Brevet FR2134397A1 — publié le 19721208

L'un des principaux problèmes de nutrition auxquels le monde doit faire face, est de fournir des quantités suffisantes de protéines aux populations sous-alimentées. Souvent, la protéine peut être fournie sous une forme propre à 5 la nutrition, mais elle est inacceptable, parce qu'elle a un goût, une odeur ou un aspect indésirables. Une forme pi'oposée de protéine est une boisson combinée avec d'autres substances bien connues et admises, par exemple une boisson gazeuse parfumée au citron. Ces boissons contenant 10 des protéines n'ont pas obtenu un succès complet, parce que la protéine ne se dissout pas entièrement ou a une odeur indé sirable. Les techniques antérieures de production de matières protéiniques qui sont légèrement solubles ont 15 utilisé individuellement l'hydrolyse acide, l'hydrolyse alcaline ou l'hydrolyse enzymatique. Ces techniques individuelles ont toutes des caractéristiques indésirables. L'hydrolyse acide ou alcaline, en tant que principale technique de solubilisation des protéines, tend à détruire certains 20 des amino-acides essentiels présents dans la protéine. L'hydrolyse enzymatique, en tant que technique principale de solubilisation des protéines, tend à engendrer des composés amers, qui rendent inacceptable le produit final. L'invention concerne un procédé de production 25 de protéines solubles, procédé - qui consiste à chauffer une suspension aqueuse de matière protéinique à un pH d'environ -1 à environ 5 pour solubiliser partiellement oes protéines, puis à traiter la matière protéinique avec une protéase dans des conditions qui conviennent pour que cette protéase 30 hydrolyse une fraction importante de la matière protéinique. Des matières protéiniques de diverses sources peuvent être utilisées dans le procédé de la présente invention. La matière protéinique préférée est tirée de sources végétales telles que les graines de soja, les 35 graines de cotonnier, le maïs, le blé, les graines de sésame, etc. D'autres matières protéiniques intéressantes sont tirées de sources animales, par exemple le concentré 72 14064 2 2134397 protéinique de poisson, la caséine, le petit-lait, eto. La levure et les protéines d'organismes monocellulaires, produitet^par l'action microbienne sur des substrats convenables tels que les hydrocarbures, constituent d'autres 5 sources intéressantes de protéine. La matière première protéinique est utilisée dans une suspension aqueuse contenant environ 5 à environ 1 5 i° en poids de matière protéinique. Des concentrations plus faibles ne sont pas désirables pour des raisons d'ordre 10 économique et des concentrations plus élevées donnent un milieu réactionnel trop épais ou visqueux. La suspension aqueuse de matière protéinique est traitée dans des conditions acides à un pH d'environ 1 à environ 5. Un pH supérieur à 5 environ réduit 1'éfficacité, 15 tandis qu'un pH inférieur à 1 environ donne des substances de goût amer indésirable , par traitement enzymatique subséquent. De préférence, le pH varie d'environ 2 à environ 3,5. On préfère utiliser tout acide fort tel que l'acide chlorhydrique, l'acide sulfurique, etc., pour réaliser les 20 conditions désirables de pH. L'acide sulfurique est préférable, parce que l'ion sulfate peut être aisément éliminé par réaction avec l'hydroxyde de calcium, lorsque le traitement à l'acide est terminé. La matière protéinique est chauffée en présence 25 d'acide à une température supérieure à environ 80°C pendant environ 10 à environ 60 minutes. De préférence, la température est égale à environ 105°C. Ce chauffage peut avoir lieu dans un autoclave ou être effectué au moyen d'un mélangeur à jet de vapeur. La combinaison particulière de température 30 et de durée de la réaction dépend de la combinaison de la protéine particulière, de ses concentrations et du pH. La matière protéinique partiellement solubilisée obtenue au moyen du traitement à 1'acide décrit"ci-dessus est ensuite soumise à un traitement enzymatique par une 35 protéase dans des conditions qui conviennent pour que cette protéase hydrolyse une fraction importante de la matière 72 14064 3 2134397 protéinique. On peut utiliser diverses protéases telles que la protéase alcaline de 5acill\x3 subtilis. la protéase acide de champignons, la broméline, la pepsine, la trypsine, etc. La protéase alcaline obtenue de Bacillus subtilis 5 est la protéase préférée et on l'utilise dans des conditions alcalines à un pH d'environ 7,5 à environ 8,5 et à une température d'environ 50°C pendant environ six heures. Lorsqu'on utilise une protéase alcaline, on ajuste de préférence le pH par addition d'hydroxyde de calcium. 10 Lorsque le traitement de la protéase est terminé, on ajoute de l'acide phosphorique au mélange réactionnel, de manière qu'il réagisse avec tous ions calcium libres pour formeajûu phosphate de calcium insoluble. L'élimination de ce phosphate de calcium, en même temps que le sulfate 1 5 de calcium insoluble produit par la réaction entre l'hydroxyde de calcium et l'acide sulfurique résiduel provenant de l'étape initiale de traitement à l'acide^réduit efficacement la teneur en sel et en cendres des protéines solubilisées et améliore l'odeur finale. Ces substances insolubles peuvent 20 être aisément séparées par filtration ou centrifugation de la protéine solubilisée. La protéine soluble résultante peut être utilisée telle quelle, ou bien on peut la concentrer par évaporation sous vide, par exemple, ou la transformer en une poudre 25 par des techniques de lyophilisation, par exemple. Cette poudre est très soluble dans l'eau. Le produit protéinique de la présente invention est suave et son odeur et son goût sont acceptables. Il est également très soluble dans les boissons gazeuses, sans provoquer 30 de troubles indésirables ni former de précipité. L'invention est illustrée en détail par les exemples suivants : Exemple 1 On met en suspension clans de l'eau, pour former un 35 mélange aqueux à 10 £ en poids, un concentré de protéine dégraissée de soja, disponible dans le commerce, contenant 70 c/o en poids de protéine. On ajuste le pH de la suspension à 3,0 avec de l'acide sulfurique et on la chauffe dans 72 14064 2134397 l'autoclave à 105°C pendant 15 minutes. Le produit résultant, qui contient 12,14 7° en poids de sa protéine, sous la forme hydrosoluble, est refroidi à 50°C. On ajuste le pli à 7,5-8,5 avec de l'hydroxyde de calcium et on ajoute une 5 protéase alcaline de Baclllus subtilis en une quantité de 0,5 % en poids sur la base du poids total de la protéine. On fait réagir le mélange résultant à 50°C pendant six heures en ajoutant périodiquement de l'hydroxyde de calcium pour maintenir le pH dans la gamme 7,5-8,5. On ajoute ensuite 10 de l'acide phosphorique pour ajuster le pH à 4,0 et pour former un précipité avec les sels de calcium dans le mélange réactionnel. On filtre ce dernier pour éliminer les matières solide et on concentre le filtrat sous vide à 30-40°C pour former une solution contenant 50 fc en poids 15 de matières solides dissoutes. La solution résultante a un goût suave et contient 85,10 fo en poids de sa protéine sous la forme hydrosoluble. La matière protéinique soluble contenue dans ce produit final renferme des amino-acides et les rapports entre ces amino-acides correspondent sen-20 siblement aux. quantités qui sont présentes dans la matière première. L'hydrolyse enzymatique de cette même matière première, qui n'a pas été préalablement traitée avec un acide ne donne que 44,50 $ en poids de protéine soluble, et le produit a ion goût amer. La matière protéinique qui 25 a été préalablement traitée à l'acide à un pH égal à 6,8, pais soumise a l'hydrolyse sous l'action de la protéase, a un léger goût de fève et ne contient que 74,98 $ en poids de protéine soluble. Exemple 2 30 On traite à l'acide sulfurique, dans les mômes conditions que dans l'exemple 1, un concentré de protéine dégraissée du soja disponible dans le commerce. On ajuste à 4,0 le pïï de la matière protéinique partiellement solubilisée résultante et on la fait réagir à 45-55°C pendant 35 6 heures avec 0,5 % en poids de protéase acide de Rhizopus niveus, sur la base du poids de protéine. Le produit résultant a un goût suave convenable et contient 72 14064 5 2134397 58 c,'> en poicL: de protéine hydrosoluble. l'utilisation du même enzyme cvec la matière protéinique qui n'a pas été préalablement traitée à l'acide ne donne que 15,01 fo en poids de pro'ïine soluble, qui a un goût indésirable. 5 Exemple 3 On traite à l'acide sulfurique dans les mêmes conditions que dans l'exemple 1, un concentré de protéine dégraissée de soja disponible dans le commerce. On ajuste le pH à 7,0-8,0 avec de l'hydroxyde de calcium et on 10 fait réagir la matière protéinique partiellement solubilisée à 45-55°C pendant quatre heures avec 0,1 fo e n poids de bromélaïne sur la base du poids de protéine. Après protéo-lyse, on traite le mélange réactionnel comme décrit dans l'exemple 1, pour produire une solution de protéine 15 ayant avantageusement un goût suave et contenant 42,5 c/a en poids de protéine soluble. l'utilisation de ce même enzyme avec la matière protéinique qui n'a pas été préalablement traitée à l'acide, ne donne que 7,3 % en poids de protéine soluble ayant un goût inacceptable. 20 Exemple 4 On traite à l'acide sulfurique dans les mêmes conditions que dans l'exemple 1 un concentré de protéine dégraissée de soja disponible dans le commerce. On ajuste le pH à 8,0 avec de l'hydroxyde de calcium et on fait 25 réagir la matière protéinique partiellement solubilisée à 45-55°C pendant quatre heures avec 0,1 c/o en poids de trypsine sur la base du poids de protéine, Après protéolyse, on traite le mélange réactionnel comme décrit dans l'exemple 1 pour former une solution de protéine 30 ayant avantageusement un goût suave et contenant 52,5 % en poids de protéine soluble. L'utilisation du même enzyme avec la matière protéinique qui n'a pas été préalablement traitée à l'acide ne donne que 11,96 fa en poids de protéine soluble qui a un goût indésirable. 35 Exemple 5 Une matière protéinique dégraissée, dérivée de graine de cotonnier et disponible dans le commerce, est 72 14064 2134397 mise en suspension dans l'eau pour former un mélange aqueux à 10 io en poids. On ajuste le pH de la suspension à 2,0 avec de l'acide sulfurique et on la chauffe dans un autoclave à 105°0 pendant 60 minutes. Le produit résultant, qui 5 contient 25 i° en poids de sa protéine sous la forme hydrosoluble, est refroidi à 50°C et traité avec la protéase de Bacillus subtilis, comme décrit dans l'exemple 1. Après la protéolyse, le mélange réactionnel est également traité comme décrit dans l'exemple 1, avec de l'acide 10 phosphorique, puis filtré et concentré pour donner une solution de protéine ayant avantageusement un goût suave et contenant 97,1 en poids de protéine soluble. La matière protéinique soluble de ce produit final contient des amino-acides et les rapports entre ces amino-acides correspondent 15 sensiblement aux mêmes quantités que celles qui sont présentes dans la matière première. L'hydrolyse enzymatique de la même matière première qui n'a pas été préalablement traitée à l'acide ne donne que 26,5 en poids de protéine soluble, ayant un goût d'arachide. La matière protéinique qui a 20 été préalablement traitée à l'acide à un pH égal à 6,2 puis soumise à une hydrolyse sous l'action de la protéase, a un goût d'arachide et ne contient que 83,25 i° en poids de protéine soluble. Exemple 6 25 On met en suspension dans l'eau, sous la forme d:un mélange aqueux à 10 $ en poids, un gluten de maïs non dégraissé. On ajuste le pH de la suspension à 1,5 avec de l'acide sulfurique et on chauffe la suspension à l'autoclave à 105°C pendant 60 minutes. Le produit résultant 30 est ensuite traité comme décrit dans l'exemple 1 en vue de la protéolyse et soumis à un traitement ultérieur pour former un produit ayant seulement un léger goût de maïs et contenant 66,5 f° en poids de protéine soluble. L'hydrolyse enzymatique de la même matière première qui n'a pas 35 été préalablement traitée à l'acide ne donne que 15,9 en poids de protéine soluble dont le goût prononcé de maïs est indésirable. La matière protéinique qui a été 72 14064 7 2134397 préalablement traitée à l'acide à un pH égal à 5,2 puis soumise à l'hydrolyse sous l'action de la protéase a un goût modéré de maïs qui n'est pas acceptable, et elle ne renferme que 45,72 c,' en poids de protéine 5 soluble. Exemple 7 les protéines solubles préparées conformément à la présente invention, comme décrit; dans les exemples 1 à 6, se dissolvent bien dans les boissons gazeuses, par 10 exemple les boissons gazeuses au gingembre, et dans les boissons non gazeuses, telles que les jus de fruits, en quantités de 2 à 3 ^ en poids sur la base du poids total du mélange. le goût et l'aspect de ces boissons contenant les protéines ont été spontanément acceptés 15 par un jury chargé de les apprécier. La préférence a été donnée à la solution à 2 en poids. BAD ORIGINAL 72 14064 s 2134397 RB "VE11 i) TC AT 10 Ko 1 , Procédé de px-oduction de proté:inos solubles, caractérisé par le fait qu'il consiste à chauffer une nus-pension aqueuse de matière protéinique, à un pïl d'environ 5 1 à environ 5 pour solubiliser pax-tie lie ment ces protéines, puis à traiter la matière px-otéinique avec une protéase dans des conditions qui conviennent pour que la protéase hydrolyse une fraction icipoi'tante de la matière protéinique. 2. Procédé suivant la x'evendication 1, caractérisé 10 par le fait que le pH varie d'environ 2 à environ 3,5. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la protéine est chauffée à une température supérieure à environ 80°C pendant environ 10 à 60 minutes. 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé 15 par le fait que la température est d'environ 105°G. 5. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on utilise -une protéase alcaline à un pli d'environ 7,5 à environ 8,5, on utilise de l'hydroxyde de calcium pour maintenir les conditions désirées de pH 20 et on utilise l'acide phosphorique pour la réaction avec l'hydroxyde de calcium, à la fin de l'hydx-olyse, de manière à éliminer le calcium sous la forme d'un précipité et à améliorer le goût de la protéine soluble. 6. A titre de produit industriel nouveau, une 25 matièi'e protéinique hydrosoluble, obtenue au moyen du procédé suivant la revendication 1. BAD ORIGINAL