Brevet FR2230300A1 — publié le 19741220

L'invention concerne en général un procédé de prépara tion d'un produit alimentaire en pastilles dont la cohésion est améliorée. les produits alimentaires en pastilles, en particulier ceux destinés aux animaux, représentent une part importante des types de produits alimentaires disponibles pour l'alimentation et-l'élevage des animaux. Ce type de produit est particulièrement important dans le cas des réserves alimentaires marines telles que les poissons et les crustacés. En fait, en raison du déve loppement de l'élevage industriel de ces derniers, par exemple des poissons ou des crustacés, l'utilisation d'un produit ali mentaire en pastilles ayant une cohésion satisfaisante est né cessaire, sinon le produit se dissipe rapidement dans le milieu aquatique et n'est pas disponible pour les poissons ou les crus tacés. le pastillage des produits alimentaires pour animaux comprend en général un traitement du produit alimentaire broyé à la vapeur d'eau, dans un dispositif de traitement préalable, la température et le degré hygrométrique étant alors augmentés l'aliment chaud et humide est ensuite introduit dans une presse à pastiller dans laquelle il est comprimé et extrudé en éléments denses de forme et de dimension définies au préalable. En gé néral, le pastillage nécessite donc le réglage l'humidité et de la température de l'aliment et du dispositif lui-meme afin que les pastilles préparées aient une cohésion suffisante sinon elles se brisent ou s'émiettent au cours des manipulations et du trans port du produit alimentaire. La préparation d'un produit alimentaire en pastilles de cohésion suffisante est donc avantageuse dans l'industrie alimentaire ; si le produit alimentaire en pastilles s'émiette ou se brise facilement au cours des manipulations ou du trans port il est pratiquement inutilisable, en particulier lorsqu'il est destiné à des animaux tels que des poissons et des crus tacés puisqu'il doit essentiellement avoir une cohésion suffiusante dans l'eau, qu'il flotté ou qutil coule. En conséquence, la préparation d'un produit alimentaire en pastilles dont la teneur en "fines" ou particules émiettées est faible et dont la cohésion est bonne est avantageuse dans l'industrie alimentaire, mais actuellement aucun procédé satisfaisant de ce type n'existe. Des procédés d'amélioration de la cohésion des pro duits alimentaires en pastilles, autres que le réglage rigou reux des conditions de pastillage, comprennent l'introduction de composés dits "liant pour pastilles", dans la formule ali mentaire. Parmi ces différents agents utilisés dans la technique antérieure, on peut citer les terres de diatomées, telles que la bentonite ou les argiles, les amidons, les granulés et dif férentes matières glucldiques. Ces procédés permettent l'obten- tion d'une certaine amélioration mais présentent un inconvé nient, car ils augmenterlt le coût de la fabrication du produit alimentaire et ne sont donc pas avantageux. En outre, de nom breux liants connus pour pastilles diminuent notablement le goût de l'aliment. La cohésion en- milieu aqueux des aliments destinés aux animaux aquatiques, étant un prablème particulier, son amé lioration a retenu ltattention dans de nombreux cas. Par exem ple, le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 503 769 et Meyers et Collaborateurs dans "The Progressive Fish - Culturist", vol. 34, No 1 (1972)" décrivent l'utilisation d'alginates comme liants dans les rations alimentaires destinées aux crustacés. les spécialistes de l'industrie alimentaire savent que les ions métalliques divalents donnent des liaisons de réticula tion avec les molécules voisines d'alginates, ces liaisons étant de types inter et intra-moléculaires et aboutissant à la forma tion d'un gel réticulé d'alginate. le gel ainsi obtenu est uti lisé dans de nombreux cas, dans l'industrie alimentaire. le deuxième texte cité à titre de référence, décrit l'addition de plus de 0,5 % d'un sel de l'acide alginique à une composi tion sèche et ltextrusion ultérieure de cette composition dans une extrudeuse du type "Spaghetti", la température et la pression étant maintenues à des valeurs moyennes.L'alginate réagit finalement avec les matières libérant du calcium libre e dans le produit alimentaire et donne un produit stable. Selon que ce procédé semble apporter une solution au problème mentionné précédemment, concernant la cohésion des pas tilles, l'utilisation d'alginates comme liants dans les rations habituelles en pastilles, c'est-à-dire du type préparé dans les conditions extrêmes d'humidité, de température et de pression habituelles au cours du broyage, ne convient pas. l'invention remédie aux difficultés indiquées précé gemment, relatives à la préparation des aliments en pastilles et concerne un procédé de préparation des aliments en pastilles utilisant avantageusement un liant à base d'alginate et donnant un produit en pastilles dont la teneur en "fines" est faible, la cohésion est améliorée et le goût est agréable, et qui convient particulièrement à l'alimentation des poissons ou des autres animaux marins. l'invention concerne en outre un produit alimentaire en pastilles dont la cohésion est améliorée et qui comprend un alginate utilisé comme liant, ainsi qu'un procédé industriel fiable qui permet l'utilisation des liants à base d'alginates au cours du pastillage, ce procédé comprenant le réglage soigneux des concentrations des ingrédients et des conditions opératoires. le produit alimentaire en pastilles selon l'invention comprend un liant à base d'alginate, sa cohésion est améliorée, son goût est augmenté et il est particulièrement précieux pour l'alimentation des animaux aquatiques tels que les poissons et les crustacés. l'invention concerne un procédé de préparation d'un aliment en pastilles qui comprend le traitement préalable de particules alimentaires et le maintien de la teneur en humidité à une valeur inférieure ou égale à-environ 25 % du poids du produit, l'addition au produit alimentaire ainsi traité d'une solution de liant à base d'un alginate et d'un agent séquestrant, l'alginate représentant environ 0,1 à 0,) % du poids du produit fini. Agent séquestrant représente environ au moins 0,1 ffi du poids de la solution de liant, cette valeur dépendant de la conc-entration en calcium soluble du produit alimentaire. l'aliment ainsi préparé et qui comprend la solution de liant, est ensuite mélangé intimement et rapidement afin que la solution de liant et l'aliment préalablement traité et humide soient en contact intime, la teneur en humidité de lta- liment étant réglée, puis l'aliment est introduit dans une pres se à pastiller qui fonctionne à au moins environ 380C et les pastilles ainsi obtenues sont ensuite séchées jusqu'à une teneur équilibrée en humidité. les pastilles ainsi obtenues ont une cohésion amélio rée, une teneur en fines ou particules non pastillées, réduite et conviennent particulièrement à l'utilisation en-mi lieu aquatique, lorsque la cohésion est une propriété particu lièrement importante. De plus, dans le procédé décrit préala blement, les taux d'alginate mis en oeuvre et les conditions sont tels que ce procédé est intéressant du point de vue in dustriel et qu'il a un succès important dans le cadre du pas tillage industriel. On pense que l'addition du liant qui comprend l'al ginate et un agent séquestrant sous forme d'une solution, à l'aliment préalablement traité, est un facteur essentiel de succès du procédé de l'invention dans le cadre de la prépara tion de pastilles ayant une cohésion convenable. Jusqu'à pré sent, les alginates non dissous et secs, ajoutés aux aliments préalablement traités, nécessitaient l'utilisation de quantités élevées et ne donnaient pas de très bons résultats. Bien entendu, cecI augmentait le prix des aliments et présentait un inconvénient commercial notable. En conséquence, on a supposé que l'alginate anhydre ne pouvait pas réagir dans des proportions stoechiométriques avec le calcium disponible du produit alimentaire. l'utilisation d'un liant en solution remé die donc à ce problème et l'addition de l'alginate en solution, à l'aliment préalablement traité montre que l'alginate est capa ble de réagir avec le calcium libre; du produit alimentaire. Cependant, en relation avec ce qui précède, on a également dé terminé que l'utilisation d'un liant en solution au réglage ini tial de la teneur en humidité de l'aliment préalablement traité de même que le réglage précis des quantités d'alginate ajou tées, sont nécessaires à l'obtention de qualités optimales de * comportement aux traitements à un coût minimal du produit. les types de produits alimentaires auxquels le pro cédé de pastillage de l'invention peut s'appliquer ne sont pas limités dans la mesure où le procédé de l'invention et les ingrédients particuliers utilisés ainsi que les proportions respectives de ceux-ci dépendent évidemment du type d'animal auquel l'aliment est destiné ou du milieu dans lequel il est utilisé. En général, cependant, le produit alimentaire comprend, de façon caractéristique des ingrédients protéiques tels que des graines oléagineuses, de la viande, du poisson, d'autres granulés tels que des gains de blé et de luzerne et des agents nutritifs tels que des vitamines et des sels minéraux. Différents autres gra nulés et-/ou ingrédients conviennent selon l'utilisation à laquelle le produit alimentaire est destiné, scn goût et la disponibilité de l'ingrédient. La solution de liant utilisée au cours du procédé de pastillage décrit au préalable comprend une solution d'un sel de l'acide alginique et d'un agent séquestrant qui ralentit ou retarde la réaction entre le calcium libre et les molécules d'acide alginique et autorise un effet maximal de réticulation entre les molécules voisines d'acide alginique. le sel particulier d'acide alginique qui convient n'est pas important dans le procédé de l'invention bien qu'il doive être choisi en raison de sa solubilité maximale dans l'eau. les alginates préférés sont ceux de sodium, de potassium et de propylène-glycol. De même, le séquestrant particulier ou l'agent retardant n'a pas d'importance particulière dans le procédé de l'in vention, bien qu'il doive etre choisi en fonction de sa bonne solubilité dans l'eau. Néanmoins, les séquestrants particuliers qui inSlbent la réaction entre les ions bivalents et les molécules d'acide alginique sont connus et parmi ceux-ci, les sels des acides phosphoriques comprenant les ortho-, les méta-, les di- et les pyrophosphates, conviennent. les sels préférés com prennent ceux de sodium et de potassium.Cependant, de façon classique, d'autres séquestrants qui comprennent de l'acide citrique et des acides aminocarboxyliques tels que l'acide éthylène-diamine-tétracétique conviennent également et re tardez Ta réaction du calcium avec les molécules d'alginate. la solution de liant comprend environ 0,1 à 0,) % d'algi-nute (par rapport au poids du produit fini). En conséquen- ce les pourcentages d'alginate à dissoudre pour l'obtention de ces concentrations, dépendent de la pureté 'u produit parti culier utilisé.Si par exemple on utilise un alginate ayant une pureté de 100 %, on en utilisera environ 1 à 5 % en poids le séquestrant est ensuite normalement dissous dans la solution dtalginate dans des proportions telles que la solution contien- - ne environ au moins 0,1 % de séquestrant, de préférence 0,1 à 5 % en poids. le pourcentage réel d'agent séquestrant dépend évidemment de la quantité de calcium libre contenu dans la ra tion alimentaire, bien que les quantités indiquées précédemment suffisent pour la plupart des compositions alimentaires, dans le cadre de ltinven~ion, y compris celles qui ont une teneur élevée en calcium libre.Par exemple les matières protéiques d'origine animale telle/que les poissons ou la viande étant les principales matières qui fournissent le calcium libre de l'aliment pour animal, lorsque la concentration en protéines animales est de l'ordre de 5 % aumaximum, il faut utiliser environ 0,5 % en poids d'agent séquestrant, tandis que, lorsque la concentration en protéines animales du produit alimentaire est de l'ordre de 15 , il faut utiliser environ 2 % en poids d'agent séquestrant. La solution de liant décrite précédemment est ensuite ajoutée au dispositif de traitement préalable dans une presse à pastiller ou plus précisément dans la partie de ce dispositif où le produit alimentaire sec est chauffé et soumis à un trai tement qui augmente la température et son humidité. La solu tion de liant est ajoutée en une quantité telle que le produit final contienne environ 0,1 à 0,3 % en poids d'alginate. le pour centage réel de solution de liant ajouté à la ration dépend évidemment du débit de préparation de la presse à pastiller, habituellement exprimé en kg/mn et de la concentration cherchée dans le produit final. En conséquence, les débits d'admission habituels des solutions de liant décrites au préalable sont généralement de l'ordre de 1,36 à 6,80 kg/mn lorsque le débit de préparation des pastilles est de l'ordre de 54,5 à 63,5 kg/mr,. Comme indiqué au préalable, le liant est ajouté au pro duit alimentaire préalablement traité sous forme d'une solution qui permet l'obtention de la teneur voulue en alginate, puisqu'en l'absence de la solution d'alginate, la cohésion obtenue est relativement faible et qu'en conséquence, ltadaptation des pastilles à l'utilisation dans l'eau est généralement relativement médiocre. La solution d'alginate ajoutée au produit alimentaire permet la réaction de celui-ci avec le calcium libre, et la répartition uniforme de l'effet du liant sur le gel d'alginate formé, dans l'ensemble de la pastille d'aliment. Ces caractéristiques améliorent la cohésion de la pastille et diminuent en outre le pourcentage de "fines" ou de matières non pastillées au cours du procédé. le degré élevé d'uniformité de l'effet de réticulation de l'alginate entraîne également, pense-t-on, que le pourcentage d'alginate nécessaire à l'amélioration es minimal. Bien entendu, ceci est très avantageux car le cc - de production des aliments en pastilles est réduit et de plus le goût de l'aliment risque moins d'être diminué. Bien entendu, il est important dans le cadre de l'invention, que l'humidité de l'aliment préalablement traité soit réglée en dessous d'un niveau prédéterminé. Si la teneur en humidité dépasse cette valeur, les propriétés de liaison du gel d'alginate, et en conséquence, la cohésion de la pastille sont réduites. Habituellement, la teneur en humidité de l'aliment ou du produit alimentaire broyé avant son introduction dans le dispositif de traitement préalable est de l'ordre de 10 à 14 % en poids. En conséquence, si la solution de liant est ajoutée à raison de moins de il % la teneur maximale en humidité ne doit pas dépasser -25 %. Il est donc très avantageux que l'addition de vapeur dteau soit minimale dans le dispositif de traitement préalable, si la teneur en humidité à sa valeur maximale.Dans la mise en oeuvre habituelle du procédé de l'invention, cependant, l'utilIsatIon de la quantité prescrite de solution de liant et la réduction simultanée des teneurs en humidité des ali ment s permettent la mise en oeuvre normale de la presse à pastiller sans dépassement du maximum autorisé pour la teneur en humidité. Dans tous les cas, les pastilles obtenues avec des teneur en humidité supérieures à celles Indiquées ont un- pourcen tage élevé de "fines" ou de matière non pastillée, et en outre, restent cohbrentes dans l'eau pendant un temps relativement court. Après mélange de la solution de liant et du produit alimentaire préalablement traité et maintien simultané du taux d'humidité prescrit, on porte l'aliment à une température élevée habituellement comprise entre environ 38 et 1000C, de préférence entre 60 et 820C. On introduit ensuite le produit alimentaire ainsi traité dans la presse à pastiller. le type particulie-r de presse ou de moule à pastiller utilisé pour l'extrusion des pastilles niest pas limitatif dans le cadre de l'invention, bien qu'habituellement, dans un broyeur alimentaire du commerce, on utilise un dispositif chauffé à la vapeur qui porte le milieu à une température et à une pression élevée lors de la fabricatipn des pastilles.Dans le mesure ou le procédé de pastillage de l'invention utilise une solution de liant à base d'un alginate, cependant, -la température est de préférence de l'ordre de 800C, la plage de traitement comprise entre 38 et 1000C étant relativement large. La bempéra- ture exacte utilisée n'est cependant pas importante, et dépend du type particulier de dispositif et des résultats souhaités. Après mise en forme, les pastilles chaudes sont séchées jusqu'à ce que leur teneur en humidité attelgne une valeur convenable habituellement de l'ordre de 10 à 15 % en poids. la teneur en humidité des pastilles sèches n'est pas limitative et et- est-habituellement en équilibre avec celle de conditions ambiantes environnantes de température el d'humidité. les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois la limiter. Exemple 1 On considère que la ration alimentaire de base pour poisson, dont la composition est donnée dans le paragraphe suivant, convient à l'élevage industriel des poissons chats Ingrédient % en poids prials jaune broyé 3 - 10 Vo levure de bière 0,5 - 5 % Matières dérivées du blé 15 - 30 % Farine de soja 35 - 50 % Extrait de poisson 5 - 25 Vo Carbonate de calcium 1 - 3 % Phosphate dicalcique 1 - D % Sel 0,5 - 2 Vo Petit lait déshydraté 0,5 - 5 % Graisses animales 0,5 - 2,5 % Mélasses 1 - 4 % Mélanges préalables de sels minéraux et de vitamine 1 - 4 % On introduit une quantité donnée de la ration de base décrite précédemment dans la section de traitement préalable d'une presse à pastiller et on ajoute environ 0,6 % en poids d'alginate de sodium anhydre à cet aliment. On met la ration alimentaire sous forme de pastilles entières d'aliment et on maintent la teneur en humidité de la composition à environ 17 %. On introduit ensuite une certaine quantité des pastilles ainsi obtenues dans l'eau, à 25 C et, au bout de 10 minutes à cette température, pratiquement toutes les pastilles sont désagrégées. Exemple 2 On prépare une ration alimentaire de base pour pois son disponible dans le commerce, comme indiqué dans l'exem- ple 1, et on lui ajoute une solution à 3 % d'alginate de sodium, la teneur en alginate de sodium du produit final étant alors d'environ 0S15 Vo. On n'introduit pas d'agent séquestrant dans la solution de liant. la ration qui contient la solution de liant est traitée avant entre introduite dans la presse à pastiller n8me et sa teneur en humidité mesurée est supérieure à 23,0 %. les pastilles ainsi obtenues sont friables, ont une cohésion médiocre et un pourcentage important de "fines" ou de matière non pastillée et se désagrègent rapidement dans l'eau. Exemple 3 On prépare deux lots de 91 kg d'une ration alimentaire de base pour poisson disponible dans le commerce, comme indiqué dans ltexemple 1. On utilise un des lots comme témoin, et l'autre comme lot A. le lot A comprend une solution de liant qui contient une solution à 2,4 % d'alginate de sodium contenant environ 2% en poids de pyrophosphate tétrasodique. le produit final a une teneur en alginate de sodium de l'ordre de 0,12 % en poids. La solution liquide de liant est ajoutée dans la section de traitement préalable de la presse à pastiller et les échantillons d'aliments humidifiés par la solution de liant sont recueillis avant leur introduction dans le moule à pastiller. On mesure également les températures des différents échantillons de pastilles chaudes scrtant du moule. On n'ajoute aucune solution de liant au lot témoin, et on recueille des échantillons d'aliment préalablement traités et humides, avant le pastillage et on mesure la température des pastilles chaudes de la même façon. On recueille des échantillons de pastilles provenant du lot témoin et du lot A et on les soumet à un essai de mesure de cohésion au cours duquel on place 40 pastilles dans l'eau à 250C et on note le pourcentage de pastilles qui ne sont pas désagrégées. On mesure également le poids et le pourcentage de "fines" ou de matière non pastillées dans le cas du témoin et du lot A. le tableau I récapitule ces résultats ainsi que les mesures de température et d'humidité. TABLEAU I Echantillon Quantité Température % humidité % de % de conservation dans ( C) des pas- "fines" l'eau, des pastilles tilles chau- 30 mn 1 heure des Témoin 91 kg 78 14,5 % 3,4% 60 % 0 % Lot A 91 kg 71 15,6 % 2,5 % 100 % 40 % 78 15,1 % 100 % 90 % 74 19,4 % 100 % 90 % les données précédentes montrent que l'utilisation d'une solution de liant liquide qui contient un alginate améliore notablement la cohésion des pastilles dans liteau, par rapport à celles obtenues avec le témoin. les pastilles du lot A présentent un pourcentage de conservation dans l'eau de 100 % pendant 30 minutes et de 90 % pendant 1 heure ppur deux deséchantillons.Au contraire, le témoin présente un pourcentage de conservation de 60 ffi pendant 70 minutes et de O % pendant 1 heure. La comparaison du pourcentage de "fines" obtenu dans le cas du témoin et du lot A montre en outre que l'amélioration est notable dans la mesure où l'on observe une diminution de la quantité de "fines" dans le cas de l'utilisation de la solution de liant de l'invention. le lot témoin contient 3,4 Vo de "fines", tandis que le lot A contient 2,5 % de "fines". Une diminution de 25 % du pourcentage de "fines" du lot témoin est donc observé lors de l'utilisation de la solution de liant de l'invention. Il va de soi que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif, mais nullement limitatïf, et qu'on pourra y apporter toute variante sans sortir de son cadre. REVENDIC AT TONS 1. Procédé de préparation d'un aliment pour animal, en pastilles dont la cohésion est améliorée, caractérisé en ce qu'il comprend, premièrement le traitement d'un produit alimentaire broyé pour animal à température et humidité éle uvées, deuxièmement, l'addition d'une solution laqueuse de liant au produit traité et le maintien simultané de la teneur en humidité du produit à une valeur inférieure à environ 25 % en poids, cette solution de liant contenant au moins environ 0,1 % en poids d'un agent séquestrant et une quantité suffisante d'alginate pour que le produit mis en pastilles contienne environ 0,1 à 0,3 % en poids d'alginate et troisièmement, le pastillage du produit à température et pression élevées. 2. Procédé de préparation d'aliment pour animaux en pastilles de cohésion améliorée, caractérisé en ce qu'il comprend, premièrement le traitement d'un produit alimentaire broyé pour animal à température et humidité élevées, ce produit con tenants calcium, deuxièmement l'addition d'une solution aqueuse de liant au produit traité et le maintien simultané de la teneur en humidité du produit à une valeur inférieure à environ 25 fo en poids cette solution de liant contenant environ 0,1 à 5 % en poids d'un agent séquestrant et une quantité suffisante d'alginate pour que les pastilles de produit contiennent de 0,1 à 0,3 % en poids d'alginate, les molécules d'alginate étant réticulées lentement par l'intermédiaire du calcium libre du produit qui améliore la cohésion des pastilles, et troisièmement le pastillage du produit à une température comprise entre environ 60 et 820C et sous pression élevée. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'agent séquestrant est un sel d'un acide choisi parmi les acides orthophosphorique, métaphosphorique, pyrophosphorique, citrique, et éthylénediaminetétracétique ou un de leurs mélanges. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le sel est choisi parmi ceux de sodium et de potassium. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent séquestrant représente au moins environ 2 Vo du poids de la solution. 6. Procédé selon l'une des revendicationz 1 et 2, caractérisé en ce que la solution de liant contient environ 1 à 5 % en poids d'alginate. 7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'alginate est choisi parmi l'alginate de sodium, l'alginate de potassium et l'alginate de propylène-glycol. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le produit est pastillé à une température comprise entre environ 38 et 1000G. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre le séchage du produit alimentaire pastillé à une teneur équilibrée en humidité. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le produit alimentaire pastillé est séché jusqu'à une teneur en humidité de l'ordre de 10 à 15 %. 11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent séquestrant représente 0,1 à 5 % en poids.