Brevet FR2509141A2 — publié le 19830114

FR 2509141 A2 19830114 FR 8113481 A 19810709 La présente demande additionnelle a pour objet des perfectionnements aux procédés de traitement de végétaux et, en particulier, de fruits et légumes. d'une part, pour extraction de jus principalement alimentaires, et d'autre part, pour récupération de matières diverses et en particulier, de pectines, ainsi que les produits obtenus par ces procédés, ayant fait l'objet de la demande de brevet principal ne80/ 17805 du 13 août 1980 et intitulée "Procédés de traitement de vegétaux, d'extraction de jus et de récupération de composants". Dans cette demande principale, on a notamment défini des perfectionnements à l'invention faisant l'objet de la demande n078/34063 du 4 décembre 1978 au nom de deux des déposants des présentes et intitulée "Procédé pour la clarification de jus de pommes et analogues avec récupération des concentrés de pectine". Les déposants des présentes ont en effet constaté en poussant plus avant les études et les expérimentations que le procédé s'appliquait avec facilité à de nombreux végétaux et permettait des progrès techniques considérables par rapport à l'art antérieur, comme cela a été souligné dans la demande principale. Au cours de nombreuses expérimentations ont été confirmées les revendications des déposants dans les cas de végétaux les plus variés. La présente demande additionnelle vise les cas plus particuliers où l'on recherche en plus de ce qui a été exposé dans la demande principale, des caractéristiques de pigmentations qui nécessitent des précautions additionnelles particulières. A titre illustratif, on se référera aux cas de la betterave rouge et de la fraise en soulignant le fait que l'on peut travailler dans les strictes conditions définies dans la demande principale et notamment celles définissant les relations entre pH et température des jus bruts qui correspondent à l'optimum du rendement indépendamment des problèmes de conservation de pigmentation.Mais l'on peut également pour sauvegarder la pigmentation, rester dans les conditions générales de travail définies dans la demande principale et préciser les moyens à mettre en oeuvre pour assurer la meilleure qualité des produits et de leur pigmentation même au prix d'une légère diminution des débits. Pour mieux faire comprendre les caractéristiques techniques et les avantages de la présente invention, on va en décrire des exemples de réalisation étant bien entendu que ceux-ci ne sont pas limitatifs quant à leur mode de mise en oeuvre et aux applications qu'on peut en faire. Exemple I - La clarification des Jus de betterave rouge par ultrafiltration conformément à l'invention est particulièrement intéressante du fait que ces s produits sont généralement très chargés en bactéries sporulées anaérobies provenant du sol et qui sont particulièrement difficiles à détruire par la chaleur. Selon l'art antérieur, il faut trois ou quatre pasteurisations à plus de 1200C pour obtenir un liquide ne contenant pas plus de cent germes par millilitre. Or, on sait que chaque choc thermique et donc chaque pasteurisation à des températures de 700C- et plus, cause la destruction de 15 à 20 % de pigments rouges ce qui peut entraîner plus de 50 % de destructions. Si l'on se réfère aux conditions décrites dans la demande principale, les pH des jus de betterave rouge étant de l'ordre de 3,8 à 4,2, les températures optimales (quant au débit) sont donc étagées entre 57,2 + 30C et 54,8 + 30C. L'expérience montre que l'on obtient de bons débits entre 55 et 590C mais que l'on a intérêt, pour éviter des surchauffes et des destructions de pigments, à travailler entre 55 et 570C. Si l'on règle la pression à l'entrée de l'ultrafiltration à 4 kg/ cm2 et celle à la sortie à 1,5 kg/cm2, le débit en Jus clair à la sortie par mètre carré de membrane et par heure est de l'ordre de 100 à 120 litres / m2/h - le débit le plus fort [110 à 120 l/m2/h) étant atteint vers 57 à 590C à l'entrée des Jus bruts et le plus faible [100 à 110 l/m2/h) vers 55 à 570 C, la pigmentation étant alors mieux conservée. Exemple 2 - On peut également travailler dans les conditions dé finies dans la demande principale, et aux pressions indiquées ci-dessus. mais en réduisant la température d'entrée des Jus bruts à 35 à 400C. On constate alors une remarquable qualité des produits filtrés notamment en ce qui concerne la concentration et la qualité des pigments mais le débit en Jus clair tombe à 80 à 70 l/m2/h ce qui reste supérieur aux débits de l'art antérieur. Exemple 3 - L'art antérieur a démontré que la concentration des Jus de betterave est limitée par la teneur en sucre qui est de 4 à 6Q Prix. Il en va donc de même de la concentration en pigment dans les concentrés. Par fermentation préalable par des levures, on réduit la teneur en sucre de 50 à 80 %. Il est alors possible par ultrafiltration selon la présente invention d'obtenir une considérable amélioration de la pigmentation des Jus clairs en agissant comme il est dit à l'exemple 1 ou à l'exemple 2 ci-dessus. On remarquera à ce sujet que la fermentation préalable produisant un apport en alcool, la densité et la viscosité baissent ce qui facilite l'ultrafiltration. Ceci est valable non seulement pour la betterave mais,bien entendu dans tous les cas où une telle fermentation est possible. En ce qui concerne l'ensemble des exemples 1 à 3. il convient de faire la remarque suivante Selon l'art antérieur, après fermentation, pour séparer les levures, il fallait utiliser des clarificateurs-centrifuges qui entrainaient une perte de pigment par oxydation due au brassage liquide-air, et une perte de jus dans les boues de l'ordre de 6 à 8 % des volumes traités. Après centrifugation, il fallait filtrer et pasteuriser à haute température (à 1200C) pour détruire un maximum de germes. Grâce à l'invention les jus qu'ils soient ou non préalablement fermentés, sont bactériologiquement propres à l'issue de l'ultrafiltration. Les contFoles bactériologiques à la sortie montrent qu'il reste en moyenne moins de 10 germes totaux par millilitre au lieu de 50.000 après la première pasteurisation. L'ultrafiltration du jus de betterave rouge permet donc dans les trois exemples 1/ d'obtenir un liquide clair bactériologiquement propre, 2/ de réduire, voire annuler, les pertes de jus dans les boues de centrifugation et les pertes de pigments consécutives aux traitements thermiques. Exemple 4 - En ce qui concerne les fraises, on peut partir de fruits frais ou décongelés. On les écrase en purée et on passe dans un nettoyeur décanteur pour éliminer akènes, queues et autres impuretés mais sans qu'il soit besoin de passer au débourbeur. Les jus bruts de fraise sont acides à pH de 3,3 à 3,6 et ont une concentration en sucre de 5,6 à 70 Brix selon les variétés -et la maturité des fruits. La clarification par ultrafiltration peut être effectuée de diverses façons suivant les fruits à traiter et la couleur de concentré recherchée. Certaines variétés ont un jus qui s'oxyde rapidement ce qui se traduit par un virage du rouge vers un brun de plus en plus foncé avec le vieillissement. Ce brunissement est d'autant plus rapide que le jus est chauffé en présence d'oxygène (et donc d'air). Selon le présent exemple, on traite de la façon suivante les fraises dont la coloration est peu sensible à l'oxydation ou pour lesquelles on attache moins d'importance à la pigmentation finale du concentré. On agit comme dans la demande principale, la température d'entrée correspondant à pH de 3,3 à 3,6 est donc de 60,2 + 30C à 58,4+ 30C, soit en arrondissant de 55 à 830 C. Comme pour la betterave, ces températures donnent de bons résulats, la plus élevée donnant un meilleur débit, la plus faible une meilleure coloration et ceci à des pressions de 4 kg/cm2 à l'entrée et de 1,5 kg/cm2 à la sortie comme il a été utilisé ci-dessus. Pour des températures d'entrée de 55 à 570C, on constate un débit de 80 à 90 l/m2/h ce qui est encore très supérieur à l'art antérieur. A la sortie le jus clair bien coloré et bactériologiquement propre n'a pas à être pasteurisé à 850C avant concentration. Exemple 5 - Toujours aux mêmes pressions d'entrée et de sortie et pour les pH considérés on peut ultrafiltrer le jus brut tel que préparé à l'exemple 4 et ceci, à température basse comme à l'exemple 2 pour la betterave rouge. Le débit est de l'ordre de 60 l/m2/h ce qui est toujours très acceptable par rapport à l'art antérieur, mais la qualité de clarté et de pigmentation est exceptionnelle. Le Jus est bactériologiquement propre et on n'a pas à le pasteuriser à 850C avant concentration. En ce qui concerne les exemples 4 et 5, on remarquera que la purée de fraise n'est pas débourbée avant ultrafiltration ce qui diminue les pertes de Jus qui se produisaient par la centrifugation avec oxydation des pigments. Les Jus concentrés sont toujours clairs et ne se troublent pas au stockage comme c'est le cas dans l'art antérieur. Oui plus est, comme cela a été souligné dans la demande principale, avec certaines variétés de fraises et selon leur maturité, le concentré peut se gélifier lorsqu'il est préparé selon l'art antérieur et il est très difficile d'empêcher cette gélification qui n'est pas causée par des pectines et contre laquelle on ne dispose pas actuellement d'enzyme efficace. L'ultrafiltration selon la présente invention élimine complètement les substances gélifiantes et par suite de tels accidents à la conservation. Dans tous les cas, on constate que la présente invention assure une bien meilleure conservation de l'arôme que les procédés classiques. Tout ce qui vient d'être dit à propos de la betterave rouge et de la fraise peut s'appliquer aux autres fruits dont on recherche a sauvegarder la pigmentation. Par exemple, dans le cas du cassis, des myrtilles et des cerises griottes, on peut agir comme il est dit aux exemples 4 et 5 et obtenir des résultats équivalents à ceux de la fraise. On peut donc dire que, pour sauvegarder la pigmentation, on a intérêt à se placer en-dessous de la température de détérioration des pigments et de préférence si cela est compatible dans les limites de températures indiquées au brevet principal. On a de plus intérêt à travailler, au moins sur un étage d'ultrafiltration sur membrane à niveau de coupure moléculaire de l'ordre de 15.000 à 25.000 avec des pressions d'entrée et de sortie de l'ordre respectivement de 3 à 5 kg/cm2 et de 1 à 2 kg/cm2. REVENDICATIONS REVENDICATION 1 Procédé d'obtention de jus clairs de végétaux et de récupération de constituents valorisables dans lesquels le Jus venant du pressage est soumis à au moins un étage d'ultrafiltration sur membrane selon l'une des revendications du brevet principal, caractérisé par le fait que l'on travaille à une température d'entrée de jus bruts inférieure à celle de détérioration des pigments. REVENDICATION 2 Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les Jus bruts sont soumis à fermentation préalable avant ultrafiltration. REVENDICATION 3 Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé par le fait que l'on contrôle le pH des Jus bruts et que l'on amène leur température à TOC = - 6 pH + 800C à t 30C. REVENDICATION 4 Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé par le fait que l'on travaille au moins sur un étage entre une pression d'entrée et une pression de sortie de l'ordre respectivement de 3 à 5 kg/cm2 et de 1 à 2 kg/cm2. REVENDICATION 5 Jus végétal caractérisé par le fait qu'il est obtenu par le procédé selon l'une des revendications 1 à 4. REVENDICATION 6 Constituant valorisable caractérisé par le fait qu'il est récupéré par le procédé selon l'une des revendications 1 à 4.