Brevet FR2059706A1 — publié le 19710604

La présente invention concerne un procédé pour la fabrication de concentrats de substances de membranes à partir de produits laitiers à faible teneur en matières grasses contenant des substances de membrane et/ou à partir de produits laitiers contenant des substances de membrane. 5 . On sait que les particules de matières grasses dans le lait sont enfermées dans des enveloppes du type membrane qui maintiennent ces particules de matières grasses à l'état dispersé. Ces substances de membrane sont des protéines ayant une structure chimique très compliquée qui n'a pas été totalement élucidée et comprend probablement un complexe protéine-phospho-10 lipoîde et une fraction de triglycéride de point de fusion élevé. Ces substances de membrane enveloppent les particules de matières grasses du lait sous forme d'une membrane d'environ 5 microns d'épaisseur qui a une importance décisive pour de nombreux procédés technologiques. Par exemple, l'écrémage et le barattage du lait ainsi que les caractéristiques de la 15 crème produite pendant l'écrémage dépendent, dans une forte mesure, de ces substances de membrane. En outre, l'aptitude au fouettage de la crème-, le temps nécessaire pour produire de la crème fouettée et la séparation du sérum et de la crème fouettée sont des fonctions de ces substances de membrane. En outre, on a constaté que la matière grasse du lait est elle-même 20 pratiquement sans goût de sorte que le goût caractéristique des produits laitiers est fortement influencé par ces substances de membrane. De plus, il s'est révélé nécessaire pour diverses applications d'homogénéiser les produits laitiers en vue d'améliorer leur stabilité (durée de conservation) en plus d'améliorer leur goût. On a constaté à ce sujet que dans .le cas 25 d'une homogénéisation excessive, c'est-à-dire lorsque la surface des particules de matières grasses contenues dans le lait est devenue trop grande par suite d'une distribution trop fine3 les substances de membrane disponibles ne sont plus aptes à envelopper cette surface, et la graisse se sépare du produit homogénéisé. Il en résulte un produit 30 invendable, ce qui est un inconvénient particulier lorsque l'on désire que les produits laitiers soient particulièrement fortement homogénéisés, en vue de leur application. On a constaté qu'aucun de ces inconvénients ne se produit en présence d'une addition d'une substance de membrane au produit laitier et que le produit peut être très fortement amélioré quant 35 à son goût et ses caractéristiques de consommation. L'invention a pour objet de rendre possible cette addition de substance de membrane pour n'importe quel type d'aliment. Selon l'invention, on atteint ce but par enrichissement en substances de membrane des matières grasses du lait et 70 31393 2 2059706 en produisant des concentrats de substances de membrane qui peuvent être ajoutés aux produits alimentairess en particulier les produits laitiers et analogues. Le procédé de l'invention est caractérisé en ce que l'on émulsifie 5 un produit contenant des matières grasses et/ou une matière grasse du lait et le produit laitier à faible teneur en matières grasses à 40-100° C de manière à produire une émulsion ayant une teneur en matières grasses de 0,8 à 7 % en poids, on sépare l1émulsion en une première fraction aqueuse que l'on sépare et qui contient 0S03 à 0S9 % en poids de matières grasses 10 et une première fraction riche en matières grasses ayant une teneur en matières grasses de 10. à 80 % en poids, on sépare la première fraction riche en matières grasses par clarifixation en produisant un second concentrât aqueux de substances de membrane ayant une teneur en matières grasses de 0,03 à 7 % en poids et une seconde fraction riche en matières 15 grasses ayant une teneur en matières grasses de 80 à 100 % en poids de matières grasses libres et on sépare ensuite éventuellement la seconde fraction riche en matières grasses, si possible après une fusion préalable totale ou partielle, en une troisième fraction riche en matières grasses ayant une teneur de 97 à 100 % en poids et une troisième fraction aqueuse 20 de concentrât de substances de membrane ayant une teneur en matières grasses.de 0,03 à 2 % en poids. On constate que le sérum séparé pendant la clarifixation c'est-à-dire la phase aqueuse obtenue pendant la séparation de la fraction riche en matières grasses contient 10 fois la teneur en substance de membrane et 25 la phase aqueuse ou soluble dans l'eau adhérant à la matière grasse presque pure précipitée contient environ 100 fois la quantité de substance de membrane contenue dans la fraction à faible teneur séparée pendant le procédé d'écrémage. On peut augmenter notablement la teneur en substance de membrane de la phase aqueuse en répétant plusieurs fois ce procédé. On trouve ainsi, 30 après avoir répété trois fois ce procédé, que la fraction à faible teneur en matières grasses séparée pendant l'écrémage contient environ 20 fois la quantité de substance de membrane contenue dans la fraction aqueuse à faible teneur en matières grasses séparée dans le premier procédé d'écrémage, tandis que la fraction aqueuse séparée pendant la clarifixation en 35 contient environ 200 fois plus et la phase obtenue par séparation de la graisse environ 2.000 fois plus. Selon l'invention, on utilise comme matièrespremièrescontenant des substances de membrane,, le petit lait, le lait entier, le lait tourné 70 31393 3 2059706 ou le mélange et/ou poudre et/ou concentrât de ces produits. Les matières grasses émulsifiées dans ces produits selon 1"invention sont la graisse de laitj les autres graisses ou huiles végétales ou animales ou leurs mélanges. On peut considérer le procédé de l'invention comme consistant en 5 une extraction de substance de membrane des produits laitiers au moyen de matières grasses. Le nombre de répétitions successives du groupe de phase du procédé selon l'invention dépend de l'application à laquelle est destiné le concentrât de substance de membrane produit. Le procédé de l'invention a l'avantage que l'on peut séparer les concentrats de substance de membrane 10 en trois points du cycle du procédé et elle diffère notablement en ces trois points quant à leur teneur en substance de membrane. Le procédé de l'invention est donc extrêmement souple quant à ses applications. Bien entendus on peut aussi mélanger les concentrats individuels (sérum) et les utiliser sous forme de mélange. Pour obtenir une concentration 15 rapide des substances de membrane désirées3 le mieux est d'utiliser seulement le sérum produit pendant la clarifixation et de terminer la purification des matières grasses pour la première répétition du cycle du procédé, Cependant.* dans ce cas le rendement diminue très rapidement. Pour produire de plus grandes quantités de concentrât, il est préférable d'utiliser une matière 20 première contenant la substance de membrane pour chaque nouveau lot, en pis plus des deux sérums mentionnés ci-dessus. On obtient la concentration la plus rapide en réutilisant seulement le sérum séparé pendant le procédé final de purification des matières grasses. Dans le choix des matières premières, il est préférable d'utiliser 25 des produits laitiers ayant déjà une teneur accrue en substance de membrane et résultant de procédés antérieurs de séparation. Ceci s'applique en particulier au petit lait et au lait tourné, le petit lait contenant environ 5 fois la quantité de substances de membrane contenue dans le lait normal. Cependant, il est également possible de partir de lait écrémé. De 30 plus, on peut utilises des mélanges de ces substances avec ou sans eau naturelle. Par exemple, on peut émulsifier du petit lait en poudre avec du lait écrémé et/ou de l'eau et des substances grasses. Les types de matières grasses utilisées pour l'émulsification peuvent être choisis sans limitation5selon les exigences imposées par les paramètres 35 du procédé; s'ils ne sont pas principalement destinés à la réutilisation pour des applications alimentaires. Ainsia les effets des points de fusion des matières grasses, la viscosité des émulsions produites ,et Iês analogues, peuvent être combinés sous les aspects les plus favorables quant à la techno- 70 31393 4 2059706 logie du procédé. Bien entendu, lorsque les matières grasses sont choisies en vue d'une utilisation directe pour des applications alimentaires, il faut tenir compte des exigences appropriées., également, en particuliers en ce qui concerne le point de fusion, la digestibilité et la compatibilité avec l'orga-5 nisme. L'exemple suivant illustre l'invention sans toutefois en limiter la portée. Exemple On émulsifie du petit lait à 0,3 % de matières grasses avec du 10 beurre fondu (matière grasse de batrre diftydraté ) à une température d'environ 80° G et on obtient une émulsion à 4,3 % de matières grasses. On introduit cette émulsion dans un séparateur du commerce et on la sépare en une fraction à faible teneur contenant 0,03 7» de matières grasses et une fraction riche contenant 55 % de matières grasses. On sépare ensuite la fraction riche en 15 matières grasses dans un clarifixateur, centrifugeuse dans laquelle la liaison entre la matière grasse et la substance de membrane qui l'entoure est brisée par application d'une contre-pression pendant la centrifugation, et on obtient une fraction de matières grasses contenant 90 % de matières grasses libres, c'est-à-dire débarrassée des matières contenant des substan-20 ces de membrane, et un sérum aqueux à faible teneur en matières grasses contenant 0,03 % en matières grasses. Ce sérum contient 10 fois la teneur en substances de membrane de la fraction à faible teneur obtenue pendant le procédé d'écrémage. On traite ensuite la matière grasse précipitée jusqu'à une teneur de 99,9 % de matières grasses libres par fusion et centri-25 fugation. Le sérum aqueux séparé pendant ce procédé (teneur en matières grasses 0,5 %) a une teneur en substances de membrane égal à environ 100 fois celle de la fraction à faible teneur en matières grasses obtenue pendant l'écrémage. On combine les sérums aqueux obtenus dans la clarifixation et dans la purification finale des matières grasses et on émulsifie 30 à nouveau avec du beurre fondu pour obtenir une émulsion à 4,3 % comme décrit ci-dessus. Après avoir répété à trois reprises les étapes du procédé mentionné ci-dessus (séparation, clarifixation et élimination de la matière grasse de la phase incluse ou soluble dans l'eau) le sérum séparé pendant la purification de la matière grasse contient environ 35 2.000 fois la quantité de substances de membrane contenue d^ns la fraction à faible teneur en matières grasses, séparée pendant le premier procédé de séparation. On peut ajouter les concentrats produits selon l'invention à 70 31393 5 2059706 pratiquement tous-les produits laitiers.'Comme on l'a indiqué précédemment, une addition de substances de membrane améliore le goût et les caractéristiques de consommation du lait à un degré notable. De plus, par une addition de concentrât de substances de membrane aux produits laitiers, il est possible 5 d'émulsifier les matières grasses, autres que celles du lait dans les produits laitiers. Ceci permet de traiter des produits laitiers pour les transformer à un état le plus avantageux quant à la nutrition et la diététique en ce qui concerne la digeslibilité et la compatibilités en particulier la teneur en acides gras aromatiques dans les produits laitiers. 10 En outre, les concentrats de substances de membrane selon l'inven tion peuvent être utilisés pour produire une émulsion à partir de n'importe quelle substance grasse à utiliser comme produits alimentaires. Ceci concerne principalement la production de margarine. Les concentrats de substances de membrane selon l'invention sont également tout à fait appropriés comme additifs 15 pour les substances desséchées telles que mélanges de pâtisserie, lait en poudre, aliments pour nouaissons et mélanges pour gâteaux. Dans les procédés de recombinaison ainsi que dans les applications mentionnées ci-dessus où on les ajoute à des substances desséchées, il est préférable d'utiliser les additifs alimentaires (concentrats de substances 20 de membrane) produits selon l'invention sous forme pulvérisée. A cet effet, on soumet les concentrats liquides obtenus à une dessiccation sur cylindre, par pulvérisation ou par congélation. On utilise la dessiccation par pulvérisation, que l'on peut mettre en oeuvre à des températures supérieures à 100° C, principalement pour les concentrats à forte teneur en eau, tandis 25 que l'on utilise la dessiccation par congélation en particulier pour les substances à faible teneur en eàu. On peut également réduire la teneur en eau par évaporation avant le procédé de dessiccation. Dans ce cas, la dessiccation par congélation s'effectue au mieux à une température comprise -1 -2 entre - 20 et - 30° C en opérant sous vide, généralement entre 10 et 10 30 mm Hg. Si nécessaire, en particulier pour la dessiccation en tour (dessiccation par pulvérisation) on transforme le concentrât de substances de membrane en une forme facilement soluble. Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux modes de mise en oeuvre particuliers décrits ci-dessus et à titre d'illustration. Par 35 exemple, 1'émulsion produite par émulsification de substances grasses dans un liquide contenant des substances de membrane peut être introduite par exemple directement dans un clarifixateur au lieu d'être soumise d'abord à un procédé d'écrémage (séparation). Il faut bien entendu tenir compte des conditions opératoires les plus avantageuses. 70 31393 6 2059706 REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de concentrats de substances de membrane à partir de produits laitiers pauvres en matières grasses contenant des substances de membrane et/ou de produits laitiers contenant des substances de membrane3 caractérisé en ce que l'on émulsifie un produit contenant des 5 matières grasses et/ou une matière grasse du lait et le produit laitier à faible teneur en matières grasses à 40-100° Cs avec production d'une émulsion à 0,8-7 % en poids de matières grassesa on sépare l'émulsion en une première fraction aqueuse que l'on sépare et qui contient 0,03 à 0,9 % en poids de matières grasses et une première fraction riche en matières grasses 10 contenant 10 à 80 % en poids de matières grassess on sépare la première fraction riche en matières grasses par clarifixation avec production d'une seconde fraction aqueuse de concentrats de substances de membrane contenant 0,03 à 7 % en poids de matières grasses et une seconde fraction riche en matières grasses contenant 80 à 100 % en poids de matières grasses libres et 15 on sépare ensuite éventuellement la seconde fraction riche en matières grasses, éventuellement après une fusion préalable complète ou partielle, en une troisième fraction riche en matières grasses contenant 97 à 100 % en poids de matières grasses et une troisième fraction aqueuse de concentrats de substances de membrane contenant 0,03 à 2 % en poids de matières 20 grasses. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on sèche la troisième aqueuse et/ou la seconde fraction aqueuse pour former un concentrât en poudre de substances de membrane. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on 25 recycle la seconde et/ou la troisième fraction aqueuse, éventuellement en plusieurs reprises, dans l'étape d'émulsification de la matière grasse du lait ou du produit contenant des matières grasses avant la séparation de la fraction aqueuse sous forme de concentrats de substances de membrane ou bien son séchage en un concentrât en poudre de substances de membrane. 30 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on utilise comme produit laitier à faible teneur en matières grasses du petit lait, du lait écrémé et du lait entier ou du lait tourné ou leurs mélanges et/ou des concentrats de ces produits. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, 35 caractérisé en ce qu'on utilise comme produits contenant des matières 70 31393 7 2059706 grasses des graisses ou huiles végétales ou animales eu leurs mélanges. 6. Concentrât aqueux de substances de membrane fabriqué à partir de produits laitiers à faible teneur en matières grasses contenant des substances de membrane et/ou des produits laitiers contenant des substances de membrane par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 7. Concentrât en poudre de substance de membrane fabriqué à partir de produits laitiers à faible teneur en matières grasses contenant des substances de membrane et/ou de produits laitiers contenant des substances de membrane, par le procédé selon l"une quelconque des revendications 2 à 5.