Brevet FR2478952A1 — publié le 19811002

La présente invention concerne un procédé de pré- paration d'un produit protéique structuré ayant une tex- ture compacte. Ce produit se prépare à partir d'une matière protéique possédant déjà une organisation tri-dimensionnel- le, belle que par exemple le caillé de soja ou les fibres de poisson. On connait divers procédés, dits de "structura- tion" ou "texturation", qui consistent à conférer à des matières protéiques des propriétés visco-élastiques et sur- tout une tenue et une cohésion suffisantes. Au titre de ces procédés, on peut citer l'extrusion qui, par voie purement physique et sous l'action conjuguée de la température et de la pression, permet de transformer une pâte contenant des protéines en une matière alvéolée suffisamment rigide. Le filage, lui, permet par la voie chimique de la coagulation des protéines à leur pH iso-électrique, de transformer une solution ou suspension de protéines en fils, lesquels, par une suite de transformations, peuvent être convertis en des "analogues" de viande ou de poisson. L'invention ouvre une nouvelle voie à la structu- ration ou à la texturation des protéines en donnant accès à des produits qui, sans pour autant résulter d'une opération de filage, ont une texture compacte. Ce procédé consiste à partir d'une matière protéique possédant une organisation tri-dimensionnelle et, par la seule mise en oeuvre de la force osmotique, à échanger l'eau de ladite matière proté- ique avec un agent osmotique en compactant la matière pro- téique dans une enveloppe de matériau semi-perméable que l'on ferme et que l'on immerge dans une solution d'agent osmotique. -2- Des exemples de matières protéiques possédant une organisation tridimensionnelle sont les produits coagulés, tels que les caillés, notamment le caillé de soja. Ce caillé, qui peut avoir été préparé par coagulation au cal- cium aussi bien qu'à la glucono-delta-lactone, est de pré- férence un caillé gras, c'est-à-dire un caillé qui comprend les lipides. On peut également incorporer au caillé les parties insolubles résultant de la séparation de la suspen- sion lors de la préparation du lait de soja. D'autre mati- ères, qui possèdent une organisation dans l'espace, sans résulter d'un processus de coagulation au sens classique, peuvent être également utilisées. Citons à ce titre les fi- bres de poisson, par exemple les miettes de poisson qui constituent des sous-produits de la levée des filets ou de la mise en conserve. Pour que la force osmotique puisse agir et struc- turer la matière protéique de départ, il convient que celle- ci ait une teneur en matière sèche comprise entre 5 et 28 %, avantageusement entre 18 et 22 % pour le soja. Parallèle- ment, le pH de cette matière de départ doit aussi être tel que la force osmotique puisse agir. A cet égard, on a cons- taté que la structuration ne se produisait pas pour des pH inférieurs à 4,5. En outre, pour des raisons organolepti- ques, on évite de travailler à des pH supérieurs à 9. La gamme des pH, avantageuse du point de vue de la structura- tion, se situe donc entre 6,5 et 7,5. L'échange entre l'eau et l'agent osmotique par pression osmotique, se réalise par un mécanisme comparable à la dialyse ou à la plasmolyse, lorsque la matière protéi- que est mise en contact avec une solution contenant un agent osmotique à forte concentration, de préférence à satura- tion, par exemple des sels, des polyols ou des sucres indi- viduellement ou en mélange compatible. Dans la suite de -3- l'exposé, le procédé sera décrit par référence à l'agent osmotique préféré représenté par des ions calcium. Il va de soi que l'on pourrait également utiliser tout agent osmoti- que mentionné ci-dessus avec des résultats comparables. De préférence, la solution est une solution de chlorure de calcium ayant une concentration comprise entre 35 et 45 % en poids, ou, dans une moindre mesure, une solution de ni- trate de calcium dont la concentration est comprise entre et 70 % à température ambiante comprise entre 20 0C et 300C. Bien entendu, le temps de contact doit être suf- fisant pour que l'échange devienne substantiel et conduise à une structuration satisfaisante. A température ambiante, ce temps de contact est typiquement compris entre 1 et 24 heures, dépendant de la forme et des dimensions du produit structuré et de l'épaisseur de la couche structurée que l'on désire obtenir. On peut également opérer à chaud, à une température comprise par exemple entre 55 et 600C et la structuration s'en trouve fortement accélérée. On constate par exemple que la structure obtenue sous l'action de la force osmotique pendant 2 heures à 550C est comparable,à concentration égale,à celle obtenue à température ambiante pendant 24 heures. Dans ce cas la structuration est de deux types, l'un venant de la plasmolyse, l'autre de la coagula- tion sous l'effet de la température. Le pH de la solution d'ions calcium a la même incidence sur la structuration que le pH de la matière pro- téique de départ. Les pH avantageux se situent entre 6,5 et 7,5. Sous l'action de la force osmotique, l'eau de la matière protéique s'échange contre des ions calcium. Cette matière, en se structurant, se déshydrate donc fortement et se charge en ions calcium. Son volume se réduit propor- tionnellement. Ainsi, à partir d'une matière de départ ayant une teneur en matière sèche comme indiquée plus haut, on peut obtenir un produit texturé ayant une teneur en matière sèche jusqu'à 75 % et une teneur en ions calcium de 33 %, mesurée en chlorure de calcium. Ces résultats sont obtenus après 24 heures environ pour une couche de 15 à mm. Le produit structuré obtenu présente une teneur en calcium généralement beaucoup trop élevée pour les usages qu'on veut en faire. Il est donc avantageux de procéder à un lavage à l'eau, et, de la sorte, il est possible de des- cendre la teneur en calcium à des valeurs modestes, par exemple 3 % de la matière sèche mesurée en chlorure de calcium. On peut opérer à température ambiante, pendant des temps compris entre 15 et 24 heures, ou bien à des tempéra- tures plus élevées, par exemple entre 55 et 600C pendant 8 à 10 heures pour une couche de 15 à 20 mm. La mise en oeuvre du processus selon l'invention est d'une extrême simplicité. La matière protéique de départ, par exemple un caillé de soja, est avantageusement lissée, puis elle est poussée dans une enveloppe en matériau semi- perméable, par exemple un boyau, soit de dialyse, soit du type utilisé en charcuterie, ou alors introduite entre deux feuilles des mêmes matériaux que ci-dessus pour obtenir des produits de formes et dimensions diverses. L'enveloppe est ensuite fermée et l'ensemble est immergé dans une solution concentrée de sel de calcium, à la température désirée. La matière se structure alors en se contractant. Pour une matière sèche, un pH du caillé et-un agent osmotique définis, en fonction du type de membrane et de l'épaisseur-du caillé, la texture du produit structuré est déterminée par la durée et la température de dialyse. On retire alors le produit -5structuré de la solution de sel de calcium. Puis on le lave avantageusement à l'eau pour éliminer une grande par- tie du calcium. Le produit lavé constitue le produit structuré désiré. Ce produit présente quelques propriétés qu'il convient de mettre particulièrement en évidence. Ainsi, à l'inverse de ce que l'on constate généralement, ce produit résiste spécialement bien à la stérilisation. Il n'y a ni déformation, ni désintégration, ni dissolution s'il est placé dans environnement aqueux. De la même façon ce pro- duit peut être aisément congelé et décongelé. On constate dans l'ensemble que la texture a plutôt tendance à se ren- forcer pendant ces traitements. On remarque que son goût diffère sensiblement du goût de la-matière protéique de départ. Ainsi, un produit préparé à partir d'un caillé de soja, ne possède plus du tout le goût du soja, qui est un goût que certains consom- mateurs occidentaux ressentent défavorablement. La texture obtenue peut se comparer à celle d'un "mollusque" cuit. Dans le cas o le caillé contient les parties insolubles du lait de soja, la texture en est rendue moins compacte et les propriétés de réhydratation en sont améliorées sans pour autant en influencer le goût. De la même façon, un produit obtenu à partir de miettes de poisson n'a plus du tout le goût du poisson. Sur un plan nutritionnel, on note que ce produit possède un même P.E.R. (Protein Efficiency Ratio) que ce- lui de la matière de départ. Ce P.E.R. n'est donc pas af- fecté par l'opération de structuration. En revanche, dans les produits à base de soja, on constate une forte diminu- tion du facteur anti-trypsique et des sucres flatulents, qui sont des facteurs nuisibles à une bonne digestion et -6- absorption intestinale. Le facteur anti-trypsique peut être réduit jusqu'à 1/8 et les sucres flatulents à raison de 95 % en poids. Ce produit trouve de nombreuses applications cu- linaires, notamment dans les plats devant subir la stérili- sation. Il se conserve très bien dans les solutions acéti- ques, (conserves au vinaigre) ainsi que dans les solutions alcooliques. On peut également l'utiliser avantageusement sous forme surgelée ou déshydratée. En variante on peut con- server le produit pendant une longue période, non débarras- sé de l'agent osmotique, sous forme semi-humide et ne le laver que juste avant son utilisation. On peut incorporer au produit des épices, agents aromatisants ou colorants à usage alimentaire, de préférence sous forme liposoluble. On peut également incorporer au caillé des agents de textu- ration tels que les pectines,alginates, etc... ou des pro- duits alimentaires de nature différente sous forme de mor- ceaux tels que des fruits, légumes ou viandes pour obtenir des produits composites. Les exemples suivants illustrent la mise en oeuvre du processus selon l'invention. Dans ces exemples, les pourcentages sont exprimés en valeur pondérale. Exemple 1 On prépare une semoule de soja finement broyée, puis on suspend celle-ci dans l'eau, à raison d'une partie de soja pour sept parties d'eau. Cette suspension est alors pasteurisée à 1100C, puis les insolubles en sont éliminés par centrifugation. A partir de ce lait, on prépare un caillé par addition de sel de calcium, à raison de 3 % en poids, rapportés à la matière sèche du lait. On sépare ce précipité par centrifugation et on obtient ainsi le caillé -7- de soja de départ. Celui-ci a une teneur en matière sèche de 21 % en poids, étant constituée de 60 % de protéines et 28 % de lipides. Après lissage, ce caillé est embossé dans une membrane de dialyse de 18 mm de diamètre, selon la techni- que habituelle de fabrication des "saucisses de Vienne", puis le caillé embossé est immergé verticalement dans une colonne de verre. A l'intérieur de cette colonne, circule de bas en haut une solution de chlorure de calcium ayant une concentration de 40 % en poids (force ionique = 10,8) et un pH autour de 7. On opère à température ambiante et, dans la solu- tion qui circule, on maintient la concentration constante par apport de chlorure de calcium. On constate que, petit à petit, le diamètre des "saucisses" diminue et que la mem- brane, "devenue trop grande", se plisse autour du produit en cours de structuration. On met fin à celle-ci après 24 heures environ. On découpe le boyau et on récupère ainsi un pro- duit protéique structuré dont la matière sèche est passée à % et la teneur en chlorure de calcium à 33 % en poids sur matière sèche. On lave alors abondamment à l'eau entre 10 et 250C le produit obtenu, et pendant un laps de temps de 18 heures, de façon à redescendre la teneur en chlorure de calcium à 3 % en poids sur matière sèche. Le produit finalement obtenu a une matière sèche comprise entre 30 et 40 % et est très neutre, sans arrière- goût de soja. Il résiste très bien à la stérilisation, sans déformation, ni désintégration, ni dissolution des morceaux -8- en milieu aqueux, sa texture ayant plutôt tendance à se renforcer. Exemple 2 On procède comme décrit à l'exemple 1, mais on conduit la structuration en mettant le caillé de soja dans son boyau en contact avec la solution de calcium, pendant un temps de 2 heures seulement à 55 0C. On constate que le produit obtenu, avant et après lavage, a une texture comparable à celui de l'exemple 1. Ce produit, comme celui de l'exemple 1, a une valeur P.E.R. (Protein Efficiency Ratio) de 2,2, qui est celui du caillé de soja de départ. En revanche, le taux d'inhibiteur de la trypsine est seulement de 100 unités par mg d'azote, comparativement à 260 pour le caillé de soja de départ et 800 unités pour la fève brute. De plus, 92 % des sucres flatulents présents dans la fève de départ ont été éliminés. Exemple 3 On procède comme décrit à l'exemple 1, mais après préparation du caillé, on-y incorpore intimement entre 5 et 25 % des insolubles séparés. On obtiendra ainsi après structuration une gamme de textures, de plus en plus tendres avec l'augmentation du taux d'insolubles incorporés. Le produit résiste bien à la stérilisation et à la congéla- tion sans modification de goût, la texture se renforçant sans déformation ou désintégration et se réhydrate d'autant plus facilement que le taux d'insolubles incorporés est plus élevé. 9- Exemple 4 On prépare un caillé de soja, mais à partir d'une suspension contenant la totalité des insolubles de la fève (environ 25 %), par adjonction de 2,5 % de sel de calcium, rapporté à la matière sèche de la suspension. De l'eau chaude est introduite dans la suspension coagulée, puis on procède à la séparation du caillé par centrifugation. Celui- ci a une matière sèche de 21 %, constituée de 55 % de pro- téines et 25 % de lipides. Après structuration, comme à l'exemple 1, le produit obtenu a une texture tendre et se rehydrate facilement. Exemple 5 On procède comme décrit à l'exemple 1, en rempla- çant la solution de chlorure de calcium par une solution de glycérol à 95 %. Le produit est structuré en un temps réduit à 16 heures et sa texture est comparable. Exemple 6 Par une plasmolyse d'une durée de 12 heures, on crée une membrane structurée de 1,5 mm d'épaisseur, enfer- mant le caillé non structuré. La structuration à coeur est ensuite obtenue par congélation pendant 48 heures à -400C puis à -200C pendant 5 jours. On obtient un produit de texture composite, le coeur se présentant sous forme de lamelles. Exemple-7 On procède comme décrit à l'exemple 1, pour ce qui est de l'opération de structuration proprement dite, à partir de miettes de poisson broyées. - 10 - On obtient ainsi un produit structuré d'autant plus intéressant que ni la texture, ni le goat ne rappel- lent celui du poisson frais. le - il - Revendications 1. Procédé de préparation d'un produit protéique structuré à partir d'une matière protéique possédant une organisation tri-dimensionnelle, caractérisé par le fait que, par la seule mise en oeuvre de la force osmotique, on échange l'eau de ladite matière protéique avec un agent osmotique en compactant la matière protéique dans une enve- loppe de matériau semi-perméable que l'on ferme et que l'on immerge dans une solution d'agent osmotique. 2. Procédé selon revendication 1, caractérisé par le fait que la matière protéique de départ est un caillé de soja. 3. Procédé selon la rev endication 2, caractérisé par le fait que le caillé de soja est un caillé gras. 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le caillé contient 5 à 25 % en poids des insolubles de la fève. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la matière protéique de départ est du pois- son en miettes. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la matière protéique de départ a une teneur en matière sèche comprise entre 5 et 28 % en poids. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la matière protéique de départ a un pH compris entre 4,5 et 9. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé - 12 - par le fait qu'on échange l'eau de la matière protéique par des ions calcium en mettant celle-ci en contact avec une solution d'ions calcium ayant une force ionique comprise entre 8 et 12, à une température comprise entre la tempéra- ture ambiante et 60 0C pendant un temps compris entre 1 et 24 heures. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que la solution d'ions calcium est une solution de CaCl2 de teneur comprise entre 35 et 45 % en poids. 10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on remplace l'eau de la matière protéique par des ions calcium en mettant celle-ci en contact avec une solution d'ions calcium ayant un pH compris entre 4,5 et 9. 11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on lave à l'eau le produit protéique struc- turé obtenu de façon à en éliminer l'excès de calcium. 12. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on conduit partiellement la structuration par la force osmotique de façon à créer une membrane struc- turée périphérique et qu'on complète la structuration à coeur par congélation. 13. Produit protéique structuré obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1. 14. Utilisation d'un produit selon la revendication 13 pour la fabrication de produits alimentaires préparés surgelés, déshydratés ou apertisés.