Brevet FR2439232A1 — publié le 19800516

La présente invention concerne un procédé qui permet d'obtenir des levures sèches ou partiellement deshydratées et destinées à ltensemencement de milieux de fermentation variés de l'industrie agroalimentaire tels que les moûts de vinification, les vins, les pâtes de boulangerie, les moûts de biere ou bien destinées à la nutrition humaine ou animale. Les levures utilisées actuellement se présentent sous plusieurs for mes - des suspensions plus ou moins concentrées ou crèmes telles que les levures utilisées jusqu'ici en oenologie, mais qui sont progressive ment abandonnées par les utilisateurs ; - des pâtes telles que les levures de boulangerie (à 68-72 Z d'humi dité). Ces pâtes, crèmes et suspensions se caractérisent par une bon ne activité fermentaire mais une conservabilité faible et même très faible dans les conditions habituelles de stockage, à température ambiante - des levures sèches à humidité inférieure à 10 % se caractérisant par une activité fermentaire parfois plus réduite que les levures en crème ou en pâte (par rapport bien sûr au même poids de matière sè che), mais ayant une bien meilleure conservabilité. Plusieurs techniques de séchage sont connues - le séchage instantané, mais brutal, tel que l'atomisation ; - le séchage lent, adopté de façon courante pour les levures sèches classiques et qui fait intervenir des appareils à lyophiliser ou des dispositifs à tambour ou à tapis ; - le séchage relativement court (30 minutes à 2 heures) permettant de préserver de façon convenable l'activité fermentaire du produit. Toutes ces méthodes font appel à des techniques et des matériels plus ou moins sophistiqués. Celles qui permettent d'obtenir de la poudre telles que l'atomisation et la lyophilisation, nécessitent des appareils coûteux dont les rendements du point de vue énergétique sont faibles et qui ont en plus l'inconvénient de détruire un fort pourcentage de levures. Celles qui conduisent à l'obtention de granulés mettent en jeu une succession d'opérations telles que concentration, préséchage, extrusion, mise en forme, broyage, séchage et même réhumidification qui finalement rendent le procédé coûteux en investissement et en exploitation. Le procédé selon l'invention vise à obtenir un produit sec avec un taux important de levures vivantes, levures présentant à la fois une bonne activité fermentaire, comparable à çelle des meilleures préparations de levure et surtout une bonne conservabilité au cours du temps dans les conditions habituelles de stockage à température ambiante. Le produit obtenu selon le procédé peut être indifféremment utilisé, soit après réhydratation préalable avant introduction dans le milieu à ensemencer, soit directement dans le milieu à ensemencer. Le procédé concerne la méthode de séchage qui est réalisée suivant une opération simple, nécessitant un investissement réduit, mais concerne aussi la ou les différentes phases qui précèdent et rendent possible cette opération de séchage. Le procédé consiste à fixer des levures sur un support solide finement divisé, c'est-à-dire à enrober ou "tapisser" la surface de la particule du support avec une couche de levure. Ceci permet de sécher directement et immédiatement les levures par passage d'un gaz chaud au travers du lit de particules. L'adsorption ou'knrobag' sur support peut être obtenu de plusieurs façons - premier moyen : il consiste à mélanger le support et la pâte de le vure recueillie à partir d'un milieu de fermentation liquide ; l'opé- ration relativement courte (5 minutes environ) est effectuée dans un mélangeur classique. Dans ces conditions, les levures restent peu de temps à l'état de pâte humide puisque le séchage est effectué immé diatement après fixation, et ceci est avantageux car on sait que des levures concentrées dans un milieu nutritif pauvre (pâte) ont tendan ce a stautolyser, donc à mourir. De plus, au cours de cette opération de mélange, en jouant sur les proportions de pâte et de support, on règle l'épaisseur de la couche de pâte autour de la particule.Cette dimension a une influence déterminante sur la vitesse de séchage car l'eau doit migrer de l'intérieur de la particule vers la périphérie où elle s'évapore. Ainsi, pour des particules enrobées obtenues en mélangeant entre 20 et 50 % de levure (exprimée en matière sèche) à 80 ou 50 Z de sciure de liège, on sèche en un temps relativement court (1/2 heure environ) pour une température de l'air entrant dans le séchoir, de l'ordre de 380C, et ce, avec un débit d'air approprié. - deuxième moyen : il consiste à fixer et à enrober les levures par la percolation d'une suspension liquide à travers un lit de support. Dans ce cas, la quantité de levures fixées dépend de l'affinité du support et des levures. Une pouzzolane par exemple, sera saturée avec 3.6 g de Saccharomyces cerevisiae/kg. - troisième moyen : il consiste à fixer automatiquement les levures en les cultivant directement sur le support imprégné d'eau et d'éle ments nutritifs. Entre les particules du support, circule de l'air qui apporte l'oxygène nécessaire aux levures dans le cas d'une cultu re aérobie. Les gaz de fermentation rejetés dans l'espace interparti culaire sont entraînés par l'air circulant. I1 est évident que quel que soit- le mode de fixation, l'eau adsorbée doit rester dans les particules et ne doit pas envahir l'espace interparticulaire de façon à ce que l'air puisse circuler entre les particules et apporter aux levures, soit l'oxygène dont elles ont besoin au cours de la culture, soit une partie des calories nécessaires à l'évaporation de l'eau au cours du séchage. Le support doit en outre être choisi en fonction de l'utilisation finale du produit : ce peut être un support inerte (bois, pouzzolane, Chlorure de Polyvinyte) ou un support biodégradable : céréales et autres produits amy- lacés. Le produit (levures fixées et support) peut être utilisé en l'état, c' est-à-dire introduit directement dans le milieu de fermentation qu'il doit ensemencer ou peut être traité de façon à ce qu'il s'opère une séparation entre le support et les levures qui seules sont utilisées. Dans le cas où le support est introduit dans le milieu de fermentation, il doit être absolument inerte vis à vis de ce milieu. Ainsi, le procédé supprime une série importante d'opérations qui interviennent dans les méthodes classiques de séchage, opérations de préséchage, extrusion, mise en forme, broyage ; cet ensemble d'opérations d'après le premier moyen de fixation est remplacé par un simple mélange de la pâte au support. Le deuxième moyen de fixation apporte par rapport à la technique classique de culture en milieu liquide, de concentration et de séchage, un avantage supplémentaire : il supprime l'opération de séparation, opération coûteuse en investissement et en énergie. Le troisième moyen de fixation apporte un avantage considérable par rapport à tous les procédés existants puisque le séchage, la fixation et la culture des levures peuvent être faits sur un même support, eventuellement dans un même appareil. I1 suffit en effet de maintenir l'humidité et la température favorable à la multiplication pour que les levures se développent et d'augmenter ensuite la température et le débit d'air pour deshydrater ces levures. Une autre série d'avantages du procédé réside dans le fait que les conditions opératoires sont très favorables à la survie des levures au cours de l'opération de séchage - Dans les procédés classiques, la série de manipulations qui consis te à obtenir une texture favorable à un séchage homogène est relati vement longue et constituée d'une succession de phases qui peuvent nuire à la qualité du produit : les microorganismes à forte teneur en hqndite et concentrés dans un milieu appauvri en éléments nutritifs peuvent commencer à stautolyser. Dans notre procédé au contraire, le Stade pâteux ne dure que le temps de la centrifugation dans le pre mier eas, et est supprimé dans les deux autres cas (percolation, cul ture sur support). - Dans les procédés classiques, le problème consiste à obtenir des granulés homogènes et qui ne se réagglomèrent pas en cours de sécha ge. Dans le procédé selon l'invention, ces granulés sont obtenus di rectement par une opération simple. On donne maintenant des exemples de réalisation de l'invention dont les produits obtenus ont été contrôlés du point de vue qualité par deux techniques de mesure : méthode A et méthode B. Méthode A : Comptage du nombre de levures vivantes dans le produit sec Pour cela, il suffit de remettre le produit sec en suspension dans l'eau physiologique, d'agiter pour que les levures soient désorbées de leur support et de dénombrer par les techniques classiques de la microbiologie le nombre de levures vivantes dans le jus de désorption. Dans le cas particulier de levures fixées sur des particules de liège, le mode opératoire est le suivant : i g de produit sec (levure + support) est mis à désorber dans 100 ml d'eau physiologique pendant 1/2 heure, l'agitation étant assurée par un agitateur magnétique, Dans la suspension ainsi obtenue, on compte les levures vivantes par les techniques de dombrement classique en boîte de Pétri et milieu gélosé. Pour certains supports, tels que les copeaux de peuplier, les levures restent en partiçe adsorbées après 1/2 heure d'agitation. Dans ce cas, le comptage en boit de Pétri donne une valeur nettement inférieure au nombre de levures vi vastes contenues dans le produit sec. Méthode B : Mesure de l'activité fermentative des levures. Principe : on introduit un nombre connu de levures dans une solution de gle4cose. Pour un nombre de levures vivantes donné, nombre mesuré selon la noble A, la dégradation du glucose est d'autant plus rapide que l'activité {enentative de ces levures est grande. Technique : on introduit un nombre connu de levures dans 200 ml de solution glucosée à 50 g/l. La suspension est maintenue à 300C. Le sucre résiduel est dosé au cours du temps. Activité fermentative de référence On a utilisé une souche de Saccharomyces cerevisiae, souche A, et mesuré le temps nécessaire pour que diverses concentrations de levures dégradent le glucose en solution : ces temps sont les suivant s - 2 heures pour une suspension à 9.108 levures/ml, - 3 heures 30 pour une suspension à 6.108 levures/ml, - 5 heures pour une suspension à 3.108 levures/ml. Calcul de l'activité fermentative On introduit dans une solution à 50 g/l de glucose un nombre connu de levures : 6.108/ml par exemple. Le glucose est consommé au bout du temps t. L' activt fermentative par rapport à Saccharomyces cerevisiae est donné dans precis ce cas/par la relation : Activité = t/3.5 h. EXEMPLES Exemple I : séchage de levures du genre Saccharomyces capensis cultivées en milieu liquide et récoltées par centrifugation. La levure est cultivée sur un milieu à base de mélasse, dans un fermenteur classique en milieu liquide aéré et agité. En fin de phase exponentielle de croissance, le milieu est centrifugé à 6000 rpm pendant 5 minutes. La sciure de liège est stérilisée à sec avant fixation (1500C pendant 1 heure) en vue d'obtenir un produit microbiologiquement pur. La pâte à 10 Z de matière sèche obtenue par centrifugation est mélangée à la sciure stérile dans un mélangeur classique, pendant dix minutes et dans les proportions suivantes 1 kg de levure (en matière sèche) pour 1 kg de sciure. Le produit humide ainsi obtenu est mis à sécher dans une colonne où il est traversé par un courant d'air stérile et chaud - durée de l'opération : 30 minutes, - température de l'air à l'entrée : 390C, - débit d'air : 1 m3/mn. Caractéristiques du produit obtenu - humidité : 8.8 %, - nombre de levures vivantes selon A : 20.109/g, - activité fermentaire d'après B : 0.53. Il est bien connu que cette souche de levures a une activité fermentaire bien inférieure en général aux Saccharomyces cerevisiae. Exemple Il : levures du genre Saccharomyces 'cerevisiae, souche B. Les conditions de culture et de concentration de la souche B sont les memes que celles décrites pour Saccharomyces capensis dans l'exemple I. La fixation est opérée par mélange de crème de levure (330 g en matière sèche) à 245 g de sciure sèche et stérile. Le séchage est effectué dans les conditions suivantes - durée : 1/2 heure, - température de l'air entrant : 35"C. Caractéristiques du produit obtenu - humidité résiduelle dans le produit : 10 %, - nombre de levures vivantes selon la technique B : 10.109/g depro duit, - activité fermentaire : 0.8. Exemple III : levures du genre Saccharomyces cerevisiae, souche A fixées en cours de culture sur support solide. On introduit dans un fermenteur de 2 litres convenablement aéré par injection d'air stérile (0.1 I/mn) 60 g de sciure sèche et 200 ml de milieu de culture à base de mélasse. La solution nutritive est adsorbée par la sciure. L'ensemble est stérilisé 1/2 heure à 1200C. On fait circuler de l'air entre les particules humides de sciure. On ensemence alors le milieu ainsi pré- paré par une suspension de levures (Saccharomyces cerevisiae souche A). Après 48 heures d'aération et d'incubation à 30"C, on ajoute à nouveau 250 ml de milieu stérile. Au bout de 72 heures, on augmente la température de l'air (35"C) et son débit (8 1/mon) de façon à sécher l'ensemble dans les conditions suivantes - durée de séchage : 1/2 heure, - température de l'air entrant : 35"C, Caractéristiques du produit obtenu - nombre de levures après séchage : 4,6J09/g. REVENDICATIONS 1. Procédé de préparation de levures sèches ou partiellement déshydratées dans lequel lesdites levures sont fixées sur un support solide avant la phase de séchage, CARACTERISE EN CE QU'il consiste à utiliser comme support solide les particules d'un corps finement divisé et dont les caractéristiques physico-chimiques sont telles que - pendant l'opération de fixation, il n'y ait pas d'interactions qui tendent à agglomérer les particules imprégnées de levures, - et pendant l'opération de séchage, elles assurent aux dites levures une grande surface d'échange pour l'évacuation d'eau. 2. Procédé selon la revendication 1, CARACTERISE EN CE QUE l'opération de fixation des levures consiste à imprégner les particules de milieu de culture et à cultiver les levures sur les particules ainsi traitées. 3. Procédé selon la revendication 1, CARACTERISE EN CE QUE l'opération de fixation des levures consiste à cultiver les levures dans un milieu liquide et à imprégner les particules de levures résultantes de cette culture. 4. Procédé selon les revendications 1,2 et/ou 3, CARACTERI SE EN CE QUE l'opération de fixation s'opère par percolation à travers un lit de particules. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1,2,3 et 4, CARACTERISE EN CE QU'il consiste à utiliser comme support solide des particules de liège.