Whey'Coholic: brasser de la bière avec du lactosérum

Une étude révèle des possibilités surprenantes pour l'industrie alimentaire

Le lactosérum est l'un des principaux flux résiduels inexploités dans l'industrie laitière. Six à neuf litres de lactosérum sont créés pour chaque kilo de fromage. Dans notre pays, cela représente près d'un million de tonnes par an. Alors que les grands transformateurs laitiers peuvent valoriser une partie de ce lactosérum, les petits producteurs se retrouvent avec un liquide de plus en plus difficile et  coûteux à évacuer. Parce que cette pression écologique et économique s'accroît, l'UCLL et la KU Leuven ont lancé le projet Whey'Coholic, qui étudie comment ce flux résiduel considérable pourrait avoir une seconde vie au sein de l'industrie alimentaire.

De flux résiduel à matière première fonctionnelle

Le projet fait suite à des expériences sporadiques menées à l'étranger, mais n'a jamais fait l'objet d'une étude systématique en Flandre. La question clé: le lactosérum, avec son mélange de lactose, d'acides et de protéines, peut-il constituer une alternative utile à l'eau de brassage sur les plans technique et sensoriel? Et peut-il simultanément rapprocher deux secteurs par le biais de chaînes locales et circulaires?

Le lactosérum n'étant pas un liquide uniforme, les chercheurs ont d'abord analysé différents types de lactosérum en termes de composition, d'acidité, de teneur en protéines et de durée de conservation. Lactosérum de vache, de chèvre ou de brebis, acide ou doux, avec ou sans matières grasses et protéines: chaque profil se comporte différemment dans les processus de fermentation. Cette caractérisation a été réalisée en collaboration avec des producteurs laitiers fermiers et des transformateurs plus importants et a servi de base aux essais de brassage.

"Pour de nombreux producteurs laitiers aujourd'hui, le lactosérum représente encore un coût et non une matière première. La question était de savoir si nous pouvions y associer une application significative dans un autre secteur", explique Tom Janssen, business developer au Centre d'expertise en technologies durables (UCLL) et impliqué dans le projet. "Le fait que les brasseries cherchent simultanément à réduire leur consommation d'eau et leur impact sur l'environnement a rendu cette fertilisation croisée encore plus intéressante."

Dans la brasserie pilote de la KU Leuven Gent, on a testé plusieurs scénarios dans lesquels l'eau de brassage était progressivement et finalement complètement remplacée par du lactosérum. Les chercheurs ont contrôlé non seulement les paramètres de brassage classiques, mais aussi le taux de filtration, la stabilité de la mousse, le comportement des protéines et les propriétés sensorielles.

"La conclusion la plus frappante? Même en remplaçant 100% de l'eau, aucun goût indésirable de lait ou de fromage n'est apparu. Cela a permis de lever le principal obstacle et de se concentrer sur le contrôle des arômes et le développement des produits", explique  Janssen.

De nouveaux arômes, moins de malt et plus de variété

Le lactosérum ne se comporte pas comme un remplissage neutre, mais comme un ingrédient actif. Le lactose présent n'est pas décomposé par la levure de bière standard, ce qui donne une sensation plus ronde et plus douce en bouche et une amertume perçue légèrement inférieure, sans pour autant rendre la bière trop sucrée. Lorsque le lactose est préalablement converti de façon enzymatique en sucres fermentescibles, un profil différent apparaît: une bière plus sèche, avec un accent plus marqué sur l'amertume et jusqu'à 30% de malt en moins nécessaire pour le même volume d'alcool.

Janssen: "Les protéines jouent également un rôle. Dans le lactosérum de chèvre, la teneur en protéines est plus élevée, ce qui ralentit la filtration mais donne au produit final une fraction protéique plus élevée. Cela ouvre des perspectives pour les boissons à faible teneur en alcool ou les boissons fonctionnelles dans lesquelles la teneur en protéines et la sensation en bouche sont importantes, par exemple les bières sportives ou les boissons de récupération." La brasserie pilote a testé une variété de styles (stouts, triples, bières plus légères) et, à chaque fois, le lactosérum s'est avéré apporter un caractère aromatique et structurel distinctif. Résultat: de nouveaux types de bières, et non des copies de classiques existants.

Une boîte à outils supplémentaire pour le développement de produits

Outre les résultats technologiques, le projet met également en évidence les nombreuses possibilités d'application du lactosérum en tant que base de fermentation. "Des recherches supplémentaires ont montré que le lactosérum ne fonctionne pas seulement comme un substitut de l'eau, mais aussi comme un vecteur actif d'arômes et de structures", explique Janssen.

"Les acides lactiques présents influencent le pH de manière prévisible, ce qui offre aux brasseurs un levier intéressant pour contrôler le comportement des levures et la formation des arômes. Cela ouvre la voie à des bières plus profondes, ainsi qu'à des boissons hybrides qui se situent entre la bière et les boissons lactées fermentées. Il s'agit d'une catégorie qui fait l'objet d'une expérimentation croissante au niveau international."

"Des recherches supplémentaires ont montré que le lactosérum fonctionne non seulement comme un substitut de l'eau, mais aussi comme un vecteur actif d'arômes et de textures"

En outre, le projet montre que le lactosérum peut facilement être associé à d'autres filières de valorisation des résidus. Dans l'industrie laitière, la poudre de lactosérum est depuis longtemps utilisée dans les biscuits, les snacks et les applications de boulangerie. Janssen: "Le passage aux boissons s'inscrit dans cette logique. L'utilisation du lactosérum comme milieu de fermentation offre aux entreprises alimentaires de nouvelles possibilités de développement de produits: des boissons fonctionnelles à faible teneur en alcool aux variantes sportives à haute teneur énergétique dans lesquelles les protéines naturelles du lactosérum sont conservées."

Réalité logistique et faisabilité économique

Sur le plan technologique, le seuil à franchir pour les brasseurs est relativement bas: le processus de brassage lui-même passe par des chaudières et des tuyaux existants, sans investissements supplémentaires majeurs. "Les véritables défis se situent au niveau de la logistique et du stockage. Le lactosérum est volumineux et périssable; le transport de grandes quantités sur de longues distances est coûteux et risqué. Dans la pratique, tout milite donc en faveur de circuits locaux, avec un transformateur laitier et un brasseur travaillent ensemble au sein d'une même région", explique Janssen.

Pour le producteur laitier, cela signifie qu'il passe d'un coût à un flux de revenus. Des calculs internes au projet montrent que le coût supplémentaire se traduit par quelques centimes par bouteille, en fonction du volume, des dispositions logistiques et de l'éventuelle conversion du lactose. Pour le brasseur, l'eau du robinet reste moins chère en soi, mais la valeur ajoutée réside dans le produit final: une bière distinctive avec une histoire distinctive autour de la circularité et de la collaboration locale.

Le fait qu'il ne s'agisse pas d'une histoire purement théorique est prouvé, entre autres, par une étude de cas à Grammont. Des acteurs locaux y ont développé une bière spéciale à base de lactosérum issu du processus traditionnel de fabrication de la tarte au maton. Le lactosérum est collecté directement auprès du producteur dans des conteneurs IBC, après quoi le brasseur commence à travailler avec. La bière est commercialisée localement et met en évidence le lien entre les produits régionaux et l'innovation circulaire.

Au-delà de la bière

Whey'Coholic était avant tout un projet brassicole, mais il a également ouvert de nouvelles voies de recherche pour l'industrie agroalimentaire au sens large. En collaboration avec une distillerie néerlandaise, des tests ont été effectués sur des spiritueux à base de lactosérum. Ils ont révélé de légères notes de fromage, qui pourraient donner un caractère distinctif intéressant aux spiritueux.

Parallèlement, des recherches sont en cours à l'UCLL sur la fermentation microbienne du lactosérum en matière fongique comme source alternative de protéines. La culture de champignons comestibles sur le lactosérum crée une biomasse microbienne qui pourrait, en principe, être utilisée dans des substituts de viande ou d'autres produits alimentaires riches en protéines.

Un regard vers l'agriculture également: certains cultivateurs utilisent déjà aujourd'hui le lactosérum comme pulvérisation foliaire. Un nouveau projet de recherche devrait maintenant établir dans quelle mesure le lactosérum peut fonctionner comme biostimulant, quels types conviennent le mieux à cet effet et comment les flux résiduels peuvent être utilisés de la manière la plus sûre possible.

Les résultats de la recherche, les compositions et les données sensorielles sont disponibles et constituent un point de départ pour le développement de nouveaux produits. Les entreprises peuvent commencer par des volumes d'essai limités, des éditions spéciales uniques ou des projets de co-création avec des partenaires existants dans leur chaîne. "Nous avons maintenant démontré que c'est techniquement possible, que le goût est bon et qu'aucune modification majeure du processus n'est nécessaire. La prochaine étape est que les entreprises commencent à l'utiliser", déclare  Janssen.

Les parties intéressées peuvent contacter Tom Janssen (UCLL, tom.janssen@ucll.be) pour obtenir de plus amples informations, accéder aux résultats de la recherche ou rencontrer des partenaires potentiels.