Brevet FR2466201A1 — publié le 19810410

La présente invention concerne un proeédé pour la purification de la protéine de pomme de terre obtenue par coagulation thermique des eaux de pomme de terre, dans lequel on effectue un traitement avec des solvants polaires. Pour utiliser les eaux qui sont produites lorsqu'on récupère l'amidon de pomme de terre dans des installations industrielles, on connaît déjà différents procédés (Siebert, E. Ernährungsforschung 4 (1959) 183; Heyns, E. u. Graefe, G.: Z. Lebensmittel-Unters. u. Forsch. 89 (1949) 255). La prdparatlon de protéines de pomme de terre naturelies pouvant éventuellement, sous une forme appropriée, être absorbées directement par l'homme, qui apparaît potentiellement possible par différents procédés (Porter, W.L. Siciliano, J. Krulick, S. u. Heissler, E.G.: Membrane Science and Technology: Plenum Press (1970); Meuser, F. u. Smolnik, H.-D.: Stärke 28 (1976) 271; Delanay, R.A.M. u. Donelly, J.K.: Proc. Biochemistry 3 (1973) 21) et qui est souhaitable, n'a pas encore fait l'objet d'une mise en ceuvre industrielle. Le problème de l'obtention de protéine à partir des eaux de pomme de terre n'a été résolu jusqu'ici pratiquement que par l'utilisation des produits obtenus en tant qu'aliment pour le bétail. Les eaux qui sont produites dans la préparation de l'amidon de pomme de terre peuvent être traitée@ thermiquement selon des procédés connus pour récupérer les protéines coagulables qui y sont dissoutes eimplement en tant que matières solides (Oosten, B.J.: Stärke 28 (1976) 135). Les protéines qui précipitent sont séparées de la solution, puis séchées. Cependant, avec les procédés utilisés jusqu'ici, il apparaît des produits qui ne conviennent à aucun point de vue, qu'il s'agisse de leur composition, du degré de dénaturation atteint ou du façonnage des particules de protéine, pour 11 alimentation humaine ou pour la production de denrées alimentaires déterminées. L'addition de produits pouvant être obtenus par séchage par pulvérisation, par courant continu ou au tambour par esemple à des pâtisseries à forte teneur en eau, conduit dans tous les cas à des altérations fâcheuses du sont, de la couleur et de la texture des pâtisseries. On constate surtout des altérations négatives des composantes de goût et d'odeur dans les pttisseries dont la pâte est ameublie par fermentation. Ceci est manifestement en rapport avec les sous-produfts des coagulats concentrés et séchés à partir des eaux traitées. Des altérations similaires du goût se produisent lorsqu'on utilise le coagulat de protéine de pomme de terre dans la préparation d'autres aliments tels que des pâtes, des biscuits et des soupes. On connait certes un procédé dans lequel on traite le coagulat de protéine de pomme de terre, après séchage, par des solvants polaires, mais ce procédé n'a pas permis d'éliminer les composants de goût indésirables qui sont associés la plupart du temps à des substances du type lipide. L'invention vise un procédé du type indiqué, qui permet d'obtenir sous forme de produit sec des protéines coagulées à partir des eaux de pomme de terre par des procédés connus, sous une forme très pure et neutre du point de vue du goût et de l'odeur, le coagulat de protéine de haute valeur nutritive devant titre utilisable pour l'alimentation humaine. Le procédé selon l'invention est caractérisé par le fait que, dans uns première phase de purification, le coa gulat de protéine de pomme de terre non séché est mis en suspension dans liteau bouillante et bouilli en suspension, le liquide de cuisson pouvant titre acidifi; que la suspension aqueuse est soumise à une operation de séparation mécanique et que les composants solides sont séparés; que, dans une duxième phase de purification, les composants solides sont mis en suspension dans un solvant organique polaire bouillant et bouillis; et qu'enfin la suspension dans le solvant est soumise à une deuxième opération de séparation mécanique et que les composants solides séparés sont séchés. Grâce à l'invention, il devient possible, de manière inattendue, d'éliminer complètenent les composants de faible poids moléculaire donnant un goût et associés pour la plupart aux lipides dans le coagulat, qui ont jusqu'à pré sent fait obstacle à l'utilisation du coagulat de protéine de pomme de terre, en éliminant de la façon revendique les lipides du coagulat par extraction en suspension. Il faut noter que le coagulat de protéine de pomme de terre obtenu industriellement par des procedés connus contient en général 80 à 85 % de protéine (Nx6,25), 8 à 10 % de substances du type lipide et 1 à 2 % de substances miné- rales.Les produits donnant un goft sont pour la plus grande partie associés aux lipides et sont solubles dans les solvants polaires tels que l'eau, l'éthanol, le mé- thanol, etc., de sorte qu'il est possible selon l'inven- tion d'éliminer les lipides en même temps que les substances ayant un goût. Comme les lipides sont inclus dans les particules de protéine se formant dans la coagulation, ils sont difficiles à éliminer du coagulat par les procédés d'extraction habituels. Dans les procédés connus, les particules de protéine forment en outre une couche épaisse, fermée et que le solvant ne pénètre que lentement. De ce fait, l'effet de l'extraction dans les procédés courants est à la fois incomplet et lent. On parvient au contraire dans l'invention, de façon surprenante, à séparer complètement les lipides et substances donnant un goût en maintenant en suspension les particules de protéine dans une deuxième phase de purification, la concentration de la suspension et sa température ainsi que le type de solvant étant d'une importance déterminante. il est important en effet que dans les deux phases de purification, l'ébullition de la suspension ait lieu sous pression, la température de la suspension se situant au-dessus du point d'ébullition sous la la pression normale et donc la pression se situant également au-dessus de la pression atmosphérique. Il est important en outre qulun solva- t; polaire soit utilisé dans les deux phases de puri fixation, celui de la deuxième phase devant en outre être organique. Les impuretés qui passent dans les solvants sont sé- parées des protéines mécaniquement, par exemple par sépa ration centrifuge. La purification s'effectue selon l'invention en deux phases, la première phase comprenant la mise en suspension du coagulat décanté dans l'eau chaude. Cette première phase permet à elle seule de porter la teneur en protéine du coagulat à environ 90 %, d'abaisser la teneur en substances minérales à moins de i % et d'améliorer nettement les caractéristiques de goût du produit sec. Dans la deuxième phase, on met en suspension le coagulat décanté dans l'méthanol chaud. Il passe alors encore 3 à 5 % de lipides dans le solvant d'éthanol et d'eau, de sorte que la teneur en protéine du coagulat débarrassé du solvant atteint entre 93 et 95 % de matière sèche.On obtient cette teneur en protéine dès lors que la concentration en éthanol du solvant ne tombe pas en dessous de 70 % (kg/kg). L'avantage de l'invention réside dans l'obtention dtune protéine de pomme de terre pure, de goett neutre. Celle-ci peut être utilisée soit directement, soit après un autre traitement tel que celui décrit dans la demande de brevet allemand 2 605 541, pour l'alimentation humaine. La durée de conservation de la protéine est sensiblement ame- liorée par l'élimination des lipides. Le produit coffre donc aussi des avantages pour le ravitaillement de pays dans lesquels existe une carence en protéines. Du fait de sa preparation simple et de sa valeur nutritive élevée (ofranyi, E. u. Jekat, J.: Hoppe-Seylers Z. physiol. Chem. 335 (1964) 174.), le produit obtenu selon l'invention est supérieur aux autres protéines végétales. L'invention sera illustrée par L'exemple de réalisation représenté sur les schémas Â et B. On voit sur les schémas une installation de parifica- tion pour le traitement de 1 t/h de eoagulat (1) avec environ 30 % d'extrait sec (2). Le coagulat (I) est porté à ébullition (@) dans le rapport de 1 partie de coagulat pour 5 parties d'eau (eau fraîche II) amenée à contre-courant. La durée d'ébullition est de 10 à 15 minutes. La suspension est séparée par séparation centrifuge, de préférence dans un hydrocyclone (4). Le trop-plein est évacué comme eau ré siduaire (III). La fraction inférieure est lavée à l'eau chaude dans deux autres hydrocyclones (5,6) et la fraction inférieure du dernier hydrocyclone est ensuite décantée (7) jusqu'd siccité. Le coagulat a environ 90 % d'extrait sec et contient environ 90 % (en extrait sec) de protéine. Si ce degré de pureté est suffisant, le produit (IV) peut être séché. Pour réaliser une purification supplémentaire, le pro duit humide est porté à ébullition dans un récipient à pression (8) avec de l'éthanol (V) également amené à contre-courant. Pour 0,9 t/h de produit humide, il faut 2,5 m3/h d'éthanol pu La purification la plus efficace est obtenue au-dessus du point d'ébullition de l'éthanol. Une durée d'ébullition de 10 à 15 minutes suffit pour obtenir une pureté en protéine de 93 %. La surpension est séparée dans un hydrocyclone (9). Le trop-plein est distillé pour récupérer l'éthanol (VI). On obtient comme résidu des lipides (VII) qui ont des propriétés fortement émulsifiantes. La fraction inférieure est lavée dans des hydrocyclones (10,11) avec de l'éthanol légèrement chauffé. La fraction inférieure du dernier hydrocyclone est séparée de la phase liquide à l'aide d'un décanteur (12) ou autre dispositif approprié. Le solvant est évaporé du coagulat ainsi purifié et condensé. Le produit (8) a une teneur en protéine de 93 à 85 % et une teneur en substances minérales de 1 %. Il est neutre au goût et convient pour l'alimentation humaine sans purification supplémentaire. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la purification de la protéine de pomme de terre obtenue par coagulation thermique des eaux de pomme de terre, dans lequel on effectue un traitement avec des solvants polaires, caractérisé par le fait que, dans une première phase de purification, le coagulat de protéine de pomme de terre non séché est mis en suspension dans l'eau bouillante et bouilli en suspension, le liquide de cuisson pouvant être acidifié; que la suspension aqueuse est soumise à une opération de séparation mécanique et que les composants solides sont séparés; que, dans une deuxième phase de purification, les composants solides sont mis en suspension dans un solvant organique polaire bouillant et bouillis; et qu'enfin la suspension dans le solvant est soumise à une deuxième opération de séparation mécanique et que les composants solides séparés sont sé chés. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la température de la suspension en ébullition dans la première phase de purification est supérieure à 100 C et donc la pression est supérieure à 1 bar. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la pression de la suspension en ébullition dans la deuxième phase de purification est supérieure à 1 bar et en conséquence la température se situe au-dessus du point d'ébullition du solvant organique polaire sous la pression atmosphérique. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, ca ractérisé par le fait qu'on utilise l'éthanol comme solvant organique polaire. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les composants solides obtenus dans la deaxqème opération de séparation mécanique sont lavés avec de l'éthanol légèrement chauffé et ensuite séchés. 6. Procédé selon l'une des -revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la durée d'ébullition dans la première phase de purification est de 10 à 15 minutes. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, Ca- ractérisé par le fait que la durée d'ébullition dans la deu xième phase de purification est de 10 à 15 minutes.