Brevet FR2438429A1 — publié le 19800509

La présent invention a pour objet un procédé de valorisation du lactosérum. Le lactosérum est un liquide résultant de la séparation de la ca- sie du lait après caillage du lait. On distingue principalement le lactosérum de fromagerie et le lactosérum de caséinerie. Dans les deux cas le lactosérum en l'état compreud pour l'essentiel du laclose, des protéines, des matières minérales et de l'eau. -Le lactosérum a longtemps été considéré comme un sous produIt de l'industrie laitiers indésirable t coûteux à éliminer. Il est le plus souvent utilisé dans l'alimentation animale ou comme engrais. Il est également transformé en poudre, ce qui est coûteux.s L'utilisation du lactosérum dans l'alimentation humaine n'est pas répandue essentiellement en raison d'intolérance cu lactose rencontrée chez certains individus du fait d'une diminution de l'age d'en- fan-t à l'âge adulte de la secrétion par l'organise de lactase qui par hydrolyse transforme le lactose en glucose et galactose et le rend facilement assimilable par le dit organisme humain. Il est cependant interessant de pouvoir utiliser le lactosérum car d'une part il représente 85 à 90 % du lait employé en fromagerie ou en -caséinerie et d'autre part ses protéines ont des propriétés fonctionnelles et nutritionnelles exceptionnelles. On a cherché à valoriser le lactosérum en transformant son lactose par hydrolyse enzymatique en glucose et galactose à l'image de ce qui se passe dans l'organisme humain. Les études réalisées préconisent d'uiiliser un lactosérum ne présen- tant pas un taux de matières sèches supérieur à 20 % au motif que la concentration moléculaire diminue I'ction de la lactase ce qui est inexact ainsi quril sera démontré plus avant, dans la plupart des cas le taux de matières sèches est d'ailleurs de 5 % environ. Il est également préconisé pour des raisons d'ordre bactériologiques de procéder à l'hydrolyse à un température égale ou inférieure à 120 C une température supérieure favorisant la développarent ferments lactiques ou bactériologiques. Or il est apparu que cette température était trou masse bour rur- mettre un emploi optimum de l'enzyme utilisé en l'aspèce le latter I1 en découle que la quantité de lactase employée pour une quantité déterminée de lactosérum doit être accrue et on conseille l'emplci de 200 milligrammes de lactase par litre de lactosérum à 5 7 c 5 7 de matières sèches ce qui est coûteux. I1 est apparu qu'un lactcsérum présentant un taux de matiras sèche tel qu'énoncé plus haut (5 % à 6 %) ou ayant sLbi un contentration à un taux de matières sèches tel que préconisé (20 %) ne présentait pas de stabilité bactériologique ce qui réduit ses possibilités d'exploitations industrielles La présente invention a pour objet un procédé de valorisation du lactosérum par hydrolyse enzymatique qui pesette d'obtenir un prc duit stable bactériologiquement et qui présente l'avantage d'utiliacr une dose de lactase réduite de manière très importante par rapport à la technique connue. A cet effet, le procédé selon l'invention de valorisation du lactc- sérum par hydrolyse enzymatique visant à transforme- le laotoes glucose et en galactose se caractérise essentiellement en ce oua prée- lablement à l'hydrolyse le lactosérum est concentré jusqu'à un taux d'au moins 50 % de matières sèches. Suivant une autre caractéristique de l'invention le lactosérum est déminéralisé préalablement à la concentration et à l'hydrolyse, D'autres avantages et caractéristiques apparaltrcnt à la lecture de la description ci-après du procédé objet de la présente invention. Le lactosérum brut utilisé doit être un lactosérum présentant da bonnes qualités physiques, chimiques et bactériologiques. La l@@@- sérum utilisé comprend un taux de matières seches à 5 % à 6% environ. On fait subir à ce lactosérum une déminéralisation partielle plus ou où moins poussée. La déminéralisation est de préférence effectuée par électrodialyse sur un matériel de type connu ce qui a pour effet sous l'action d'un champ électrique d'éliminer une partie des sls par déplacement ionique et transgression à travers une membrane. La déminéralisation peut aussi être effectuée par utilisation de résine échangeuse d'ions cependant le résultat est moins interessant en ce sens que les matières minérales éliminées sont différentes et que la déminéralisation est de ce fait imparfaite, en outre, il est manifesté une certaine réticence à l'emploi des résines pour des raisons médicales Le taux de déminéralisation est de l'ordre de 35 à à 65 % des sels. Les sels éliminés sont principalement les chlorures, sodium et potassium qui ont l'inconvénient de donner au produit fini un goOt désagréable. Après déminéralisation on procède à la concentration du lactosérum sur un concentrateur connu en soi. La concentration est effectuée à basse température jusqu'à obtention d'un taux de matières sèches de au moins 50 %. Ce taux de concentration a pour effet de bloquer lors de l'hydrolyse le développement bactériologique et de stabiliser la valeur du PH que l'on a choisie. Le produit ainsi déminéralisé et concentré est donc débarassé d'une partie des matières minérales inhibitrices. I1 est alors procédé à l'hydrolyse enzymatique du lactosérum déminéralisé et concentré à au moins 50 % de matières sèches, en fait à 55 % de préférence. Le lactosérum concentré est placé dans un tank chauffant doté de moyens d'agitation en fond de cuve qui brassent toute sa masse de manière constante et non violente, ce qui évite le dépot de:cristaux de lactose, leur agrégation entre eux et les maintient en suspension dans le lactosérum en sorte qu'ils ne soient pas soustraits à l'action enzymatique mais que au contraire toutes les surfaces de chaque cristaux de l-actose y soient soumise. I1 faut noter qu' une agitation localisée avec recyclage du lactosérum concentré ne ; permettrait pas aux cristaux de lactose de ne pas s'agglomérer. a température du lactosérum ainsi soumis à agitation non violente mais constante est maintenue entre 32 et 37 C et de préférence à 35 qui est la température la plus favorable à 11 action enzymati- que de la lactase. Le PH du lactosérum est réglé entre 6,5 et 6,8 par addition de besab qui sont de la potasse et de l'emoniaque. Le régalage du PH s'effectue en même temps que la concantraticn de lactosérum et Si besoin un petite quantité de bases est ajoutée ad lactosérum contenu dans la cuve d'hydrolyse pour faire le réglage définitif du PH. La dose de lactase, enzyme utilisée, préalablement dissoute ou diluée dans du lactosérum concentrée qui est ajoutée au lactosérum du tank est de l'ordre de1,5 gramme par kilogramme de lactosérum concentré à 50 ou 55 % de matières sèches ce qui représente une importante économie par rapport à la dose couramment utilisée avec du sérum non concentré ou faiblement concentré. En dépit de la faible dose de lactase et de la concentration importante en sucres, l'hydrolyse est possible puisqu'une partie des me- tières minérales inhibitrices a été éliminées, et qu'en raison du brassage dans toute sa masse du lactosérum concentré la cristalli- sation du lactose ne peut s'opposer à l'action enzymatique puisque du fait de cette agitation les cristaux de lactoses ne peuvent se déposer au s'agglomérer ce qui les soustrairait comme énoncé plus avant à l'action enzymatique La durée de l'hydrolyse est fonction du taux d'hydrolyse souhaité. Le taux d'hydrolyse sera de 50 % après 8 h et de 80 % après 20 h, ie temps d'action pouvant être compris entre 18 h et 24 h pour obtenir un taux d'hydrolyse satisfaisant. Ce lactosérum hydrolysé et non soumis à la concentration finale peut être utilisé pour servir à amorcer l'hydrolyse d'une nouvelle cuve de lactosérum concentré à laquelle il peut être ajouté dans une proportion de 2 % à 5 % ce qui permet de réduire la dose d'enzyme employée pour cette seconde hydrolyse. Après hydrolyse il ast procédé à une concentration finale sur u ar- pareil finisseur pour produit visqueux permettent d'obtenir un i2C- tosérum hydrolysé à 70 % de matières sèches. La déminéralisation partielle, la dose d'enzyme (lactase) plus fai- ble et la stabilisation bactériologique obtenue par la concentration évitent la formation en cours d'hydrolyse de corps complexes qui donneraient au produit une saveur désagréable. Le procédé seon l'invention permet notamment d'éviter les réactions de PAILLARD, le brunissement des sucres, la dégradation des protéi nes et la transformation du lactose en acide lactique. Le produit obtenu en fin de procédé est une pâte visqueuse de couleur crème à goût sucré agréable susceptible d'être utilisée dans l'ali- mentation humaine et particulièrement dans les industries alimen- taires. Ii va de soi que l'invention peut recevoir des aménagements er variantes dans le domaine des équivalents techniques sans pour au tant sortir du cadre du présent brevet. REVENDICATIONS R1/ Procédé de valorisation du lactosérum par hydrolyse enzymatique visant à transformer le lactose en glucose et galectose carac- térisé en ce que préalablement à l'hydrolyse le lactosérum est concentré jusqu'à un taux de au moins 50 7o de matières pèches ce qui permet de bloquer le développement bactériologique c un part et d'autre part d'obtenir l'hydrolyse avec utIlisation d'une quantité réduite d'enzymes. R2/ Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la con centration est effectuée à basse température. R3/ Procédé de valorisation du lactosérum par hydrolyse enzymatique selon la revendication 1 caractérisé en ce que le lactosérum est partiellement déminéralisé préalablement à la concentration et à l'hydrolyse. R4/ Procédé selon la revendication 1 et les revendications 2 et 3 caractérisé en ce que le lactosérum est maintenu à une tempéra ture de 320 à 370 pendant une durée de l'hydrolyse qui peut être de 24 h ou plus. R5/ Procédé selon la revendication 1 et les revendicatior.s 2. 3 et 4 caractérisé en ce que pendant la durée da l'hydrolyse le lactosérum concentré est soumis à un brassage cu à ne agitation constante non violente de toute sa masse, ce qui enpêche les cristaux de lactose de se soustraire à l'action enzymatique. R6/ Procédé selon 1 revendication 1 et la revendiccticn 3 carac- térisé en ce que la déminéralisation porte en priorité sur les chlorures sodium et potassium.