Applicability of a simulated mathematical model for the production of pasteurized milk and yoghurt under experimental conditions

Authors

  • Seydou TRAORE Université Nazi Boni, Institut du Développement Rural (IDR), Ecole Doctorale Sciences Naturelles-Agronomie, Laboratoire de Recherche et d'Enseignement en Santé Biotechnologie Animales https://orcid.org/0009-0006-7310-0899
  • Mariétou SISSAO Université Thomas Sankara, Centre Universitaire de Tenkodogo https://orcid.org/0009-0009-4738-1326
  • Vinsoun MILLOGO Université Nazi Boni, Institut du Développement Rural (IDR), Ecole Doctorale Sciences Naturelles-Agronomie, Laboratoire de Recherche et d'Enseignement en Santé Biotechnologie Animales https://orcid.org/0009-0006-7310-0899

DOI:

https://doi.org/10.64707/revstsna.v44i2.2131

Keywords:

milk, mathematical model, collection, yoghurt, pasteurized milk

Abstract

The quality of dairy products in West Africa is compromised by the use of inappropriate raw milk collection and storage systems. The objective of this study was to apply a mathematical model for raw milk collection and storage developed in Burkina Faso with a view to improving the quality of raw milk and local dairy products from milk processing units. Using a modelled collection system, 32 liters of raw cow's milk were collected and stored (+4°C) from 48 dairy farms and six

milk collection centres. They were grouped into four blocks or levels and located at

a distance of 0-50 km from the center of Bobo-Dioulasso. After storage at +4°C, the raw milk was processed into pasteurised milk and yoghurt. These dairy products were tested for nutritional and microbiological parameters during 15 and 30 days of storage (+4°C) for pasteurised milk and yoghurt, respectively. Statistical methods focused on data description and Student's t-test using XLSTAT software. The results for stored raw milk showed variable pH (6.94 to 6.80), dry matter (15.99% to 18.10%), fat (2.98% to 4.76%), protein content (3.72% to 4.01%) and density (1.028 to 1.030). The microbiological results show a  total aerobic count of 3.6 × 101 CFU/mL in pasteurised milk and the absence of thermotolerant coliforms, Staphylococcus aureus, yeasts and moulds in yoghurt and pasteurised milk. It can be concluded that modelling the collection and storage system can enable the production of dairy products of better nutritional and sanitary quality for consumers.

References

ABDALLA A. and ABDEL NABI S., 2010. Chemical Composition of Mish "A Traditional Fermented Dairy Product" from Different Plants During Storage. Pakistan Journal of Nutrition, 9(3), 209-212

ABDELMALEK A., BEY F., GHEZIEL Y., KRANTAR K., AIT ABDESLAM A., MERIBAI A., MEDOUAKH L. and BENSOLTANE A., 2009. Viability and resistance to acidity of Bifidobacterium sp in Algerian’s Bio-yoghurts. Egypt.Jo.of Appl. Sci. 24(2A), 193- 201

AFNOR., 2001. Détermination de la matière grasse. Méthode gravimétrique (méthode de référence). NF EN ISO 1211. 21 p.

AKABANDA F., OWUSU-KWARTENG J., GLOVER R.L.K. and TANO-DEBRAH K., 2010. Microbiological Characteristics of Ghanaian Traditional Fermented Milk Product, Nunu. Nature and Science, 8(9), 178-187.

BERD., 2010. Programme de développement de la filière lait au Burkina Faso. Etude de faisabilité. Rapport définitif, MRAH, Ouagadougou. 82 p.

BURKE N., ZARCHARSKI K., SOUTHEM M., HOGAN P., RYAN M. and ADLEY C.C., 2018. The Dairy Industry: Processing, Monitoring, Standards, and quality. IntechOpen, Chapter 1, pp.1-25.

CODEX ALIMENTARIUS., 2003. Normes pour les laits fermentés. (CXS 243-2003), 6 p.

COMPAORE C.S., TAPSOBA F.W., PARKOUDA C., KOMPAORE R., BAYILI R.G., DIAWARA B., SAVADOGO A., JESPERSEN L. and SAWADOGO-LINGANI H., 2021. Biochemical and Microbiological Characteristics of Raw Milk and Curdled Milk Originated from the Central Region of Burkina Faso. American Journal of Food and Nutrition, 9(1), 7-15.

CORNIAUX C., 2013. Etude relative à la formulation du programme d’actions détaillé de développement de la filière lait en zone UEMOA. Annexe 2 : Rapport Burkina Faso, 28 p.

COULIBALY A., SAMAKE F., ADAMOU M. et SANOGO Y., 2020. Qualité du lait cru local produit à Bamako. Symposium malien sur les sciences appliquées (MSAS). 11ème Conférence. pp. 207-212.

DIA A., BROUTIN C. et DUTEUTRE G., 2009. Les systèmes de collecte du lait en Afrique de l’Ouest : échec ou espoir ? Grain de sel pp. 46-47.

FAWZIA H., AMANY R.E., SABAH S.A. and HASSAN M.S., 2016. Implementation of hazard analysis and critical control point (HACCP) system in dairy processing. Int. J. of Adv. Res, 4(3), 950-966.

GEARY U., LOPEZ-VILLALOBOS N., GARRICK D.J. and SHALLOO L., 2010. Development and application of a processing model for the Irish dairy industry. J. Dairy Sci, 93(11), 5091-5100.

GHAZI K. et NIAR A., 2011. Qualité hygiénique du lait cru de vache dans les différents élevages de la Wilaya de Tiaret (Algérie). Tropicultura, 29(4), 193-196.

GRET/IPROLAIT., 2020. Maîtrise de la qualité de la transformation laitière au Burkina Faso- Guide de bonnes pratiques d’hygiène du lait, Burkina Faso, pp. 10-90.

HAMIROUNE M., BERBER A. et BOUBEKEUR S., 2014. Qualité bactériologique du lait cru de vaches locales et améliorées vendu dans les régions de Jijel et de Blida (Algérie) et impact sur la santé publique. Ann. Méd.Vét. 158(2), 137-144.

IBRAHIM S.A. and CARR J.P., 2006. Viability of bifidobacteria in commercial yogurt products in North Carolina during refrigerated stor. International journal of dairy Technologie,59(4), 272-277.

INSD (Institut National de la Statistique et de la Démographique)., 2020. 5ième Recensement Général de la Population et de l’Habitation du Burkina Faso, MEFD, pp. 24-43.

ISO 15214., 1998. Microbiologie des aliments - Méthode horizontale pour le dénombrement des bactéries lactiques mésophiles - Technique par comptage des colonies à 30oC, 7 p.

ISO 21527-1., 2008. Microbiologie des aliments-Méthode horizontale pour le dénombrement des levures et moisissures-Partie 1 : Technique par comptage des colonies dans les produits à activité d’eau supérieure à 0,95, 6 p.

ISO 4833-1., 2013. Microbiologie des aliments. Méthode horizontale pour le dénombrement des micro-organismes. Technique de comptage des colonies à 30°C, 9 p.

ISO 659., 1998. Graines oléagineuses. Détermination de la teneur en huile (Méthode de référence), 13 p.

ISO 6888-2., 1999. Microbiologie des aliments. Méthode horizontale pour le dénombrement des staphylocoques à coagulase positive (Staphylococcus aureus et autres espèces). Partie 2 : technique utilisant le milieu gélosé au plasma de lapin et au fibrinogène, 12 p.

JORA., 1998. Arêté interministériel de 23 juillet 1994. Relatif aux spécifications microbiologiques de certaines denrées alimentaires. Journal Officiel de la République Algérienne, N°35, pp. 7-25.

KASAMBA I.E., EKWALANGA B.M., ILUNGA N.J., KALENGA M.K.P. and MALANGU M.E.P., 2019. Perception et qualité physico-chimique et microbiologique du yaourt probiotique fabriqué et commercialisé à Lubumbashi. American Am. J. innov. res. appl. sci. 9(1), 85-91.

M’HAMDI N., BARAOUI R., DAREJ C., MAHJOUB A., HASSAYOUNE L., M’HAMBI H. and LANOUAR L., 2018. The effect of storage Temperature and Duration on the Composition and Bacteriological Quality of Raw Milk. Research review: Journal of Agriculture and Allied Sciences (RRJAAS) 7(1), 77-82.

MILLOGO V., SISSAO M. et OUEDRAOGO G.A., 2018. Qualité nutritionnelle et bactériologique des échantillons de quelques produits laitiers locaux de la chaîne de production au Burkina Faso. Int. J. Biol.Chem. Sci. 12(1), 244-252.

MILLOGO V., SVENNERSTEN S.K., OUEDRAOGO G.A. and AGENÄS S., 2010. Raw milk hygiene at farms, processing units and local markets in Burkina Faso. Food Control. 21(7), 1070-1074.

MILLOGO-DAH P.A., NIKIÈMA F., CISSÉ H., SOMDA A., OUÉDRAOGO A.A.W., TANKOANO A., SOMDA N.S., SAWADOGO-LINGANI H. and SAVADOGO A., 2019. Evaluation of Food Safety Management in Artisanal and Semi-industrial Dairies of Ouagadougou, Burkina Faso. Journal of Food Security, 7(3), 80-89.

MRAH/DGESS (Ministère des Ressources Animales et Halieutiques/Direction Générale des Etudes et des Statistiques Sectorielles)., 2021. Annuaire des statistiques Agro-sylvopastorales du Burkina Faso, Chapitre 8, pp. 421-443.

MUTLAG A.O. and HASSAN E.D.; 2008. Improvement of the quality and shelf life of concentrated yoghurt (labneh) by the addition of some essential oils. African Journal of Microbiology Research, 5(2), 156-161.

NF V 08-060., 2009. Microbiologie des aliments. Dénombrement des coliformes thermotolérants par comptage des colonies obtenues à 44°C, 6 p.

NF-V03-707., 2000. Détermination de la teneur en eau, méthode pratique. Céréales, Légumineuses, Produits Dérivés. Association Française de Normalisation (AFNOR), 8 p.

NGASSAM T.C., 2007. Caractérisation de la flore lactique des laits fermentés artisanaux au Sénégal : cas de la zone de Niaye. Thèse de Doctorat, Université Cheikh Anta Diop de Dakar, 109 p.

OULD M.A., N’DIAYE A.D. et OULD K.M.B., 2012. Etude de la qualité du lait pasteurisé des industries laitières situées à Nouakchott (Mauritanie). ScienceLib Editions Mersenne, 4(12084), 2111-4706.

PASMEP (Plate-Forme d’Action à la Sécurisation des Ménages Pastoraux)., 2010. Lait local : plaidoyer pour sauver une filière menacée au Burkina Faso (Document de plaidoyer des acteurs de la filière lait du Burkina Faso). Ouagadougou, Burkina Faso, 16 p.

SEME K., PITALA W. et OSSEYI G.E., 2015. Qualité nutritionnelle et hygiénique de laits crus de vaches allaitantes dans la région maritime au Sud-Togo. Europan Scientific Journal, 11(36), 353-376.

SILVA É.R., ROBERTA O.S.W., ANTONIO V.M. et RUBENIA O.C., 2014. Tecnologia de Conservação dos Alimentos pelo Uso de Aditivos Químicos Food preservationtechnologyby the use ofchemical additives. Revista Brasileira de Agrotecnologia (Garanhuns - PE - Brasil) Jan-Dez, 4(1), 10-14.

SISSAO M., 2018. Amélioration de la production laitière de la vache Zébu Peulh des élevages laitiers traditionnels par la multiplication de la fréquence de la traite au Burkina Faso et au Sénégal. Thèse de Doctorat Unique en Développement Rural, option Biologie Appliquée et Modélisation des Systèmes Biologiques, spécialité, production animale, ED-SNA, Université Nazi BONI, Burkina Faso, 199 p.

SISSAO M., MILLOGO V. et OUEDRAOGO G.A., 2015. Composition chimique et qualité bactériologique des laits crus et pasteurisés au Burkina Faso. Afrique Science, 11(1), 142-154.

TAYBI N.O., ARFAOUI A. et FADHI M., 2014. Evaluation de la qualité microbiologique du lait cru dans la région du Gharb, Maroc. International Journal of Innovation and Scientific Research, 9(2) 487-493.

TOUIL A.E.A.W. et CHARKAOUI A., 2015. Modélisation et ordonnancement d’une chaîne logistique multi-sites multi-produits Cas d’une industrie laitière. Xème Conférence Internationale : Conception et Production Intégrées, Tanger, Maroc. Décembre 2015, pp. 28-35.

TRAORE S., 2024. Amélioration de la transformation des produits locaux (laits pasteurisés, yaourts, dèguè et gappal liquide) par la maîtrise de l’hygiène de la matière première et des procédés au Burkina Faso, Thèse de Doctorat Unique, option Biologie Appliquée et Modélisation des Systèmes Biologiques, spécialité, biotechnologie animale, Université Nazi BONI, Burkina Faso, 300 p.

TRAORE S., BAYILI G.R., SISSAO M., SANGARE B. et MILLOGO V., 2022b. Applicabilité des 5M du système HACCP dans les unités de transformation laitière et effets sur la qualité hygiénique des produits laitiers locaux au Burkina Faso. J. Biol.Chem. Sci, 16(6), 2641-2657.

TRAORE S., SISSAO M., BAYILI G.R., DJIKOLDINGAM R.R. et MILLOGO V., 2022a. Dispositif de collecte et de conservation du lait cru en fonction des critères nutritionnels et microbiologiques au Burkina Faso et applicable à l’Afrique de l’Ouest. Afrique Science, 21(6), 64-79.

ZARE F., BOYE J.L., ORSAT V., CHAMPAGNE C. et SIMPSOM B.K., 2011. Microbiological, physical and sensory properties of yogurt supplement with lentil flour. Food Research International, 44(8), 2482-2488.

Published

2025-12-31

How to Cite

TRAORE, S. ., SISSAO, M. ., & MILLOGO, V. (2025). Applicability of a simulated mathematical model for the production of pasteurized milk and yoghurt under experimental conditions. Sciences Naturelles Et Appliquées, 44(2), 149–172. https://doi.org/10.64707/revstsna.v44i2.2131