Brevet FR2137548A1 — publié le 19721229

i 2137548 La présente invention a pour objet un procédé de traitement enzymatique de légumineuses et de produits fabriqués à partir de légumineuses, lesquels peuvent être utilisés pour l'alimentation humaine et/ou pour la nourriture des animaux. 5 Les légumineuses dont il est question ici sont les fruits de plantes de la famille des farbaceae (papilionacés), telles que- le >pois, le haricot et, surtout, le soja- Les légumineuses,du fait qu'elles renferment une forte proportion de protéines, ont un très ;p?and intérêt 10 pour l'alimeiïtation humaine7et la nourriture des animaux. Ce sont"en particulier lés produits obtenus à partir de. graines de soja, par exemple les flocons de- soja, le gruau de soja, la farine de soja, le lait de soja et le TV~B (textured vegetable protein),. qui constituent Une 15 source précieuse de protéines- Par ailleurs, les produits de ce genre sont très utilisés comme additifs pour des produits alimentaires, par exemple'dans les industries de la biscuiterie et de la charcuterie, car ils ont la propriété d'améliorer la structure et la consistance (voir 20 J. Agr. Food Chemistry 18 (6) 969 SÇLQ. (1970)). Les possibilités d'utilisation des produits qui viennent d'être cités pour l'alimentation humaine, en particulier pour les enfants, sont toutefois limitées par lé fait qu'ils comportent des ingrédients qui provoquent de 25 graves troubles de la digestion (voir par exemple Med. Elin. 6£, No. 25, 1204-1207 (1970) et J. Agr. P-ood Chem. 18 (6) 977 sqq (1970)). Ces troubles sont dus,entre autres, à la présence, dans les graines, d'oligosaccharides contenant du galactose (voir J • Food Science 35, 634—639 (1970) ) . 30 La farine de soja dégraissée renferme par.exemple environ 7 % d'oligosaccharides contenant du galactose (soit à peu près 5'% de stàchyosë et environ 2% de"raffinose). Ces . -oligosaccharides "peuvent êtrë éliminés-des produits à base de soja,par extraction à l'eau" ou par extraction avec 35 un alcool aqueux. Il n'y en a donc plus dans les concentrés de. protéines du soja qui, lors de leur préparation, passent par des étapes opératoires de ce genre. Il en va de même pour les"produits isolés" qui ont été préparés par précipitation iso-électrique des protéines dissoutes dans une lessive 4-0 alcaline diluée. Ces produits sont toutefois de 3 à 5 fois 72 16061 2 2137548 plus cheisque ceux qui ont été mentionnés au début. Ceux-ci se préparent de manière simple à partir de graines de soja, par enlèvement des cosses, broyage, extraction à l'eau et éventuellement dégraissage. 5 Bans ces produits, qui sont par exemple des flocons de soja, du gruau de soja, de la farine de soja ou du lait de soja, mais aussi dans les produits* à base de soja fabriqués par le procédé d'extrusion (ÎVP , voir le brevet britannique N° 1.049.348) , les galScto^oligosaccharides 10 gênants sont encore présents. Jusqu'à présent on à effectué également dé nom-y breux essais én vue 'd'utiliser^ pour la nourriture des animaux, les protéines du soja comme produit de remplacement du lait, -cela pour des raisons'de prix (voir-0.M. Radostits et J.ïi. 15 'Bell, Can. J. Animal Sci. décembre 1970, ainsi que Z. Nitsan et âl., J. Dairy Sci. 54 (1971) 1294-) . Toutefois aucun de ces essais n'a été couronné de succès car le soja est mal toléré par les jeûnes animaux et cela pour quatre raisons : a) présence d'un inhibiteur de la trypsine qui empêche 20 i ' une digestion normale des protéines du soja, b) présence d'hémagglutininesi c) activité protéolytique insuffisante dans le tract-us gastro-intestihâl des jeunes animaux et d) présence de glucides non résorbables qui' sont à 25 l'origine d'une diarrhée par fermentation. . L'objet dé la présente invention est un procédé qui permet de diminuer, de manière simple, la proportion de ces constituants. ' . " ■ ■ o On connaît une méthode pour améliorer les qualités, -30- en ce qui concerne la tolérance, d'un produit à base de soja, : • par: dégradation enzymàtiqué' des galacto-oli'gosaccharides mentionnés cir-dessus. Le lait d.e soja fût "traité'à un pH de 6,2 par iuae- a-.galactosidase produite par Aspergillus saitoi et isolée- par purification à partir de la préparation enzymatique - 35 vendue- sous le nom de marque ^déposée "MOLSIN" (de là Société Seishin Pharmaceutical--Co;. Ltd. ,^Nodà-Chiba,''Jëtport) (voir J. . Food Science, 35 , 655 (1970) ). - . - • Le traitement du gruau de soja par une pectinase ou par des mélanges de pectinase et - de- cellulase avait pour •40 but. d'améliorer la tolérabilité du gruau de soja destiné à 72 16061 3 2137548 l'élevage des veaux (voir la demande de brrvet français N° 2.013.753). Les deux méthodes proposées jusqu'à présent pour le traitement enzymatique du soja ou de produits fabriqués 5 à partir du soja ne résolvent pas de façon satisfaisante, le problème posé. Dans le premier cas, la possibilité d'utilisation de l'ocr-galactosidase isolée du àiOLSIK" est limitée au traitement du lait de soja. Dans le second cas, le problème posé ici 10 n'est résolu qu'en partie, en ce sens que la proportion de soja que peuvent supporter les jeunes animaux est élevée simplement de 5 à au plus 25 % du produit alimentaire. Conformément au procédé de l'invention t on traite des légumineuses du type indiqué plus haut, ou des produits 15 fabriqués, à partir- de telles légumineuses, en suspension aqueuse ou en solution aqueuse, à un pH de 3 à 7, de préférence à un pH de 4 à &, par une enzyme produite par Aspergillus . inuii IAM 2268 (H-3021 ) (IM± = Institute of Applied Microbiology, Université de Tokyo) et obtenue par fermentation 20 à 30°Gt pendant une durée de 48 à 72 heures, de son de blé stérilisé, ayant une teneur en humidité de 50 % en poids, puis extraction à l'eau, précipitation par de l'éthanol et ensuite séchage.- , Le traitement conforme à l'invention est avantageuse-25 ment, exécuté à une température de 10 à 80°, de préférence de 20 à 70°La durée du traitement peut aller de 1 minute à 24 heures, selon la nature de la graine ou du produit provenant de la graine et suivant la concentration de l'enzyme. Pariai les produits à base de soja auxquels le procédé 30 de l'invention peut être appliqué, on citera plus spécialement les flocons de soja, le gruau de soja,, la farine de soja et le lait de soja#. Le traitement conforme à 1 ' invention, appliqué aux flocons de soja, au gruau de soja et à la farine de soja, peut être effectué sur les produits comportant la totalité de 35 leurs corps gras ou sur les produits partiellement ou totalement dégraissés. Le traitement peut être placé à n'importeTquel stade d'élaboration des produits en question. Le traitement conforme à l'invention peut être effectué lorsde.ia préparation du gruau de soja, des flocons de 72 16061 2137548 soja ou de la farine de soja, après le broyage des graines de soja débarrassées de leurs cosses, éventuellement après dégraissage desdites graines. On délaie par exemple de la farine de soja,dans 5 un récipient chauffable approprié, avec de l'acide acétique dilué, à un pH de 4 à 5- On chauffe à 60° la masse agitée et on y ajoute, par portions, la quantité voulue de l'enzyme-On agite le mélange réactionnel pendant 4- heures à 60°. Pour achever la réaction on chauffe le mélange à 90° pendant 10 10 minutes. Le mieux, pour le traitement complémentaire du produit, est de soumettre celui-ci à un séchage par pulvérisation, au besoin après dilution à l'eau» Selon une autre variante, on sèche le produit dans un séchoir à pales tournantes fonctionnant sous pression réduite. Il est possible, 15 et même avantageux, d1 extruder le produit à base de soja qui a été fabriqué de cette façon (procédé TVP). On procède de la même façon pour effectuer le traitement enzymatique sur du lait de soja. Les produits traités conformément à l'invention sont ^0 beaucoup mieux supportés par les enfants et par les jeunes animaux que les mêmes produits qui n'ont pas été traités, car ils renferment beaucoup moins de galacto-oligosaccharides gênants. Par ailleurs, le traitement conforme à l'invention provoque une coupure partielle des protéines macro-moléculai-25 res en fractions solubles (protéines à bas poids moléculaire, peptides et acides aminés) et il en résulte que les produits traités sont beaucoup plus faciles à digérer , surtout pour les enfants et pour les jeunes animaux. (Exemples pages suivantes) 72 16061 5 2137548 Les exemples suivants illustrent la présente invention. EOkELE 1 : Traitement de la farine de so.ja pour l'alimentation humaine 5 • ■ . Ifutrisoy 220 (Archer Daniels Midland Co-, EUÂ) : Teneur en protéines 39 % (azote dosé au Kjeldahl x 5,7) Teneur en corps gras 24 % Stachyose 3,8 % 10 Raffinose 0,8 % . Enzyme provenant d'Aspergillus inuii IAM 2268 (R-3P21). - " ' . ' ' ': Pour préparer cette enzyme on fait fermenter pendant une durée de 48 à 72 heures, à 30°C, du son le "blé 15 fstérilisé ayant une teneur en humidité de 50 % en poids, on extrait à l'eau, on fait précipiter par de l'éthanol , après quoi on.sèche. On met 50 g de Nutrisoy 220 en suspension dans 200 ml d'acide acétique dilué (0,5 : le pH s'établit alors .20 à 4,8,. A la .suspension chauffée, à 55° on ajoute, tout en agitait, 0,5 g de .1 ' ensyme provenant d'; Aspergillus inuii. On _ a^ite le. mélange pendant 2 heures à 55°• On achève l'action enzymatique par un bref chauffage à 90°. On élimine le molange d1eau et d'acide acétique 25 soit par un séchage.par pulvérisation, soit sous pression ré-. dui.te. La farine de soja traitée est isolée quantitativement-. ... La teneur en galactose de l'extrait aqueux correspond à,une dégradation d'au moins 50 % des galadto-oligo-saccharides contenus dans la farine de soja dont on est parti. 30 Dans un essai parallèle pour lequel on utilise, au lieu de l'enzyme d'Aspergillus inuii, 0,5 g de "MOLSIN" (nom de marque déposée, de la société Seishin Pharmac. Co-, Noda-Chiba, Japon), la dégradation dos galacto-oligosaccharides,, mesurée sur le galactose libéré, est inférieure à 6 %. 35 Dans un essai à blanc, sans addition d'enzyme, on ne décèle pas de galactose. EXEMPLE : On traite 50 g de Nutrisoy 220, comme à l'exemple 1, par 0,1 g de l'enzyme provenant d'Aspergillus inuii à un 40 pH de 4,3. On agite le mélange pendant 4 heures à 60°. 72 16061 6 2137548 La dégradation des galacto-oligosaccharides est supérieure à 50 %. Dans un essai parallèle effectué avec 0,1 g de "MOLSIM" la dégradation des galacto-oligosaccharides, mesurée 5 d'après le galactose libéré, est inférieure à 4 %. EXEMPLE 3 : Traitement du gruau de soja pour la nourriture des animaux Gruau de soja grillé et dégraissé: Teneur en protéines -44 % (azote dosé au 10 ' Kjeldahl x 5»7) Teneur en corps gras 2 %. On met 50, g de gruau de s oq a.en suspens ion dans 250 ml d'acide acétique dilué (0,5 %): le pH -s'établit alors à 4-,9« A la suspension chauffée à 33°C on ajoute 0j8 g 'de 15 l'enzyme provenant d'Aspergillus inuii.^On agite le mélange pendant 8 heures à 38°. Le traitement complémentaire est effectué comme décrit à l'exemple 1. La dégradation des galacto-oligosaccharides , mesurée sur le galactose libéré, est supérieure à 60 %. 20 EXEMPLE 4 î Dans un récipient chauffable équipé d'un dispositif d'agitation, on met 100 kg de gruau dé soja finement broyé en suspension dans un mélange de 300 litres d'eau et 2 litres d'acide acétique concentré ; le pH s'établit alors à 25 4,8. Tout en agitant modérément on ajoute 0,6 kg de l'enzyme d1Aspergillus inuii. Oh conserve ce mélange pendant 16 heures à une température de 50 à 55°• On refroidit ensuite rapidement le contenu du récipient jusqu'à la 30 température ambiante. Par addition d'une solution décanormale d'hydro-xyde de sodium 011 ajuste le pH à 6,5* Cette suspénsion aqueuse", soumise à un séchage pair pulvérisation, donne" une poudre fine de couleur crème". Si" 1 ' on" utilise une buse à 35 deux composants, la température d'entrée de l'air est choisie égale à 180-1'85° et" la température de ' sortie de 1 ' air est de 90 à 95°. SAD original r. 72 16061 7 2137548 Gruau de soja Gruau de soja traité par I ' enzyme non traité Teneur en eau 5 % 10 % 5 Teneur en azote 7,3 % 7,3 % Indice de solubilité de l'azote (KSI)*' 70 15 10 Totalité dés sucres réducteurs (déterminée selon Sostogyi-Nelson) en Kg dféquivalent de, glucose par g de-soja 140 2 oc-G alactosid es * * 12 36 HSI : déterminé selon Smith et al •, Cereal Chem. 43 (1566), 26*1. îfc îjt déterminés sous la forme de galactose libérable, par photo-15 métrie, en présence de galactose-déshydrogénase et de diphospttopyrimidine-nucléotide (le résultat est exprimé en mg de galactose par gramme de soja). les germes (bactéries et mycètes) que l'on peut trouver dans le -^ruau de soja qui a subi le traitement enzyma-20 tique sont moins nombreux que ceux qui existent dans le gruau de soja non traité. Le gruau de soja qui a été traité par l'enzyme se disperse très bien dans l'eau tiède et peut être mélangé en toutes proportions avec de la poudre de lait maigre• Il se 25 forme, alors une suspension analogue à du lait, qui est bien absorbée par les jeunes veaux. &ŒMELE 5 » Traitement enzymatique de haricots du type Phaseolus vulgaris ("Mavy Beans"). 30 I 5 kg de ces haricots on ajoute 9 litres d'acide acétiqtie dilué et 30 g de l'enzyme d'Aspergillus inuii IAk 2268 et on agite pendant 20 heures à 50° à un pH de 4,8. 72 16061 8 2137548 / Par lyophilisation on obtient une poudre de haricotsdont la teneur résiduelle en œ-galacto-oligo-saccbarides représente 18 % de celle des haricots non traités. fîX""tî&i~RLE 6 j 5 Traitement enzymatique de haricots du type "California Small White Beans"• Le traitement enzymatique se fait comme décrit à l'exemple 5* Par lyophilisation on obtient une poudre de haricots dans laquelle on ne peut plus déceler d 'oc-galacto-10 oligosaeeharides. 72 16061 9 2137548 REVENDICATIONS 1.- Procédé permettant de rendre les légumineuses, et les produits qu'on en tire, plus faciles à supporter par l'organisme, procédé caractérisé en ce qu'on traite les légu- 5 mineuses^ ou les produits à base de légumineuses, en suspension ou en solution aqueuse, à un pH de 3 à 73 par une enzyme isolée à partir d1Aspergillus inuii IAk 2268 (R-3021) par .fermentation à 30°C, pendant une durée de 4-8 à 72 heures, de son de blé stérilisé, ayant une teneur en humidité de .50 % 10 en poids, puis extraction à l'eau, précipitation par de l'éthanol et séchage, cette enzyme étant utilisée en une quantité de 0^05 à 5 % en poids. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on traite des graines de soja ou des produits 15 fabriqués à partir de telles graines. 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue le traitement à un pH de 4- à 6. 4.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise l'enzyme en une proportion de 0,1 à 2 % 20 en poids par rapport au produit à traiter. 5«- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue le traitement à une température comprise entre 20 et 70°C. 6.- Application des légumineuses traitées 25 selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 , comme additifs pour des produits destinés à l'alimentation humaine ou pour des nourritures d'animaux.