Brevet FR2008966A1 — publié le 19700130

La présente Invention concerne le traitement de matières contenant des protéines et en particulier de matières d'une haute ■ teneur en protéines qui coagulent lorsqu'elles sont chauffées. Ces matières sont notamment des produits alimentaires comme les 5 oeufs et des fluides biologiques comme le plasma sanguin et le sérum sanguin. Le blanc d'oeuf, par exemple, ne peut être chauffé au-delà d'environ 6l°C sans dénaturation de l'albumine.Le jaune d'oeuf est plus stable mais ne résiste à la chaleur que jusqu'à environ 10 74-°G. On pasteurise habituellement les oeufs entiers à 6l°C pendant 3 ou 4 minutes ou bien à 71°C pendant 15 secondes. Ces limitations de température engendrent toutefois des difficultés du fait que la pasteurisation peut à ces températures ne pas être complètement efficace pour la destruction des bactéries du genre 15 Salmonella sans altération des protéines. Il est cependant très • important de détruire ces bactéries parce qu'elles provoquent des salmonelloses chez l'homme et spécialement chez l'enfant. Des difficultés semblables se manifestent lors de la stérilisation du plasma sanguin ou du sérum sanguin qui sont des 20 matières à haute teneur en protéines(contenant de 1'albumine) ou en dérivés protéiques, notamment des acides aminés, ou des matières analogues qui sont sensibles aux températures élevées en raison de la sensibilité à la chaleur des protéines qui y sont présentes. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 3.166.4.24. décrit 25 un procédé de stérilisation des jaunes d'oeufs,dans lequel on traite le jaune d'oeuf ou des mélanges de blanc et de jaune en mettant le contenu des oeufs en suspension dans un liquide comme l'eau et en stérilisant la suspension par détente avec de la vapeur d'eau pendant une durée suffisante pour la coagulation des 30 protéines des oeufs. Dans des conditions aseptiques, on introduit alors le produit dans des boîtes à conserve où on le réchauffe à une température élevée pendant la durée nécessaire pour lui conférer la consistance requise. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 2.766.126 a pour 35 objet un procédé de production de purée d'oeufs en boîtes à conserve dans lequel on met le jaune d'oeuf en suspension dans un liquide comme de l'eau, puis on chauffe la suspension à une température insuffisante pour la stérilisation, mais suffisante pour la coagulation partielle)- des protéines. La fraction résiduelle 4,0 mineure des protéines non coagulées sert par la suite à établir une 69 14658 2008966 structure de gel pour le maintien de la proportion majeure des protéines coagulées au préalable dans un état intact lors de. la stérilisation finale du.produit. Le procédé décrit dans le premier brevet précité est 5 analogue à celui faisant l'objet du second sauf qu'on y exécute la coagulation partielle de la protéine à une température qui stérilise le produit qu'on soumet, après l'avoir introduit dans les boites à conserve dans des conditions aseptiques, à un traitement thermique final qui peut être exécuté dans des conditions 10 moins sévères que la stérilisation pour compléter la coagulation et conférer au produit la consistance d'une crème. Ces brevets décrivent tous deux des traitements dans lesquels .les protéines desoeufs sont intentionnellement coagulées, le produit résultant étant complètement coagulé et ayant la consistance d'une crème. 15 Aucxm de ces brevets ne décrit un procédé de stérilisation donnant un produit stérile dans lequel une fraction majeure des protéines n'est pas coagulée. Des produits provenant des oeufs, des oeufs entiers, le plasma sanguin ou le sérum sanguin ou encore d'autres matiè-20-res faites de protéines ou à haute teneur en protéines peuvent, lorsqu'ils sont stérilisés, comme décrit ci-dessus, être conservés et être consommés par la suite sans danger de croissance ou de contamination microbiologique. Suivant l'invention, on dilue une matière liquide con-25 tenant des protéines au moyen d'eau jusqu'à 5 à 20 fois son volume initial, et on chauffe le mélange à une température sensiblement supérieure à sa température de coagulation normale et suffisante pour la stérilisation pendant une durée suffisante pour la stérilisation, mais insuffisante pour provoquer une coagulation 30 sensible des protéines, après quoi, comme on le fait habituellement, on reconcentre la matière diluée en en chassant l'eau par évaporation dans des conditions aseptiques. L'invention est illustrée avec référence aux dessins annexés, dans lesquels 35 La fig. 1 est une représentation schématique d'une instal lation de stérilisation permettant d'exécuter le procédé de l'invention; Les fig. 2 et 3 sont des diagrammes relevés expérimentalement et indiquant les relations entre la dilution, la durée et 3 69 14658 2008966 sans coagulation de certaines matières contenant des protéi-' nés. La jTig. 2 est un. diagramme portant en ordonnée la durée de stérilisation en secondes, en fonction de la température en 5 °C en abscisse.-. Elle indique pour les diverses dilutions auxquelles se réfèrent les courbes le temps nécessaire à l'initiation de la coagulation de jaunes d'oeufs liquides en fonction de la température. La~ fig. 3 est un diagramme portant en ordonnée la durée de 10 de stérilisation, en secondes, en fonction du degré de dilution, en abscisse . Elle indique, pour les diverses températures en °C auxquelles les courbes se réfèrent le temps nécessaire à la coagulation du plasma humain (courbes en traits pointillés) et du sérum de porc contre le choléra (courbes en trait continu) en 15 fonction du degré de dilution exprimé par le nombre de parties .. d'eau ajoutées. Comme indiqué à la Fig. 1, une matière diluée contenant des protéines contenue dans le réservoir 1 où fonctionne un agitateur 2 est amenée par l'intermédiaire d'une pompe 3 dans un dis-•20 positif de chauffage à tube et enveloppe 4- muni d'un générateur d'eau chaude 7 et d'une pompe de recirculation 6. Le liquide est alors chauffé par injection de vapeur d'eau au moyen de la pompe 11 commandée par un clapet de retenue 10. La température du liquide à ce stade est réglée par un système de régulation (com-25 prenant, comme représenté schematiquement, un élément sensible 12, une valve 13 et un élément de régulation 14.) placé sur la conduite d'admission de la vapeur à la pompe d'injection. Le liquide est alors passé dans un tube de rétention 15 où il est maintenu sous l'effet d'une contre-pression entretenue par la valve 30 16 et il est amené dans le récipient à vide 17 dans lequel règne une dépression suffisante pour évaporer l'eau du liquide. Une pompe de soutirage 18 amène le liquide refroidi depuis le récipient à vide à un échangeur de chaleur à enveloppe 19 où sa température est élevée au moyen d'eau chaude circulant 35 dans l'enveloppe extérieure. Le débit est réglé par la valve 20 et le liquide chauffé est recyclé au récipient à vide 17. De cette manière, l'eau est éliminée du liquide jusqu'à ce qu'il soit présent, par exemple, en concentration égale à celle qu'elle y avait initialement avant dilution. La température du liquide 4-0 recyclé est réglée par un instrument 21, 22 (comprenant un élé- 69 14658 2008966 ment sensible et un élément de régulation) qui agit sur le générateur d'eau chaude 23 grâce à la valve 24- et sur la pompe de recirculation 25. A ce stade, le produit désiré est soutiré par une pompe d'homogénéisation 26 montée sur la conduite de recir-5 culation alimentée par la pompo 18 et il est conditionné en milieu aseptique, par exemple clans des boîtes à conserve 29 se déplaçant sur une courroie transporteuse 31 dans la zone aseptique 28, puis dans l'appareil de conditionnement 27, tous ces dispositifs pouvant être classiques. Puisque la matière est stérilisée, aucune crois-10 sance de micro-organismes ne peut avoir lieu dans l'emballage pour autant que le conditionnement ait été réalisé de manière aseptique. Pour des raisons d'hygiène, une telle combinaison d'une installation de conditionnement en milieu aseptique et d'une installation de stérilisation n'est pas seulement acceptable,mais . 15 est préférable. Les Fig. 2 et 3 indiquent les degrés de dilution qui sont nécessaires pour éviter une coagulation plus que légère des protéines contenues dans le liquides d'oeufs entiers (Fig. 2), le plasma sanguin humain et le sérum de porc contre le 20 choléra pendant le chauffage pour diverses combinaisons de température et de temps. Pour tout facteur de dilution s'échelonnant de 5:1 à 20:1, certaines combinaisons de la température et de la durée de rétention assurent une stérilisation sans coagulation des protéines. Les Fig. 2 et 3 indiquent ces combinaisons 25 optimales pour les matières indiquées. Comme indiqué à la Fig. 2, des oeufs dilués jusqu'à une teneur en solides de 3,1^ peuvent etre stérilisés à 135°C pendant environ 8 secondes sans dégradation ou coagulation sensible des constituants protéiques. Le facteur de dilution né-30 cessaire pour une réalisation sûre de la stérilisation en une durée déterminée est d'autant plus important que la température de stérilisation est peu élevée. Les Fig. 2 et 3 sont des diagrammes établis à partir de résultats expérimentaux provenant d'essais de laboratoire et 35 portant des courbes indiquant la relation entre le degré de dilution et l'efficacité du traitement thermique. On peut s'attendre à certains écarts par rapport à ces courbes en raison des variations naturelles de la stabilité et de la composition du liquide traité. On peut aussi s'attendre à certains décalages 4-0 lorsque un milieu de stabilisation, comme une huile minérale, est p 69 14658 2008966 ajouté ou lorsque le liquide est traité en présence d'agents de stabilisation des protéines, comme le citrate de sodium et. des ions métalliques ou encore lorsque le pH est modifié. Aucun milieu de stabilisation et aucun traitement chimique de stabili-5 sation n'a toutefois, à la connaissance de la Demanderesse, l'effet du procédé de l'invention comme décrit ci-dessus. L'invention est davantage illustrée par les exemples suivants pour lesquels on utilise une installation de stérilisation comme décrit ci-dessus avec référence à la Fig. 1. 10 EXEMPLE 1.- On mélange 27,2 kg d'oeufs entiers liquides avec 13*6 kg de lait entier, 195 kg d'eau et 544 g de citrate de sodium dans le récipient 1. La teneur en solides des oeufs du mélange est de 3$, tandis qu'elle est de 26$ dans' les oeufs liqui-15 des,la teneur totale en solides dans le mélange oeufs-lait étant de 21,5$ avant le mélange avec l'eau. On porte la température du liquide à 57°C dans l'échan-"geur de chaleur puis à une température réglée de 133°C au moyen de la pompe à injection de vapeur 11. A ce stade, le débit de . 20 liquide est de 3,8 litres/minute. Le temps de séjour de ce liquide dans la conduite de rétention 15 est de 19 secondes, après quoi l'eau est évaporée dans le récipient à vide 17 sous une pression de 483 21m de mercure. Le liquide refroidi, la température étant alors de 24°C, est recyclé au récipient à vide à raison de 25 60 litres/minute en passant par le dispositif de chauffage à enveloppe 19 où sa température est portée à 57°C. Les débits d'admission et de recirculation du liquide dans le récipient 17 sont ajustés de manière que la concentration initiale de 21,555 en solides soit maintenue dans le liquide qui s'y trouve. 30 Le système est à l'équilibre dans ces conditions pour un débit d'admission de produit dilué de 3,8 litres/minute et un débit de soutirage de 0,64 litre/minute.• La température du liquide soutiré du récipient est de 24°C. La teneur finale en solides est de 21,5$ et est maintenue de manière continue. Le produit stérile 35 final est un liquide de viscosité analogue au mélange oeufs-lait avant la dilution et la stérilisation. Il convient de noter aussi que la désaération du produit avant le traitement thermique se traduit par une rétention sensible de sa coloration. EXEMPLE 2.- 40 On dilue des oeufs entiers liquides jusqu'à une teneur 6 69 14658 2008966 totale en solides de 2,6$ et on applique le même procodé de stérilisation par évaporation que dans l'exemple 1, mais en travaillant pour un rapport produit d'alimentation dilué admis:produit soutiré après 1'évaporation et amené au poste de condition-5 nement aseptique quelque peu plus grand afin de compenser la nécessité d'une évaporation plus importante de l'eau. Le produit'final contient les solides des oeufs à raison de 26$ et se présente sous la forme d'un liquide limpide. EXEMPLE 3.- 10 Du plasma humain (du type de celui utilisé pour les transfusions et mélangé à raison de 435 parties en volume avec 62,25 parties de solution A de NIH de la pharmacopée des Etats-Unis d'Amérique) est dilué d'une teneur en solides de 8,73$ jusqu'à une teneur en solides de 1,7$,puis stérilisé de la même manière que 15 dans l'exemple 1, les températures et durées de stérilisation étant identiques. On n'observe pas de coagulation appréciable. EXEMPLE 4.- Du sérum de porc contre le choléra, cachet Sioux Falls, est dilué d'une teneur en solides de 7,87$ jusqu'à une teneur en 20 solides de 1,75$ et s'est révélé sensiblement non coagulé après une stérilisation exécutée de la manière décrite dans l'exemple 1 pour des températures et des durées identiques. Dans les exemples, le produit final obtenu après stérilisation est fluide et ne comprend qu'en quantité à peine fai-25 ble sinon nulle, de produitsde coagulation des protéines,comme on peut en juger d'après la turbidité, la viscosité et les résultats d'essais de centrifugation. On' a découvert qu'une température de chauffage indirect de 57°C ou même moins est désirable et qu'aux températures 30 excédant environ 61°C, la dégradation des protéines se produit ou au moins s'amorce. De même, des températures de recyclage excédant environ 6l°C provoquent des dégradations des protéines et leur coagulation. Le chauffage par injection de vapeur d'eau doit être 35 faite de manière très soignée et on a constaté que la pompe d'injection de vapeur décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 3.182.975 donne les meilleurs résultats. Dans les appareillages de stérilisation d'une autre nature, une dilution sensiblement supérieure est nécessaire pour éviter une coagulation excessive. 7 69 14658 2ÛQ8966 REVENDICATIONS 1.- Procédé de stérilisation d'une matière liquide contenant des protéines qui coagulent à des températures supérieures à 6l°C, caractérisé en ce qu'on dilue la matière avec 5 à 20 fois son 5 volume d'eau, puis on la chauffe jusqu'à une température excédant sa température de coagulation normale et suffisante pour la stéri- . lisation pendant un temps qui suffit à la stérilisation, mais ne -suffit pas. à provoquer une coagulation sensible des protéines. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en 10 ce que le liquide est concentré à nouveau par évaporation de l'eau à une température telle qu'il ne se produise sensiblement pas de coagulation des protéines. 3.- Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le liquide stérilisé résultant est conditionné en mi- 15 lieu aseptique. 4.- Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le liquide stérilisé est homogénéisé avant le conditionnement. 5.- Procédé suivant la revendication 2, 3 ou 4, carac- 20 térisé en ce que du liquide quittant la zone dans laquelle l'eau est évaporée est réchauffé puis recyclé à cette zone. 6.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5* caractérisé en ce que la concentration du liquide est ramenée à environ sa valeur initiale. 25 7.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le liquide dilué est chauffé d'abord par échange de chaleur indirect jusqu'à une température n'excédant pas 62°C, après quoi on l'amène rapidement à la.température de stérilisation en y injectant de la vapeur d'eau. 30 8.*- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la température de stérilisation est d'au moins 132°C. 9.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en pe que la matière liquide est diluée 35 jusqu'à une teneur en solides d'environ puis maintenue pendant environ 19 secondes à une température de stérilisation d'environ 133°C. 10.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matière liquide est consti- 40 tuée par des oeufs liquides ou par un mélange d'oeufs liquides 8 14658 2008966 et de lait. 11.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la matière liquide est du plasma sanguin. 12.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la matière liquide est un sérum. 13.- Matière contenant des protéines, stérile e.t liquide, obtenue par un procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes.