Brevet FR2260956A1 — publié le 19750912

La présente invention concerne un procédé pour traiter des produits alimentaires et, plus particulièrement, un procédé pour produire une protéine texturée de saveur douce1 ou modérée. Ces dernières années, on s'estefforcé de traiter les matières protéiques végétales pour leur conférer une texture et d' autres caractéristiques couramment rencontrées dans les produits alimentaires animaux. Les matières protéiques végétales sont constituées essentiellement par la poudre et la farine de soja ; cependant, on utilise également d'autres poudres et farines de graines oléagineuses, telles que les poudres et farines d'arachide, de graines de coton et dé graines de sésame. Dans le -passé, on a tenté de diminuer la saveur sucrée ou semblable à celle des haricots des matières protéiques végétales. Dans certains cas, on extrait la protéine de la farine ou de la poudre, en solubilisant la protéine, puis en précipitant le concentré ou l'isolat protéique. Ce traitement réduit de façon efficace la saveur sucrée ou semblable à celle des haricots, mais est coûteux. On sait également que la fermentation réduit les saveurs désagréables. On peut mettre en oeuvre la fermentation en faisant tremper la matière dérivant du soja dans de l'eau, de façon à former une suspension. Les enzymes naturelles de la matière dérivant du soja provoquent une certaine fermentation. Gn peut ajouter à la suspension une levure active pour augmenter la vitesse et le taux de fermentation.Bien que la fermentation en suspension améliore la saveur des matières dérivant du soja, ce procédé pose certains problèmes et en particulier la nécessité de sécher la suspension avant de l'uti-liser dans les traitements de texturation. melon l'invention, on fait fermenter une matière dérivant du soja avec une faible teneur en humidité telle que 20 à 35 %. La matière dérivant du soja, pour ces taux d'humidité, est essentiellement en granulés ou en particules et ne forme ni une pate, ni une suspension. Dans le procédé de l'invertion, on traite une matière dérivant du soåa ou une autre matière protéique végétale, de façon à réduire la saveur de soja à une valeur convenable, même dans des produits alimentaires à saveur douce.La teneur en stachyose et en raffinose (que l'on sait responsable de la flatulence) est considérablement réduite, et les produits de fermenta- tion tels que les alcools sont éliminés, On estime que la modification de la saveur est due à une action enzymatique sur les oligosaccharld sul produit des sucres simples et qui est suivie d'une action de fermentation par levure sur les sucres simples pro- duisant des alcools et du dioxyde de carbone. Les alcools et le dioxyde de carbone éventuellement présents sont éliminés pendant la texturation. Dans le procédé de l'invention, on fait fermenter une matière dérivant du soja ou une autre matière protéique végétale ayant une teneur en humidité de 20 à 35 % en poids, en présence d'une levure ou d'un autre micro-organisme produisant une fermentation. Les matières traitées sont constituées par de la farine, de la poudre et; des concentrés ou, en d'autres termes, par des matières protéiques végétales non isolées. On peut également traiter des matières protéiques végétales isolées, cependant, comme les protéines ont été préalablement débarassées des oligosaccharides, on ne constate pas d'amélioration. On traite la matière protéique fermentée, dans un courant de vapeur chaude sous pression.La combinaison des stades de fermentation et de traitement par la vapeur sous pression modifie la saveur, alors que séparément, ces stades de traitement n'ont pas cet effet. De plus, le produit obtenu est texturé. On considère que le produit est texturé lorsque la fraction protéique est présente sous forme d' une phase pratiquement continue, tandis que la fraction d'hydrates de carbone est sous forme de portions distinctes. Au contraire, une matière protéique non texturée renferme la fraction protéique sous forme de portions distinctes et la fraction d'hydrates de carbone sous forme d'une phase continue. On entend ici par "texturation", un procédé transformant les portions distinctes ou particules de protéine en une phase protéique continue. La matière protéique végétale qu'on peut traiter selon le procédé de l'invention peut correspondre aux farines, poudres et concentrés précédemment utilisés dans des procédés de texturation, telles que les farines, poudres et concentrés de soja, d'arachide, de graines de coton, de carthame et de sésame. Cependant, ci-après, l'invention est décrite relativement à la farine de soja. Dans l'invention, on humecte la farine de soja, jusqu'à obtention d'une humidité de 20- à 35 % en poids, en utilisant un procédé approprié quelconque assurant une distribution uniforme de l'humidité. Un de ces procédés d'ajustement de la teneur en humidité consiste à pulvériser de l'eau sous pression élevée dans la farine de soja qu'on agite dans un mélangeur classique tel qu' un appareil de finition pour gâteau. Un prooédé.préféré d'addition de la levure ou de la matière enzymatique consiste à les disperser dans l'eau qu'on ajoute à la farine de soja. En variante, on peut ajouter directement la levure et/ou la matière enzymatique à farine de soja, avant ou après addition d'eau.La levure, lorsqu'on l'utilise, estsprésente à la concentration d'au moins 0,5 % et de préférence 0,5 à 2,5 en poids, par rapport au poids de la farine humidifiée. L'enzyme, lorsqu'on l'ajoute, est présente à une concentration d'au moins- 0,3 % et de préférence 0,3 à 1,5 % et généralement d'environ 1,0 %. On incube ensuite la farine de soja humidifiée à une température suffisante pour permettre une vitesse de fermentation raisonnable. On doit réaliser l'incubation à une température d' au moins 4,4 et de préférence de 24 à 520C, en général d'environ 380C. La durée d'incubation doit être suffisante pour améliorer la suavité ou modérer la saveur. De façon typique, la durée d'incubation est d'environ~24 à 48 heures. Cependant, des durées- plus prolongées n'ont généralement pas d' effet nuisible, bien qu'elles n'améliorent pas la suavité par rapport à des durées de fermentation plus courtes La levure peut être d'un type quelconque produisant une fermentation de la farine de soja ou produisant des enzymes décomposant les hydrates de carbone, en particulier les oligosaccharides tels que le raffinose et le stachyose de la farine de soja.Des exemples de telles levures sont des Saccharomyces tels que Saccharomyces carlsbergensis, Saccharomyces cerevisiae et Saccharomyces ellipsoideus ainsi que diverses le es du commerce telles que la levure d patisserie Fleischm R, la Red Star Instant Blend Dried Yeaset la levure séchée Mo R On peut utiliser une enzyme quelconque-telle que la zymase, décomposant les oligosaccharides en sucres simples. Des exemples de telles enzymes sont l'% -D-galactosido-galactohydro -lase (Enzyme Commission to. I.U.P.A.C.5.2.1.22), ainsi que des enzymes du commerce telles que les enzymes brutes de maltage et la Diastase 8R On traite la matière fermentée en présence de vapeur, sous une pression gazeuse élevée et à température élevée. La teneur en humidité de la matière fermentée est de préférence comprise entre 15 et 30 % en poids lors du traitement par la vapeur ; cependant, la teneur en humidité peut être aussi faible que 4 ou 6%. La pression maximale utilisée dans le traitement à la vapeur est limitée uniquement pa l'appareil particulier utilisé. Par exemple, on peut utiliser des pressions atteignant 9,7 bars mano métriques ou aussi faibles que 1,0 bar manométrique. Les conditions de pression préférées dans l'invention sont d'au moins 1,7 bar manométrique, généralement d'au moins 3,8 bars manométriques et, de façon typique, de 5,5 à 7,6 bars manométriques. On a découvert que l'augmentation de la pression se traduit généralement par une augmentation de la suavité, de la texturation et/ou du gonflement. La température pendant le traitement à la vapeur est généralement d'au moins 1210C et peut atteindre 26O0C ou plus. On peut utiliser pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, tout appareil capable de réaliser ces conditions.L'appareil préféré pour la mise en oeuvre du stade de traitement à la vapeur de l'invention est illustré par les figures 1 à6. Dans les dessins - la figure 1 illustre une vue latérale d'un appareil dont des portions sont découpées - la figure 2 représente une vue en bout de l'appareil - la figure 3 représente une portion d'une vanne de l'appareil - les figures 4 à 6 illustrent des coupes de la vanne dans diverses positions de fonctionnement. L'appareil de texturation 10 (figure 1) peut comporter une vanne tournante 12, un réservoir sous pression 13 et un tube 14. L'appareil de texturation 10 est raccordé à une source de fluide haute pression 11 telle qu'une chaudière à vapeur, capable de fournir à la vanne tournante 12 une pression de fluide ou de vapeur suffisante pour texturiser la matière protéique. La vanne tournante 12 peut comporter un logement 16 ayant une ouverture ou chambre 17 recevant l'élément tournant ou bois sèau 18 de la vanne. Le logement de la vanne 16 comporte une base 15 unissant la vanne 12 au support 19. Le logement 16 de la vanne comporte une ouverture supérieure 20 servant d'entrée à-la matière à texturer. Le logement 16 (figure 4) comporte de plus des ouvertures 21, 22 et 23 recevant respectivement les canalisations 26, 27 et 28. Par exemple, les canalisations peuvent être raccordées aux ouvertures par filetage. la canalisation 26 est raccordée à la source de vapeur 11 et alimente la vanne 12 en vapeur sous pression.La canalisation 27est une canalisation d'échappement qui détend la pression de vapeur résiduelle dans la vanne 12, avant l'alimentation de la vanne 12 en matière protéique par 1' ouverture 20. La canalisation 28 est une sortie par laquelle la matière protéique quitte la vanne 12. Une trémie 31 (figure 1) peut titre disposée pour alimenter en matière protéique llouvertu- re 20 de la vnne 12. Le logement 16 comporte un palier 29 placé dans la chambre 17 pour permettre la rotation du boisseau 18. Le palier 29 entoure pratiquement la totalité de la chambre 17, à l'exception des ouvertures appropriées correspondant aux ouvertures 20, 21, 22 et 23 du logement 16.Le logement 16 de la vanne comporte un dispositif de fixation tel qutun boulon ou une vis 36 serrant le logement 16 et le palier 29 contre l'élément tournant 18 de la vanne, en réalisant ainsi un joint étanche à la vapeur entre le palier 29 et l'élément tournant 18 de la vanne. Le palier 29 peut être constitué d'un cylindre de laiton. L'élément tournant 18 de la vanne (figures 2 à 6) peut être en acier et réalisé à partir d'un cylindre plein ou bien moulé, en variante. L'élément 18 comporte un nombre approprié quelconque de poches de transport-de matière telles que les poches 41, 42, 43 et 44. iiormalement, 2 11 élément 18 comporte un nombre pair de ces poches, de façon typique, 4, 6 ou 8. Un passage 46 est disposé entre chaque paire de poches telles que les poches 41 et 43 pour une raison décrite ci-après.L'élément tournant 18 de la vanne comporte un arbre 47 et un pignon à chaine 48 permettant ltentraî- nement par un dispositif approprié tel que le moteur 49 (figure lX L'élément 18 de la vanne peut être maintenu en position dans le logement 16 par des plaques de retenue telles que les plaques 50 qui sont fixées au logement 16 par des vis. Le réservoir sous pression ou reservoir-tampon 13 et le tube 14 du mode de réalisation illustré par lafigure l peuvent être des canalisations concentriques. Le réservoir sous pression 13 peut être fixé au support 19 par la borure 53. Le réservoir sous pression 13 peut de plus être porté par un ou plusieurs montants tels que le montant 54. Le réservoir sous pression 13 est isolé de l'atmosphère, sauf par le tube 14. Le tube 14 est monté dans le réservoir sous pression 13 par des brides supports 56 et 57. Si on le désire, une portion 58 du tube 14, qui est la plus proche de la vanne 12, peut être évasée vers l'extérieur, pour faciliter la réception de la matière protéique quittant la canalisation 28.Un espace est ménagé entre le bord extrême de la portion évasée 58 et la paroli adjacente du réservoir sous pression 13, de façon que la pression-puisse s'équilibrer dans le réservoir 13. Le tube 14 peut comporter un orifice rétréci ou ajutage 59 qui limite l'échappement de la pression hors de l'appareil de texturation 10, en réalisant ainsi une accumulation de pression dans le réservoir 13. tn variante, le diamètre du tube 14 peut être suffisamment réduit pour créer l'accumulation de pression nécessaire. Le rétrécissement maintient dans le réservoir sous pression 13, une pression suffisante pour réaliser la texturation des protéines dans l'appareil. On peut introduire la matière protéique dans l'appareil de texturation 10, par exemple par la trémie 31. Si on le désire, on peut prévoir un dispositif approprié de mesure ou de régula- tion de la quantité de matière d'alimentation passant dans la trémie 31. La matière d'alimentation quittant la trémie 31 tombe par l'ouverture 20 dans le logement 16 de la vanne 12 où elle se dépose par exemple dans la poche 41, comme le montre la figure 4. L'élément 18 de la vanne peut tourner dans le sens des aiguilles d'une montre, si bien que la poche 41 vient en alignement avec la canalisation 28, et la poche 43 vient en alignement avec la canalisation 26, comme le montre la figure 5. A ce moment, la pression résiduelle du réservoir 13 et la pression de la canalisation 26 s'exercent sur la matière protéique. La pression exercée sur la matière protéique est suffisante pour réaliser la texturation. On obtient une bonne texturation pour une pression de 2 bars manométriques et, apparemment, on obtient une certaine texturation, même à 1 bar manométrique. La pression est généralement d'au moins 3,8 bars manométriques et de préférence, elle est comprise entre 5,5 et 7,6 bars manométriques. La pression exercée par la source de fluide ll par 1' intermédiaire de la canalisation 26 doit être suffisamment supérieure à la pression exercée par le réservoir 13 pour que la matière protéique soit forcée rapidement à travers la canalisation 28, le tube ou chambre 14 et l'ajutage 59. Le fluide fourni par la source l1 peut être un fluide ayant un coefficient de transfert thermique élevé tel que la vapeur, ou être un mélange d'un tel fluide et d'un autre fluide gazeux, par exemple un mélange de vapeur et d'air. On estime que la texturation se produit immédiatement lorsque les pressions de la canalisation de vapeur 26 et du réservoir-tampon 13 s'exercent sur la matière protéique. Dn tout cas, la matière protéique est texturée lorsqu' elle quitte l'ajutage 59. La vapeur sous pression continue à tra verser la w e 12 et la cara'isation 28 pendant un certain temps après l'expulsion de la matière protéique, par la canalisation 28. Ceci élève la pression dans le réservoir 13. Ben entendu, on perd une certaine quantité de pression par le tube 14 et l'ajutage 59 pendant un moment après ltexpulsion du morceau protéique par 1' ajutage 59. Cependant, on peut maintenir la pression appropriée dans le réservoir 13, par suite de la taille déterminée de l'ajutage 59. On a découvert que la matière protéique n1 était pas texturée de façon appréciable si la contre-pression du réservoir sous pression 13 s'abaisse en dessous de 1 bar manométrique ; 1' élément 18 de la vanne continue à tourner, la poche 43 vient en alignement avec la canalisation d'échappement 27 et la pression résiduelle dans les poches 41, 43 et le passage 46, est réduite. La poche 43 atteint alors l'orifice dtalimentation et est chargee en matière à texturer. Le fonctionnement se poursuit comme décrit pour la texturation avec la poche 41. La texturation se produit avec les poches 42 et 44, pratiquement comme décrit pour les poches 41 et 43. L'élément 18 de la vanne peut tourner à une vitesse appropriée quelconque, selon la taille t le nombre des poches et la cadence d'alimentation en matière protéique. L'invention est illustrée par les exemples non limitatifs suivants. EXEMPLE I On prépare une farine protéique ayant une teneur en prot 'ine de 7056, en mélangeant 70 parties de concentré de soja (TextroR, matière protéique traitée dérivant du soja ayant une teneur minimale en protéine de 63 > 5 % à sec, produite parOntral Soya Go. Inc), et 30 parties d'isolat de soja (PromineRR, matière protéique de soja isolée ayant une teneur en protéine dtenviron 95 % à sec, produite par Central Soya Co. Inc.). Sauf indication contraire, les parties et pourcentages sont exprimés en poids et il en est de même de la teneur en humidité qui est normalement d' environ 6 %. On élève alors la teneur en humidité du mélange à 27 %. On ensemence 9,07 kg d farine humidifiée avec 227 g de levure de pâtisserie Bakers R. On laisse le mélange fermenter à la température ordinaire, pendant 48 heures. On-introduit ensuite le mélange à un débit d'envircn 1,8 kg/mn dans un appareil de texturation réalisé pratiquement comme celui illustré par les figures I à 6.Le réservoir sous pression 13 comporte une canalisation ayant un diamètre interne de 254 mm et long de 366 cm. Le tube 14 est une canalisation de 38 mm disposée concentriquement dans le réservoir sous pression 13. L'ajutage a un orifice de 22 mm de diamètre. Le boisseau 18 tourne à la vitesse de 32 tr/mn. La température de la vapeur alimentant la vanne 12 est de 2300C et la pression dans le réservoir 13 est de 4,1 bars manométriques. La matière quittant l'ajutage est bien texturée et, de façon surprenante, sa saveur est modérée, ou modérément douce. La saveur de la matière texturée ne comporte pas la note sucrée habituelle des protéines de soja texturées. EXSIPLE II On reprend l'exemple I, en utilisant 907 g de levure de pâtisserie. On obtient des résultats semblables, si ce n'est qu' on observe une légère saveur de levure. Exi;iJ?LE III On traite selon l'invention, une farine de soja ayant une teneur en protéine de 55 %. La farine de soja a une teneur en humidité d'environ 4,0 %. On mélange 227 g de levure de boulangerie (Saccharomyces cerevisiae) à 9,1 kg de farine de soja. On élève la teneur en humidité du mélange à 27 =o. On divise la farine de soja en trois portions. On laisse fermenter la portion A à la température ordinaire pendant 24 heures. On laisse fermenter la portion B à la température ordinaire pendant 48 heures. On laisse fermenter la portion C à la température ordinaire pendant 96 heures. On traite à la vapeur les portions A, B et C, dans les conditions décrites dans 11 exemple I. On traite comme les portions A, B et C, un témoin identique mais non fermenté.On compare laportion A au témoin en constatant quelle a une saveur plus douce. La portion A présente une certaine saveur résiduelle de sucre. La portion B a une saveur plus douce'que la portion A. La portion C a la même saveur que la portion B. ExtiP1E IV On reprend l'exemple I, si ce n'est qu'on ajuste la teneur en humidité à 25 O/o. La concentration totale en sucre est réduite de 50 % par rapport à un échantillon non fermenté. On obtient un produit à saveur douce. La valeur à la presse à cisaillement est de 549 kg et la capacité de rétention d'eau est de 1,5. La capacité de rétention dteau est la quantité totale d'eau que la matière protéique est capable de retenir et on la détermine en trempant la protéine texturée dans unssexcès d'eau pendant 20 minutes, puis en laissant égoutter pendant 5 minutes. La capacité de rétention d'eau est égale à la différence entre le poids humide et le poids sec divisée par le poids sec.On peut mesurer la texture de la matière protéique par les valeurs à la presse à cisaillement. Les valeurs à la presse à cisaillement des protéines texturées de l'invention sont généralement comprises dans la gamme de 136 à 680 kg et déterminées selon le mode opératoire suivant. On prépare pour la mesure, un échantillon pesant 75 g (en poids sec) de matière protéique texturée. On place l'échantillon dans un excès d'eau froide et on le fait tremper à environ 4,4 OC pendant 1,5 heure. On égoutte l'échantillon pendant 5 minutes puis on le divise en trois parties de même poids. On enveloppe les trois parties dans une matière plastique et on laisse séjourner à la température ordinaire pendant 20 minutes. On étudie chacune des parties avec une presse à cisaillement Alîo-Kramer (série nQ 1042, Urodèle n -5-2H) selon les techniques classiques, en utlli- sant un anneau à dix lames de l 134 kg et on additionne les trois valeurs. EXEMPLE V On répète 11 exemple I2, si ce n'est que l'on ajuste la teneur en humidité à 35 %. La valeur à la presse à cisaillement est de 476 kg et la capacité de rétention d'eau est de 1,9. On obtient un produit à saveur douce. EXEMPLE VI On traite de la farine de soja (extrol) selon le procédé de l'invention. L'échantillon A est un témoin qu'on ne fermente pas. On prépare les échantillons B à G, en mélangeant la levure et/oul'enzyme à liteau et en ajoutant l'eau à la farine de soja, en quantité suffisante pour élever la teneur en humidité à 25 %. On maintient chaque échantillon à 38 OC pendant 96 heures. On traite les échantillons C, E et G avec du carbonate d'ammonium, juste avant le traitement à la vapeur. Le carbonate d'ammonium élève la capacité de rétention d'eau et réduit les valeurs à la presse à cisaillement. Vofflr tableau page suivante. TABLEAU Echan- Procédé de Capacité Valeur à tillon fermentation (NH4)2C03 de la presse PH rétention à cisail- d'eau lement (kg) A Témoin non 2,1 385,5 6,22 B Levure non 2,0 426 6,06 C Levure oui 2,2 381 6,34 D Enzyme non 1,7 472 5,84 E Enzyme oui 1,8 503 6,00 F Levure et non 1,6 644 5,S9 Enzyme G Levure et cui 1,8 517 6,07 Ensyme x La levure est la Red Star Yeast R, qu'on utilise à la concentration de 1,5 % en poids. L'enzyme est la Diastase 8 R, qu'on utilise à la concentration de 1,0 % en poids. REVEi;DICIOtB 1) Procédé de production d'un produit protéique texturé à saveur douce, caractérisé en ce qu'il consiste à fermenter une matière protéique végétale, cette matière ayant une teneur en humidité de 20 à 30 % en poids, puis à texturer la matière fermentée. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on texture la matière fermentée, par traitement à la vapeur en utilisant de la vapeur à une température d'au moins 1210C, sous une pression manométrique d'au moins 1,G bar. 3) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le stade de traitement à la vapeur consiste à introduire les particules de la matière protéique fermentée, dans une zone de traitement, à alimenter cette zone en un fluide de traitement gazeux chauffé sous pression renfermant de la vapeur et à appliquer une pression de fluide- supérieure à cette zone, au moins selon une direction, de façon à en éliminer la matière protéique. 4) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que, dans le stade de fermentation, on ajoute au moins C,5 % en poids de levure à la matière protéique végétale. 5) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la levure est présente à la concentration de 0,5 % à 2,5 %. 6r Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le stade de fermentation, on traite la matière par une en zyme. 7) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que, dans le stade de fermentation, on traite la matière par une enzyme. 8) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu' on ajoute de 0,3 % à 1,5 ,%' en poids -d'enzyme. 9) Procédé selon la revcrvdication 8, caractérisé en ce qu' on ajoute environ 1,0 % en poids d'enzyme. lO) Produit protéique à saveur douce, obtenu par procédé suivant une quelccnque des revendications l à 9.