Brevet FR2290155A1 — publié le 19760604

cette invention concerne des émulsions huileuses. On désire depuis longtemps dans l'industrie alimentaire trouvér des émulsifiants et des agents moussants naturels que l'on peut utiliser dans les émulsions et les mousses comestibles, en parti culier quand la phase glycéride de l'émulsion comprend essentiellement un triglycéride insaturé comme l'huile de carthame,l'huile de mars, etc... Au cours des dernières années, l'industrie alimentaire a essayé d'augmenter l'utilisation des huiles insaturées au lieu des matières grasses saturées qui, a-t-on suggéré, sont l'un des facteurs alimentaires qui peuvent affecter le taux de cholestérol dans le sang.En outre, l'industrie alimentaire a pensé augmenter l'utilisation des émulsifiants naturels, pour remplacer au moins partiellement les émulsifiants non nutritifs chimiques couramment utilisés pour fabriquer des produits alimentaires préparés stables qui contiennent un système d'émulsion aqueuse. Les émulsifiants sont couramment utilisés dans de nombreux produits alimentaires comme les garnitures à teneur élevée en matières grasses, les assaisonnements pour salades et les produits laitiers ne contenant pas. de crème de lait. Certains essais préalables pour utiliser seulement des protéines, qui sont des composants naturels dE nombreux aliments courants et qui peuvent avoir des avantages nutritifs très recherchés, comme agents émulsifiants n'ont pas eu de succès car les lipoprotéines, comme celles que l'on trouve dans le jaune d'oeuf, modifient l'arôme du produit et/ou la quantité à ajouter pour obtenir un effet émulsifiant est trop élevée.L'industrie alimentaire a cependant utilisé des protéines, en particulier le caséinate de sodium, en combinaison avec des émulsifiants chimiques,,comme moyen permettant d'obtenir des émulsions huile-eau stables. I1 est cependant maintenant devenu avantageux, d'un point de vue économique, de remplacer le caséinate de sodium qui est un émulsifiant protéine connu par des matériaux protéinés,moins motteux pour le meme rôle, obtenus à a partir de produits comme le petit lait, qui jusqu'à présent ont été considérés comme des matériaux à rejeter ayant une faible valeur économique. Il est maintenant généralement possible, en raison de cette invention, d'éliminer les émulsifiants chimiques dans la préparation d'émulsions huile-eau stables. Selon l'invention, il est fourni une émulsion d'huile et d'un liquide aqueux dans laquelle au moins une partie de l'émulsifiant est une protéose-peptone. Ainsi il est fourni un moyen qui permet de préparer une émulsion eau-dans-huile ou huile-dans-eau, contenant par exemple un triglycéride insaturé, exclusivement à l'aide d'un émulsifiant protéiné provenant du lait de vache et plus particulièrement du petit lait liquide. Les émulsions de triglycérides sont normalement stables sur toute la gamme de pH des produits alimentaires préparés, peuvent généralement etre fouettées en donnant des mousses stables ayant une augmentation de volume bien supérieure à 100 %, et peuvent meme etre utilisées habituellement quand le système en émulsion contient des quantités importantes d'autres ingrédients comme des sucres, des dextrines,des modificateurs de texture et des armes. La présente invention fournit un procédé de préparation d'émulsions d'huile et d'eau contenant comme seul émulsifiant effectif la fraction protéose-peptone du lait de vache. On a trouvé que la protéose-peptone n'est pas un émulsifiant totalement satisfaisant pour les glycérides saturés et qu'il est généralement indiqué d'introduire un ou plusieurs émulsifiants chimiques disponibles dans le commerce (par exemple un mélange de mono- et de diglycérides) dans des compositions qui contiennent des glycérides saturés comme les graisses animales ou les graisses végétales hydrogénées. La protéose-peptone est définie par le Committee on Milt Prtein Nomenclature, Classification and Methodology of the Manufacturing Section of the American Dairy Science Association, comme indiqué par Dyson et al. ,"Nomenclature of the proteins of Cow's Milk Third Revision", Journal of Dairy Science, 53::1 (1970), comme la portion du système protéiné qui ne précipite pas par chauffage d 95-100 C pendant 20 minutes et acidification ultérieure d pH 4,7 mais qui est précipitée par l'acide trichloroacétique b 12 % (poids/volume,/p/v7) On a trouvé que les protéines du type protéose-peptone représentent d'environ 10 b 25 % des protéines du petit lait et environ 4 % des protéines totales du lait. L'article de Dyson et al. donne la composition approximative des protéines du lait écrémé, comme suit : ( % ) as-Caséine 45 à 55 k-Caséine 8 à 15 - ss-Caséine 23 à 35 y-Caséine 3à7 &alpha;-Lactalbumine 2 à 5 ss-Lactoglobuline 7 à 12 Sérum-albumine 0,7 à 1,3 Immunoglobulines 1,3 à 2,8 Fraction protéose-peptone 2 à 6 Les protéines du type protéose-peptone peuvent produire des émulsions huile-eau stables sur toute la gamme de volumes, disons de 5 à 95 % d'huile et de 95 à 5 % d'eau. Cependant, cette invention convient particulièrement à la production d'émulsions ayant une fraction volumique d'huile de 0,20 à 0,95 parce que ceci fournit des émulsions huile-dans-eau que l'on peut fouetter pour obtenir des mousses stables.Les émulsions comestibles fonettées ont généralement une fraction volumique d'huile comprise entre 0,20 et 0,50, la valeur d'environ 0,35 étant le taux de matières grasses classique. - pour des produits comme des garnitures et des desserts fouettés. L'émuîsifiant du type protéose-peptone est généralement utilisé à raison de 0,01 à 2,0 %, de préférence 0,1 à 2,0 96, par rapport au poids de l'veau présente dana l'émulsion huile-eau. Comme l'homme de l'art le verra facilement, le taux optimal de protéosepeptone que l'on utilise dépend de facteurs comme le rapport de l'eau au triglycéride, la température du système, le type de triglycéride, la quantité et le type des autres composants dans le système (par exemple, sucre, gommes, etc. .), etc... La détermination du taux approprié est cependant facile pour l'homme de l'art. L'émulsifiant protéose-peptone reste soluble et utilisable à ses points iso-électriques et peut librement etre utilisé dans la stabilisation d'une émulsion acidifiée e contenant des matières grasses insaturées. De plus, 1'émulsifiant protéose-peptone semble exercer un effet anti-oxydant sur les matières grasses insaturées, augmentant ainsi la stabilité a la la conservation des émulsions contenant des matières grasses insaturées. On obtient de préférence la protéose-peptone que l'on utilise dans cette invention à partir de l'un des résidus liquides obtenus dans la fabrication de divers produits laitiers, comme le petit lait liquide obtenu dans la fabrication du fromage. La séparation de la protéose-peptone du lait entier ou des fractions obtenues à partir du lait est basée sur la propriété de la. protéosepeptone, qui est la seule protéine du lait à la posséder, à rester en solution pendant un chauffage prolongé à environ 950C et des conditions acides (pH environ 4,7).Le liquide contenant la protéose-peptone résultant de ces-traitements thermiques en milieu acide contient également une certaine quantité de lactose et des composants qui donnent les cendres du lait, et il sera généralement indiqué de réduire la quantité de ces composants par divers modes opératoires de séparation physiques et/ou chimiques, comme une dialyse, une ultrafiltration, l'utilisation de tamis moléculaire, une précipitation chimique, etc... La protéose-peptone s'est révélé posséder d'excellentes propriétés émulsifiantes pour préparer des émulsions huile-eau stables à un taux de 0,1 à 2,0 %, en poids, par rapport à l'eau, en particulier quand on utilise la phase huile à une fraction volumique supérieure à 0,20. On considère que la fraction protéose-peptone du lait est composée de glycoprotéides qui présentent une activité tensioactive importante et qui sont solubles à leur point iso-electrique. On suppose que les composants de la partie protéine de la protéosepeptone sont linéaires, ses groupements hydrophiles et hydrophobes étant répartis sur toute la longueur de la molécule, et donc que la protéine peut s'adapter à la courbure des gouttelettes d'huile dans l'émulsion. Au contraire, les molécules de caséine sphériques peuvent uniquement être au contact des gouttelettes d'huile aux points de tangence et les molécules des émulsifiants chimiques sont au contact des gouttelettes d'huile à des points équivalents à leur section moléculaire. Donc en fonction & la molécule elle-meme, on suppose que la protéose-peptone est un émulsifiant très efficace et elle s'est en fait révélée en etre un. On a démontré l'aptitude d'émulsification et de "fonettage" relative de la protFose-peptone, par le fait qu'une solution micellaire de protéosepeptone à sa concentration micellaire critique (0,21 % en poids) abaisse la tension superficielle de l'eau à l'interface air-eau jusqu'à la valeur 47 dynes/cm, alors qu'une caséine commerciale à sa concentration micellaire critique (0,42 % en poids) réduit la tension superficielle à seulement 53 dynes/cm. La protéose-peptone à une concentration de 3,6 x 10 3 % (p/v), dans l'huile de carthame réduit la tension à l'interface huile/air de 35,71 à 34,57 dynes/cm, c'est-à-dire un abaissement de 1,14 dynes/cm. La caséine est insoluble dans l'huile de carthame et ne réduit pas la tension à l'interface huile/air. Donc, en ce qui concerne l'activité superficielle à l'interface huile/eau, on pense que la protéose-peptone sera plus efficace que la caséine car elle est plus active aux interfaces eau/air et huile/air. On a comparé le pouvoir moussant de solutions aqueuses de protéose-peptone, à une concentration aussi faible que 0,002 X en poids, au pouvoir moussant de solutions aqueuses de caséinate de sodium et les résultats sont indiqués dans les Tableaux 1 à 4, toutes les mousses étant préparées de la même manière. Dans le Tableau 1, on utilise les solutions protéines aqueuses telles que constituées (ctest-à-dire au pH naturel), sans aucun essai d'ajustement du pH. Dans les Tableaux 2 à 4, on a utilisé de l'acide chlorhydrique ou de l'hydroxyde de sodium pour ajuster le pH au niveau recherché. Les résultats du pouvoir moussant ont été exprimés en taux de dilatation, c 'est-à-dire le rapport du volume de mousse produite au volume de liquide initial, en pourcentage. TABLEAU 1 Effet de la concentration des protéines sur le pouvoir moussant* Concentration Taux de dilatation (p/v %) Protéoge-peptone Caséinate de sodium 2,0 310 300 0,2 270 270 0,02 500 300 0,002 400 Pas de mousse iLe pH est la valeur non ajustée naturelle de la protéine dans l'eau à la concentration donnée. TABLEAU 2 Effet du pH sur le pouvoir moussant de solutions de protéine à 2,0 % P/V Taux de dilatation pH Protéose-peptone Caséinate de sodium 8,2 210 310 6,9 210 290 6,0 250 280 5,0 280 190 4,0 280 190 3,0 260 290 TABLEAU 3 Effet du pH sur le pouvoir moussant de solutions de protéine à 0,2 % n/v Taux de dilatation pH Protéose-peptone Caséinate de sodium 8,0 850 260 7,0 430 270 6,0 400 250 5,0 250 220 4,0 410 300 3,0 250 230 TABLEAU 4 Effet du pH sur le pouvoir moussant de solutions de protéine à 0,02 % n/v Taux de dilatation pH Protéose-peptone Caséinate de sodium 8,3 pas de mousse 270 7,3 pas de mousse 230 6,0 pas de mousse 350 5,0 300 300 4,5 400 pas de mousse 4,0 400 pas de mousse 3,0 600 270 Le double roule tensio-actif, émulsifiant et agent moussant, de la protéose-peptone a été démontré par l'aptitude de la protéosepeptone à fournir des mousses stables à partir d'émulsions huile-eau. On a trouvé que, comme indiqué dans le Tableau 5, la quantité de mousse dépend de la quantité de protéose-peptone présente dans le système. Les résultats du moussage ont encore été exprimés en taux de dilatation. Les émulsions consistaient en huile de carthame (34 % en volume) et en eau (66 X en volume), avec diverses quantités de protéose-peptone exprimées en pourcentage pondéral par rapport à la quantité d'eau présente dans l'émulsion. Toutes les mousses sont préparées de la même manière à une température de 25 C. TAELEAU 5 Protéose-Peptone (%en poids Taux de dilatation (%) 0,22 220 0,33 300 0,46 350 0,70 385 On a étudié l'effet des gammes et des silices sur les systèmes d'émulsions expansés de cette invention, et comme indiqué ci-dessous dans le Tableau 6, on a trouvé quelles abaissent le taux de dilatation. Comme illustré dans le Tableau 7, l'effet de diverses matières protéinées du petit lait qui contiennent de la protéose-peptone, à comparer à la protéose-peptone seule, sur le taux de dilatation d'un système de base huile de carthame-eau-gomme, indique que la protéose-peptone est plus efficace quand elle est la seule protéine de petit lait présente dans le système. Dans la préparation des mousses utilisées pour les essais des Tableaux 6 et 7, on prépare d'abord les émulsions en dissolvant les composants (sauf l'huile de carthame) dans la quantité nécessaire d'eau à la température ambiante. Oh ajuste le pH avec HCl ou NaOH (IN), puis on ajoute à la phase aqueuse la quantité appropriée d'huile de carthame et on place le produit résultant dans un bainmarie à 4S # 1 C pendant deux heures et demie. On ajuste le pH de tous les systèmes à 5,5, sauf que lorsque l'on ajoute de la caséine on élève le p" à 6,0, car la caséine n'est pas entièrement soluble à PH 5,5. Ensuite, on émulsifie chaque système par agitation pendant deux minutes dans un ballon avec un agitateur, à raison de deux coups par seconde, et à la température ambiante. Après émulsification, on refroidit rapidement les systèmes dans un bain de glace et d'eau salée à 6 C. Puis on fouette chaque émulsion, à la température ambiante, dans un appareil ménager, à un réglage rapide pendant 3 minutes puis à un réglage plus lent pendant deux minutes supplémentaires. On prépare les systèmes essayés dans les Tableaux 6 et 7 à partir de composants disponibles dans le commerce1 notamment de l'arôme vanille, du caséinate de sodium, deux silices hydrophiles différentes, un coprécipité de calcium, à 80 % de protéine, soluble à 60 %, et un stabilisateur à base de gomme (90 % de dextrose, 8 % de carragbénine, 2 % de gomme de guar).On utilise également des préparations de protéines de petit lait, contenant respectivement 15, 50 et 80 X de protéines totales dont environ 30, 9 et 5 % respectivement est de la protéose-peptoner alors que le reste est formé de protéines coagulables par la chaleur et d'azote non protéinique. La partie non azote de ces préparations de petit lait est formée de lactose et de cendres. TABLEAU 6 Composition (en crammes, souf indication contraire) COMPOSANT A B C D E F G H Eau (ml) 65 65 65 65 65 65 65 65 Huile de carthame (ml) 35 35 35 35 35 35 35 35 Protéose-Peptone 0,22 0,22 0,22 0,22 0,22 0,22 0,22 0,22 Système stabilisant à base de gomme - 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 1,02 Première silice - - - 0,5 - 1,0 - Deuxième silice - - - - - - 0,5 1,0 Caséine - - 1,52 - - - - Coprécipité de calcium - - - - 1,01 - - Sucre - - - 28,3 28,3 28,3 28,3 28,3 Arôme - - - 2,3 - 2,3 2,3 2,3 Taux de dilatation 285-300 217-233 260 100 200 120 100 120 TABLEAU 7 Composition (grammes, sauf indication contraire) Composant A B C D Eau (ml) 67 67 67 67 Huile de carthame (ml) 33 33 33 33 Protéose-Peptone 0,22 - - Système stabilisant à base de gomme 1,02 1,02 1,02 1,02 Protéose-peptone de protéine de petit-lait à 15 % de protéine - 4,8 (0,216) - Protéose-peptone de protéine de petit-lait à 80 % de protéine - - - 5 (0,20) Sucre 32 32 32 32 Taux de dilatation 220 150 183 183 Campe on le voit dans les Tableaux, la protéose-peptone peut agir comme émulsifiant et corme agent de fouettage dans des systèmes formés d'eau et de triglycérides insaturés (par exemple huile de carthame). Les gommes ioniques et les autres protéines du petit lait ont un effet nuisible sur les propriétés de la protéose-peptone ; en conséquence ces ingrédients doivent etre évités partout où cela est possible. La production de certaines émulsions fouettées pour un usage alimentaire peut nécessiter l'utilisation d'un triglycéride saturé (par exemple des matières grasses végétales hydrogénées) pour donner au produit la texture et la consistance désirées. Comme indiqué précédement, ceci nécessite généralement l'utilisation d'un émulsifiant chimique en plus de la protFose-peptone, car la protéose-peptone ne s'est pas révélée etre un émulsifiant efficace pour les glycérides saturés. En général, ces émulsions contiennent, en volume, une à deux parties d'huile, une à deux parties de triglycéride saturé, quatre parties d'eau, et de préférence des quantitis environ égales d'huile et de matières grasses saturées. Le taux de protéosepeptone doit etre d'environ 1 à 2 %, en poids, par rapport au poids d'eau présente dans l'émulsion, et les émulsifiants chimiques doivent représenter d'environ 1 à 3 X,en poids, par rapport au poids de I 'eau. cette invention est encore décrite dans les exemples suivants mais ne leur est pas limitée. EXEMPLE 1 On ajuste à pH 6,5 avec de la soude IN du petit lait de Ricotta ayant la composition suivante Comnosition % en poids Solides totaux 7,5 Azote total 0,14 Azote coagulable 0,024 Azote non protéiné 0,045 Azote de protdose-peptone 0,071 Lactose 6,2 Cendres 0,6 Matières grasses 0,37 et on le concentre à 30 % de solides dans un évaporateur éclair à une température inférieure à 500C. On chauffe le concentré à 900C pendant 10 minutes, on le refroidit-a la température ambiante dans un bain de glace, puis on ajuste lentement le pH à 4,5 avec de l'acide phosphorique IN. Puis on centrifuge le concentré pendant 10 minutes à 5000 G.On rejette le précipité, formé essentiellement de protéines coagulables, et on soumet la liqueur surnageante à une dialyse poussés vis- -vis d'eau à 40C puis on la lyophilise. Le matériau résultant a la composition suivante Composant % en poids protéine 64,63 Lactose 14,7 Cendres 3,2 EXEMPLE 2 En utilisant un matériau protéine (protéose-peptone) à 50 % en poids, préparé d'une manière similaire au procédé indiqué dans l'Exemple 1, on prépare comme suit des compositions pour garnitures fouettées A, B et C % en poids Ingrédient A B C Eau 47,14 47,14 47,14 Huile de carthame 25,77 12,88 12,88 Matière grasse (végétale hydrogénée) - 12,89 12,89 Saccharose 22,60 22,60 22,60 Extrait de vanille 1,61 1,61 1,61 Matières protéines (50 X de protéosepeptone) 0,80 O,SO 0,80 Emulsifiant(monostéarate de polyoxyéthylène[2O]sorbitanne) - 0,68 0,68 Emulsifiant - 0,27 0,27 Stabilisant (carraghénine et gomme de guar) 0,76 0,76 0,76 On prépare les garnitures fouettées en mélangeant l'eau, l'huile et la matière grasse à 71 C puis en ajoutant et en mXlangeant les matières protéinées. On fond ensemble à 50ec les émulsifiants et le stabilisant puis on les ajoute au mélange aqueux.On ajoute ensuite le saccharose et l'extrait de vanille et on fait passer le mélange chaud dans un homogénéisateur à deux étages, premier étage 175 kg/cm, deuxième étage 35 kg/cm. On refroidit le mélange homogénéisé à environ 70C et on fouette de la même manière chaque mélange dans un mixeur ménager. Le pourcentage de dilatation (augmentation en pour cent du volume par fouettage) pour les garnitures fouettées A, B et C, est respectivement 225, 225 et 281, et leur viscosité Brockfield respective- (barre en T, modèle HAT) est 32, 34 et 38. Le pH des compositions A et B est 6,6 alors que le pH de la composition C est ajusté à 4,0 par addition d'une petite quantité d'acide phosphorique å l'eau. Quand on utilise du caséinate de sodium dans les formulations précédentes au lieu de la urotéose-peptone, les formulations ne peuvent pas etre fouettées, ou bien la caséine se coagule dans la composition. REVENDICATIONS 1. Emulsion d'huile et d'un liquide aqueux, caractérisée en ce qu'au moins une partie de I'émulsifiant est de la protéosepeptone. 2. Emulsion selon la revendication 1, caractérisée en ce quelle contient, en volume, une à quatre parties d'huile, quatre parties d'eau et un émulsifiant protéine consistant essentiellement en protéose-peptone. 3. Emulsion selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la protéose-peptone est présente à raison de 0,01 à 2 %, en poids, par rapport au poids de l'eau contenue dans l'émulsion huile-eau. 4. Emulsion selon la revendication 3, caractérisée en ce que la quantité de protéose-peptone est de 0,1 à 2 %. 5. Mulsion selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la fraction volumique d'huile dans l'émulsion est environ 0,35. 6. Emulsion selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'il s'agit d'une émulsion fouettable comestible coarprenant, en volume, une à deux parties d'huile, une à deux parties d'un triglycéride saturé, quatre parties d'eau, des émulsifiants chimiques et un émulsifiant protéine consistant essentiellement en protéose-peptOne, 7. Emulsion selon la revendication 6, caractérisét en ce que la protéose-peptone est présente à raison d'environ 1 à 2 %, en poids, par rapport au poids de l'eau présente dans l'émulsion. 8. Emulsion selon l'une ou l'autre des revendications 6 et 7, caractérisée en ce qu'elle dontient des quantités environ égales d'huile et de triglycéride saturé. 9. Emulsion selon l'une quelconque des revendications 6, 7, et 8, caractérisée en ce que l'émulsifiant chimique est présent à raison d'environ 1 % à 3 %, en poids, par rapport au poids de l'eau présente dans l'émulsion.