Brevet FR2452255A1 — publié le 19801024

La présente invention concerne un procédé de traitement des r?si- dus d'abattoirs liquides ou solides, tels que le sang et les matières ks're- tiniques-(plumes de volatiles, poils de porcs, laine, etc.) et/ou collag- niques (peaux) ; elle vise egalement les substances proteiniques résultant de ce traitement, lesquelles constituent des aliments pour les animaux et éventuellement pour l'homme ou des adjuvants d'autres aliments. On sait que les résidus précités d'abattoirs représentent des tonnages considérables de matières protêiniques dont la quasi-totalité est perdue pour la consommation alimentaire et qui, de plus, constituent une source importante de pollution, La fabrication du boudin et des produits analogues de charcuterie ne correspond par exemple qu'à une faible fraction du sang disponible dans les abattoirs (environ 0,5%), tandis que les utilisations à but thérapeutique sont également restreintes (préparation de plasma par separation des résidus de cellules). Cet état de choses est dû au fait que l'on ne disposait pas jusqu'à présent d'un procédé économique de traitement de ces résidus pour former une substance protéinique nutritive qui d'une part soit de qualité alimentaire, c'est-à-dire non toxique,facilement digestible et sans odeur desa- gréable et d'autre part soit d'utilisation aisée. On ne connaissait de plus aucun traitement de ce type qui ne soit pas polluant. En outre, le problème de la valorisation du sang se complique par le fait que celui-ci est un milieu biologique complexe qui évolue très rapidement et dont la conservation, pendant une durée de seulement quelques jours à la température ambiante, par exemple le temps nécessaire à son transfert de l'abattoir à l'usine de traitement et aux conditionnsments en ces lieux, avant traitement, peut seulement être assurée par addition d'agents conservateurs ou stabilisants ; ona déjà utilisé à cet effet de la formaline, des polyphosphates, de l'ammoniac etc. Cependant, l'utilisation de ces stabilisants s'est avérée trop onéreuse et présente souvent l'inconvénient de réduire les propriétés organoleptiques ou mamie, dans le cas de l'ammoniac par exemple, de conférer de mauvaises odeurs. On a essayé depuis quelque temps de traiter le sang par des acides forts. pour le transformer en un aliment prctéinique se présentant no tamment sous la forme d'une farine de sang atomise. Ce procédé présente l'inconvénient de nécessiter la mise en oeuvre de températures et de prssions élevées, impliquant des réactions violentes conduisant a une dFgrada- tion élevée du substrat avec destruction partielle des amino-acides et libération d'ammoniac. Le produit obtenu est de digestibilité m8d.iocre et présente l'inconvénient fondamental d'une odeur désagréable. Il est donc à priori tout à-fait inadapté à l'alimentation humaine.De plus, le pro cédé de préparation est hautement polluant, tant. en ce qui concerne le personnel (émanations de gaz irritants lors des réactions de digestion du sang par les réactifs d'attaque) que l'environnement nsturel (rejet d'eaux résiduelles contaminantes). On a proposé aussi récemment de traiter les résidus kératiniques d'abattoirs constitués par des plumes ds volatiles pour les transforme en une substance nutritive protélnique de bonne digestibilité et de bonne valeur bioldgique, en procédant par une voie physico-biochimique impliquant une attaque des chaînes protéSniques des matières kratiniques des plumes d volatiles ou des membranes des cellules du sang au moyen d'un sel à réaction fortement alcaline et une neutralisation au moyen d'un gaz contenant de l'oxygène en présence d'un catalyseur ou biocatalyseur d'oxydation.Un tel procédé présente cependant l'inconvénient de présenter certaines difficultés de mise en oeuvre à l'échelon industriel et de ne pouvoir actuellement conduire à un produit exempt d'odeurs et doué de bonnes propriétés organoleptiques le rendant propre à l'alimentation humaine. Le procédé de traitement-selon l'invention permet d'éviter les inconvénients des procédés précités, est facile à mettre en oeuvre et permet notamment a) de valoriser tous les résidus précités d'abattoirs ; b) de réduire au minimum les traitements préalables de fragmentation mécanique qui ne sont nécessaires que dans certains cas (traitement des plumes) c) de donner un effluent liquide aqueux limpide et non polluant d) de ne pas exposer le personnel de fabrication à des émanations toxiques ou désagréables e) et surtout de donner une substance nutritive protétnique :: - complétement soluble et/ou dispersable dans l'eau - parfaitement digestible - de haute valeur nutritive - exempt de résidus toxiques t - d'excellentas propriétés organo-leptiques la rendant apte aussi bien à l'alimentation humaine qu'à l'alimentation des animaux - présentant un degré contrôlé d'état moléculaire, fonction des exigences commerciales, c'est-à-dire des proportions respectives déterminées de polypeptides, dipeptides et amino-acides élémen taires (l'aminogramme donnant les proportions respectives des amino-acides constitutifs, combinés en peptides ou libres, n'est pas complétement représentatif de la valeur du produit). Le procédé de traitement des résidus d'abattoirs selon l'insen- tion est caractérisé en ce qu'on traite lesdits résidus par un réactif d'attaque constitué par une base forte ou par un mélange oxydant-acide, en ce qu'on amène le pH de la masse obtenue à une valeur de l'ordre de 6 à & 5 pour laquelle toutes les protéines contenues dans ladite masse sont as- lubles, en ce qu'on filtre cette masse pour en séparer les impuretés et obtenir un liquide limpide contenant les substances proteiniques recher- chées, en ce qu'on precipite de ce liquide les sels précédement formes dans celle-ci, en ce qu'on sépare ces sels dudit liquide et en ce qu'on concentre ce liquide pour obtenir d'une oart un liquide aqueux limpide et non polluant et d'autre part un produit concentré et sans odeur, notamment une poudre totalement soluble et émulsionnable, de couleur jaune, jaune- crème ou jaune-oeuf. Lorsque le résidu à traiter est une matière kératiniquesil doit être préalablement lavé à chaud par une liqueur aqueuse contenant un déter- gent, de manière à dissoudre et éliminer les matières grasses et autres me- titres étrangères éventuellement empêchant ou perturbant la phase d'attaque spécifique du traitement de l'invention. Dans le cas de poils ou de laine, il n'est pas nécessaire de fragmenter mécaniquement ces matières premières, tandis que le traitement de plumes implique l'augmentation de la surface d'attaque par le réactif et par conséquent uns fragmentation mécanique appalée micronisation. Par ailleurs,le traitement préalable du sang ne nécessite aucun traitment purement mécanique de celui-ci, mais implique l'addition d'un agent conservateur spécifique qui est de préférence choisi en relation avec la nature spécifique du réactif d'attaque. Dans le cas du traitement de sang et conformément à un premier mode de réalisation préféré de la présente invention, on ajoute au sang d'un animal venant d'être abattu au moins un agent de conservation en quantit soigneusement dosée, cet agent étant un réducteur choisi parmi les composés réducteurs du soufre et susceptible de former ultérieurement un sulfata an présence du réactif d'attaque, on soumet le sang ainsi truité à une oxyda tion au moyen d'un agent oxydant en milieu acide, notamment au moyen d'un mélange peroxyde-acide, de façon à former des ions sulfates au détriment CL composé réducteur à base de soufre, on neutralise 1'ensemble par addition d'une base jusqu'à obtention d'un pH 6 -6,5 pour parfaire l'oxydation du ou des composés du soufre jusqu'à l'état de sulfates, à la suite de quoi on fil tre pour éliminer les impuretés et on poursuit le procéda coma indiqué pré cédemment. Il convient ici d'indiquer que la formstion des sulfates dcns les conditions spécifiques précitées a pour effet d'accélérer la décoloration amorçée par l'addition du composé réducteur du soufre, d'éliminer toutes émanations gazeuses toxiques (telles que SH2ou S02), de lyser csmDléte- ment les membranes des cellules du sang en libérant les protéines intracellulaires, de contrôler l'activité enzymatique de dégradation de toutes les protéines et de réaliser la transformation de toutes les protéines résiduelles en protéines totalement filtrables et solubles.Bien entendu, la nature et la portée de l'invention ne sont aucunement liées à la prise en considération d'un mfcanisme réactionnel quelconque, mais seulement aux moyens positifs proposés dans le présent mémoire. L'agent conservateur utilisé est choisi de façon à pouvoir assurer, si besoin en est, une conservation de longue durée par exemple de l'or- dre de 45 jours ou plus. Conformément à une caractéristique de l'invention, cet agent conservateur est avantageusement un bisulfite de métal alcalin ou alcalinoterreux, par exemple le bisulfite de sodium, utilisé de préférence à raison de 0,3 g à 2,5 g par litre de sang complet. Le peroxyde mis en oeuvre est choisi parmi les peroxydes de métaux alcalins, l'eau oxygénée et les peroxydes organiques ; il est constitué de préférence par le peroxyde de sodium ou l'eau oxygénée. a quantité à utiliser est, d'une manière générale, comprise entre environ 3 et 16,5 g/l de sang, cette quantité étant fonction des besoins en oxygène naissant absorbé par les réactions d'oxydation, et notamment les réactions de formation des sulfates. Selon une autre caractéristique de ce mode de réalisation de l'invention, la quantité d'acide est choisie; entre 10 et 50 g/l de sang , elle dépend elle-morne du pH final precis désiré (entre 6 et 6,5) et de la nature du sel résultant de la neutralisation par l'acide. Cet acide p':Lt être soit un acide minéral, notamment l'acide sulfurique, l'acide chlorhydrioue ou l'acide phosphorique, soit un acide organique, comme l'acide lactique ou l'acide citrique. Dans le cas du traitement des résidus kératiniques tels que les plumes, les poils, la laine etc.., et conformément à un second mode de réalisation préféré de l'invention, après le traitement préalable de lavage à chaud, par une solution détergente, desdits résidus éventuellement finement broyés (cas de plumes), on les attaque, de préférence à l'état humide, par une base forte, de préférence à froid et à la pression atmosphérique, pendant une durée suffisante pour libérer les protéïnes constitutives, éventuellement scinder au moins partie de celles-ci et éventuellement permettre la synthese spontanée de protéines variées par recombinaison de tout ou partie des fragments de ces scissions, on amine le pH à une valeur de l'cr dre de 6 à 6,5 par addition d'acide, on filtre pour éliminer les résidus solides en suspension, lesquels sont susceptibles d'être recyclés, et on poursuit le procédé comme indiqué précédemment (précipitation et séparation des sels, concentration). Le traitement par la base forte, les résidus précités étant à l'état humide (taux d'humidité de l'ordre de 40 à 60 O/G notamment! doit etre précédé d'un traitement de séchage partiel pour enlever l'excès d'hu midité apporté par le traitment préalable de dégraissage à l'aide d'une ss- lution détergente. La durée de réaction est de l'ordre de 12 à 24 heur, à la température ambiante et à la pression atmosphérique. Conformément à une caractéristique de ce second mode de rXalisa- tion de l'invention, la base forte utilisée est choisie parmi l'hydroxyde de calcium, 11 hydroxyde de sodium, l'hydroxyde de potassium et le sulfure de sodium. Bien entendu, on pourrait utiliser, sans sortir du cadre de l'in invention, une autre base forte choisie par exemple parmi les autres hydroxy des de métaux alcalins ou alcalino-terreux, mais les réactifs cités ci-des sus se sont révélés être parmi les plus efficaces tout en étant parmi les moins coûteux. L'utilisation d'hydroxyde de sodium, de sulfure de sodium ou d'un mélange de ces deux réactifs est particulièrement préférée. La quantité de base forte utilisée est de l'ordre de 2 à 14 % en poids, par rapport au poids de résidu. L'acide finalement ajouté pour amener le pH à une valeur d'environ 6-- 6,5 peut être un acide organique ou un acide inorganique ; il peut être choisi parmi ceux mentionnés plus haut à propos du premier mode de réalisa tion de l'invention (traitement du sang). Toutefois le choix de l'acide est de préférence déterminé en fonc tion du choix de la base forte, de telle sorte que les deux réactifs puis sent former un sel qui cristallise facilement et qui soit commercialement utilisable (formation de phosphate de calcium par exemple, utile comme en grais). On remarque, cuve, dans le procédé de l'invention, l'amenée du pH à une valeur de 6 à 6,5, aussi bien dans le cas du traitement du sang que dans le cas de celui de résidus solides de nature kératinique a poLir effet de rendre toutes les protéines existant à ce stade du procédé, sous une forme totalement soluble ou dispersable, permettant auxdites protéInes de passer dans le filtrant, lors de la séparation par filtration. Cet interval- le de valeurs du pH couvre pratiquement en fait l'ensemble des valeurs des points isoélectriques des protéines constitutives présentes à ce stade. D'autres caractéristiques, objets ou avantages de la présente invention apparaitront au cours de la description qui va suivre de plu sieurs modes de réalisation, donnés à titre non limitatif, en référence à plusieurs types de matières premières. t Exemple 1 Traitement du sang pour préparation d'une poudre protéïnique alimentaire. Dans un cristallisoir, on dilue 15 g de bisulfite de sodium NaHSO3 avec 100 cm3 d'eau distillée et on y ajoute 1 litre de sang d'un animal récemment sacrifié (le sang évacué de l'animal peut être recueilli directement dans le cristallisoir) ; on agite pendant 15 à 30 minutes ; le sang ainsi préalablement traité peut être conservé pendant plus de 45 jours sans dénaturation apparente ou détectable. Ce sang stabilisé est introduit dans un récipient d'une capacité de 3 1 dans lequel on commence à ajouter lentement d'une part une solution aqueuse de peroxyde (30 d'eau oxygénée à 200 volumes) et d'autre part 3 une solution aqueuse d'acide chlorhydrique ( 15 cm de solution commer- ciale ), tout en agitant lentement de façon à atteindre un pH final d'en- virion 6,4. - On laisse alors reposer la masse pendant toute une nuit (de 12 à 18 18 heures), à la suite de quoi on ajoute une solution basique jusqu'à pH 8, on os revient à pH de 6,4 - 6,5 et on laisse reposer pendant 15 à 20 minutes ; avant de filtrer. On recueille le filtrat dans lequel on fait cristalliser, notamment par concentration et/ou refroidissement, au moins une partie des sels résultant de la neutralisation ; on sépare ces sels ; on concentre la liqueur aqueuse contenant les protéines, par tous moyens appropriés (évapo ration sous vide ; passage sur cylindres chauffés à la vapeur, etc.) et on obtient ainsi une poudre purifiée et complétement soluble dans l'eau, cor respondant à 170 - 210 g de protéines, la quantité particulière obtenuedans chaque cas dépend du type d'animal ayant fourni les 1 1 de sang initial. Le taux d'humidité de cette poudre peut être réglé à volonté à toute valeur au plus égale à 10 % (au-dessus de 10 à 12 %, elle fermente rait rapidement), ou, dans le cas de l'alimentation humaine, au plus éga le à 5 010'. Bien entendu, on peut préparer un produit à très faible taux d'humidité, par exemple inférieur à 1 - 2 %, on vue d'un stockage orolongé et le réhydrater ultérieurement en fonction de l'application envisagés. Le résidu retenu sur le filtre peut être recyclé avec une nouvel le quantité de sang à traiter ; les eaux condenses résultant de la concen- tration de la masse protéïnique sont limpides et non polluantes et elles peuvent ainsi être rejetées à l'égout ou envoyées directement dans un cours d'eau. Salon une variante de ce mode de réalisation, on procédé @irec- tement à la deshydratation de la masse protéïnique sans chercher a sésarer les sels résultant de la neutralisation. t La poudre obtenue peut etre utilisée directement sous cette forme pour l'alimentation des animaux ou bien elle peut être incorporée à d'autres aliments ou mise sous uns forme différente (fabrication de pâtes alimentai res par example) et être utilisée tant pour l'alimentation animale @ue pour t' l'alimentation des humains. Ainsi cette poudre est notamment utilise pour la confection de produits charcutiers et de conserves de viande, de divers produits lactés, de farines stérilisables par micro-ondes, de pains de ré- gime, de produits de confiserie, de soupes, de pâtes telles que par exemple les spaghettis et les macaronis, etc. ainsi que tout autre produit nécessi- tant un apport, enrichissement ou correction protéïnique. La poudre précitée présente les caractéristique suivantes - solubilité dens l'eau : totale ; - - couleur : jaune à jaune-crème, éventuellement jaune-gris r - résidus toxiques : néant - - digestibilité : tendant à 100 % substances non protéïniques: moins de 10 % en poids; - azote soluble : 100 % de l'azote total ; i - aminogramme : similaire à celui de la matière première d'origine. Exemple 2 Traitement de poils de porc pour préparation d'une poudre protéïnique alimentaire. On se propose ici de traiter 1 kg de poils provenant de l'-pila- tion de porcs en abattoir. Ces poils ont, d'après l'analyse, un taux d'humi dité de 50 %. On commence par les laver intensément, dans un récipient an proprié, avec de l'eau chaude additionnée de détergent et on les égoutte et/ou sèche ensuite jusqu'a revenir approximativement au taux d'humidité initial de 50 %. f On ajoute NaOK (à 2 pour 1000 ), en une quantité suffisante, at on laisse macérer pendant 12 à 24 heures, au cours desquelles se forma une pat- homogène. On ajoute alors 500 cm3 d'eau distillée et on agite lentement non dant 5 à 10 minutes pour permettre l'hydrolyse. Un acide dilué est alors ajouté goutte à goutte, @our neutralisa tion, jusqu'à un pH de 6 - 6,5, ce qui donne un liquide filtrable qui, par filtration, leisse peu de résidus sur le filtre. Ces résidus @euv@nt être recyclés. On termine le traitement de la mena façon que dans l'exemple 1 (précipitation et séparation des sels, déshydratation e la liqueur aqueuse,'. On obtient ainsi une poudre purifiée, parfaitement soluble dans l'eau et contenant 480 g de substances protélniques ; cette poudre présente une diges tibilité totale et peut être utilisée pour les mêmes applications alimentaires que celles indiquées à propos de l'exemple 1. L'analyse d'une poudre protéinique particulière préparée par le pro cédé de l'invention, par le procédé de l'exemple 1, est la suivante - Proportions pondérales des acides aminés constitutifs, exprimées par rapport au produit complètement sec (96 % de matières sèchesl - lysine 8,05 % - méthionine 1,02 % - cystine 0,90 - thréonine 3.74 % - tryptophane 1,04 % - arginine 3,68 % ;, - tyronine 0,91 % - - glycine 3,81 - alanine 5,46 % - glycine + sérine 8,03 % - histidine 5,40 % - proline 3,11 % - isoleucine 0,91 % - sérine 3,78 % - leucine 11,07 % - acide glutamique 6,49% - - phénylalanine 6,12 % - tyrosine 2,46 % - valine 7,90 % - - acide aspartique 7,62 - Matières minérales : 4 % (sur sec) ,- Matières grasses : 1 % (sur sec) - Bactéries : résultat du comptage : 0 Bien entendu, il va de soi que la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits qui ont simplement été donnés à titre illustratif. En conséquence, tous moyens équivalents aux moyens ou modes de ré alisation décrits, modifications ou variantes de ces moyens ou modes de réali sation font également partie de la présente invention telle que définie par les revendications ci-après. - @ E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé de traitement du sang et autre résidus d'abattoirs pour tranformation en substances nutritives orotéiniques destinées à l'ali mentation, caractérisé en ce qu'on traite lesdits résidus por une base for- I te ou par un mélange agent oxydant-acide, en ce qu'on amène le pH de la mas- se se obtenue à une valeur de l'ordre de 6 à 6,5 pour laquelle toutes les oro téïnes contenues dans ladite masse sont solubles, en ce qu'on filtre ladite masse pour en séparer les impuretés et obtenir un liquide limpide contenant les substances protéïniques recherchées, en ce qu'on précipite de c liqui= de les sels précédemment formés. dans celui-ci, en ce qu'on sépare ces cals dudit liquide et en ce qu'on concentre ce liquide pour obtenir d'une oart un liquide aqueux limpide et non polluant et d'autre part un produit pro téïnique concentré et sans odeur, se présentant notamment sous la forme d'une poudre totalement soluble et émulsionnable. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la concentration précitée s'affectue jusqu'à un taux d'humidité inférieur à environ 10 76, par exemple par évaporation sous vide ou chauffage sur des rouleaux chauffés à la vapeur. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la phase recueillie sur le filtre, lors de l'étape de filtration précitée, est recyclée pour traitement par les réactifs d'attaque précités. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentss, caractéri sé en ce que l'on ajoute au sang d'un animal,venant d'être abattu > au moins un agent de conservation en quantité soigneusement dosée, cet agent étant un composé réducteur du soufre susceptible de former ultérieurement un sul fate, on soumet le sang ainsi traité à une oxydation au moyen d'un agent oxydant en milieu acide, notamment au moyen d'un mélange peroxyde-acide, on neutralise l'ensemble par addition d'une base jusqu'à obtention d'un pH de 6 - 6,5, à la suite de quoi on filtre pour éliminer les impuretés et on poursuit le procédé comme indiqué dans la revendication 1 5. gent de Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'a ! gent de conservation précité est un bisulfite de métal alcalin ou alcalin terreux, de préférence le bisulfite de sodium, cet agent étant utilisé de préférence à raison de 0,3 à 2,5 g/litre de sang complet. 1 6. Procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le peroxyde précité est choisi parmi l'eau oxygénée, le peroxyde de sodium et les peroxydes organiques, en une quantité comprise entre environ 3 et 16,5 g/litre de sang complet. 7. Procédé selon l'une des revendications 4 à 6, caractérise en ce que l'acide précité est utilisé en une quantité comprise entre environ 10 et 50 g/litre de sang complet, cet acide étant choisi notamment parmi l'acide sulfurique, l'acide chlorhydrique, l'acide phosphorique, l'acide lactique et l'acide citrique. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on traite des résidus kératiniques d'abattoirs, tels que des plumes pulvérisées, des poils, de la laine ou analogues, à l'état humide, par une base forte, de préférence à froid et à la pression atmosphérique, pendant une durée suffisante pour libérer les protéines constitutives et les hydro lyser au degré désiré, on amène le pH à une valeur de l'ordre de 6 à 6,5 i par addition d'acide, on filtre pour éliminer les impuretés, et on poursuit le procédé comme indiqué dans la revendication 1. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'on effec tue un traitement préalable de dégraissage au moyen d'une solution aqueuse d'un détergent, à chaud. 10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que la base forte précitée est choisie parmi l'hydroxyde de calcium, l'hydroxyde de sodium, l'hydroxyde de potassium et le sulfure de sodium, les réactifs préférés: étant l'hydroxyde de sodium et le mélange sulfure de sodium-hydro xyde de sodium. 11. Procédé selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que la quantité de base forte utilisée est de l'ordre de 2 à 14 96 en poids, par rapport au poids de résidu traité, la durée de réaction étant de l'ordre de 12 à 24-heures, à la température ambiante et à la pression atmos phérique. 12. Procédé selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que la teneur en humidité des résidus à traiter par la base forte est de l'ordre de 40 à 60 %. 13. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on effectue la concentration de la solution aqueuse protéïnique pré citée sans faire cristalliser et séparer préalablement les sels contenus dans cette solution. 14. Substancas nutritives protéiniques destines à l'alimentation des animaux ou à l'alimentation humaine, caractérisées en ce qu'elles sont obtenues par un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes et en ce qu'elles sont éventuellement mélangées à d'autres aliments ou trans formées de toute manière convenable en fonction de l'utilisation envisagée.