Brevet FR2499367A1 — publié le 19820813

La présente invention concerne un procédé de préparation de protéines ayant une viscosité et un pouvoir émulsionnant accrus. Le brevet FR-A-2 370 441 décrit déjà un procédé de préparation de caséinates ayant une viscosité et un pouvoir émulsionnant accrus, Selon ce brevet, on fait réagir en milieu aqueux de la caséine avec un sel d'aluminium en présence de soude et l'on sèche le produit obtenu. Dans ce procédé, la caséine est transformée en caséinate de sodium avant la réaction avec les ions aluminium. Or, lorsqu'on cherche à appliquer ce procédé à d'autres protéines du lait, telles que celles contenues dans le lactosérum, ou même lorsqu'on cherche à l'appliquer à la caséine à l'état natif, on n'obtient pas d'augmentation notable de la viscosité des protéines en solution aqueuse. On peut penser qu'en fait la caséine utilisée dans le procédé décrit dans le brevet FR-A-2 370 441 est une caséine fortement dénaturée en raison d'une extraction par traitement par un acide et que c'est ce traitement qui permet l'augmentation ultérieure de la viscosité lors de l'addition d'ions aluminium. La Demanderesse a maintenant découvert qu'il était possible d'augmenter trbs fortement la viscosité des protéines du lait choisies parmi les protéines du lactosérum, la caséine à 1 état natif et les co-précipités, en soumettant ces protéines, préalablement à un traitement avec des ions aluminium, à un traitement de décalcification. En conséquence, la présente invention a pour objet un procédé pour augmenter la viscosité des protéines du lait choisies parmi les protéines du lactosérum, la caséine à l'état natif et les co-précipités, caractérisé en ce que l'on élimine la majeure partie des ions calcium de ces protéines, puis l'on fait réagir les protéines ainsi traitées avec une source d'ions aluminium trivalents. Les protéines du lactosérum sont notamment la plactoglobuline ou l'o(-lactalbunine. La présente invention s'applique à ces protéines, ainsi qu'aux différents mélanges les contenant et notamment des concentrés protéiques issus du lactosérum ou du lactosérum partiellement ou totalement délactosé et/ou déséroprotéiné. Ces concentrés protéiques peuvent être obtenus par tout procédé de concentration tel que l'évaporation,l'ultra- filtration ou tout autre moyen connu, jusqu'à une teneur en extrait sec supérieure à 20 , en poids. Le fractionnement de ces concentrés par exemple par chromatographie d'exclusion et d'échange d'ions permet d'obtenir des fractions protéiques telles que la -lactoglobuline ou l'o,-lactalbumine. Le procédé selon la présente invention s'applique également à la caséine à l'état natif, notamment à la caséine à 11 état natif présente dans le lait écrémé déséroprotéiné, tel qu'obtenu par chromatographie d'exclusion selon le brevet FR-A-2 452 881 ou par ultracentrifugation. Les produits appelés co-précipités sont des produits obtenus par co-précipitation de la caséine et des protéines du lactosérum. Les co-précipités sont obtenus par addition de chlorure de calcium ou d'acide å du lait écrémé préalablement chauffé à une température suffisante (90 C environ) pour assurer la dénaturation des protéines solubles. En réglant le pH, les quantités de chlorure de calcium et le temps de contact, on peut régler la teneur en calcium des co-précipités. Dans la présente invention,il est préférable d'utiliser des co-précipités préparés avec des taux de calcium tels que la teneur soit comprise entre 0,5 et 0,8 fi en poids dans le co-précipité.De plus, on peut utiliser des co-précipités dont le rapport caséine/protéines de sérum est égal à celui du lait(0,25 environ) mais également des co-précipités dont le rapport caséine/protéines de sérum peut être différent de celui du lait;il peut être plus élevé Si on ajoute des protéines de sérum récupérées par exemple à partir du lactosérum par ultrafiltration, ou diminué par déséroprotéination partielle, le rapport pouvant varier entre 0,15 et 0,85. Par élimination de la majeure partie des ions calcium on entend une élimination d'au moins 50 ss des ions calcium initialement présents dans les protéines et de préférence d'au moins 70 ffi de ces ions calcium. Cette élimination des ions calcium peut être effectuée selon différentes méthodes, et notamment à l'aide de résines échangeuses de cations ou d'agents de chélation ou encore par électrodialyse. C'est ainsi que l'on peut faire passer les protéines en solution aqueuse sur une résine échangeuse de cations sous forme H+, Na+ ou K+ par exemple, pour éliminer les ions calcium. En variante, on peut séquestrer les ions calcium des protéines en solution aqueuse par addition de citrates alcalins, phosphates alcalins ou sels alcalins de l'acide éthylène diamine tétra acétique. Après addition, on chauffe avantageusement la solution à une température de 60 à 85"C, le pH étant ajusté au voisinage de la neutralité. Comme source d'ions aluminium trivalents, on peut utiliser des sels solubles d'aluminium trivalents tels que sulfate, chlorure, nitrate, phosphate ou aluminate de sodium ou de potassium, ou l'hydroxyde d'aluminium, les sels solubles étant préférés. La source d'ions aluminium trivalents est ajoutée avantageusement à raison de 0,04 à 0,3 H calculé en poids d'aluminium par rapport au poids de matières protéiques. La réaction des protéines avec la source d'ions a luminium trivalents peut ëtre effectuée par mélange d'une solution des protéines ayant subi le traitement de décalcification décrit ci-dessus avec une source d'ions aluminium, avantageusement à chaud, à une température de 50 à 120 C, de préférence d'environ 800C. On peut ensuite laisser la réaction s'effectuer en maintenant le produit sous agitation lente, avantageusement pendant 15 à 45 minutes à une température de 60 à 85 C. Le produit obtenu peut ensuite eAtre séché par tout procédé, par exemple par un séchage Hatmaker, mais de préférence, par atomisation. En variante, la réaction des protéines décalcifiées avec la source d'ions aluminium trivalents peut être effectuée dans un cuiseur-extrudeur. Dans cé cas, on utilise un concentré protéique décalcifié ayant un pH proche de la neutralité et un extrait sec supérieur à 70 % en poids. Ce concentré peut être sous forme piteuse ou sous forme de poudre. On introduit ce concentré dans le cuiseur-extrudeur, on ajoute éventuellement de l'eau pour obtenir un extrait sec d'environ 80 ss et la source d'ions aluminium dans les mêmes proportions que précédemment et de préférence sous forme d'une solution aqueuse. Le mélange est traité à environ 850C pendant 10 secondes à 2 minutes, sous une pression comprise entre 30 et 100 bars. A la sortie, -le-produit est refroidi et séché, par exemple, sur lits fluidisés. Les produits obtenus selon la présente invention présentent par rapport aux produits non traités une viscosité qui est fortement accrue. En outre, ces produits possèdent de très bonnes propriétés émulsionnantes et épaississantes. Ces produits, du fait de leurs viscosités très élevées trouvent une application dans le domaine alimentaire lorsque l'on souhaite réaliser une émulsion ou lorsque l'on désire obtenir une texture visqueuse: sauces, potages, gelées, produits de charcuterie, etc. Un autre domaine où ces produits peuvent être utilisés est celui des produits laitiers et en particulier celui des fromages fondus et celui des matières grasses à teneur en lipides réduites où ils peuvent servir d'ajouts stabilisants de l'émulsion. Pour toutes ces applications, ils peuvent être utilisés à des doses allant de 0,1 à 10 % en poids. Les exemples suivants illustrent l'invention. EXEMPLE 1 On part d'un lactosérum que l'on soumet à une ultrafiltration à l'aide d'une paroi semi-perméable ayant une perméabilité de 20000 Dalton, jusqu'à obtenir une teneur en protéines de 60 ss en poids par rapport à l'ex- trait sec. On décalcifie ce produit par passage sur une résine échangeuse d ions sous forme Na+ et H+ (afin d'ajuster le pH jusqu'à une valeur de 7 environ).On obtient une décalcification de 90 %. On ajoute de l'aluminate de sodium en solution aqueuse concentrée à raison de 0,10 ss (en poids d'aluminium par rapport au poids de protéines) et on laisse agir 30 minutes à 80 C sous faible agitation. Le produit obtenu est ensuite redilué et séché par atomisation Ce produit en solution aqueuse à 10 % en poids a une viscosité de 1,5.10 -2 Pa.s, alors que le concentré protéique obtenu par ultrafiltration à 60 ,o EXEMPLE 2 On opre comme à l'exemple 1, mais en remplaçant l'aluminate de sodium par du chlorure d'aluminium utilisé à raison de 0,10 ss (en poids d'aluminium par rapport au poids de protéines). La viscosité du produit obtenu en solution aqueuse à 10 EXEMPLE COMPARATIF On opère comme à l'exemple 2 sans effectuer le traitement de décalcification sur résine échangeuse d'ions. La viscosité du produit est, en solution aqueuse à 10 ss en poids, de 0,25.10-2 Pa.s, c'est-à-dire que l'on n'observe aucune augmentation de la viscosité par rapport au produit avant traitement par le chlorure d'aluminium EXEMPLE 3 On part d'un lactosérum que l'on soumet à une ultrafiltration comme à l'exemple 1, jusqu'à une teneur en protéines de 60 , On décalcifie le concentré par passage sur une résine échangeuse de cations Na+ jusqu'à un taux de 90 ffi et l'on seche par atomisation. On met ce produit dans un cuiseur-extrudeur, on y ajoute de l'eau à raison de 20 % en poids arin d'obtenir un produit à environ 80 ss d'extrait sec, on y ajoute de l'aluminate de sodium en solution aqueuse concentrée à raison de 0,10 % en poids d'aluminium par rapport à la matière protéique et on le traite à 85 C pendant 30 secondes. Le produit est alors refroidi et séché par passage sur lit fluidité. REVENDICATIONS 1. Un procédé pour augmenter la viscosité des protéines du lait choisies parmi les protéines du lactosérum, la caséine à l'état natif et les co-précipités, caractérisé en ce que l'on élimine la majeure partie des ions calcium de ces protéines, puis l'on fait réagir les protéines ainsi traitées avec une source d'ions aluminium trivalents. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on élimine au moins 70 % des ions calcium. 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'on effectue l'élimination des ions calcium par passage des protéines en solution aqueuse sur une résine échangeuse de cations. 4. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'on effectue l'élimination des ions calcium par addition aux protéines en solution aqueuse d'un agent de chélation. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on chauffe ensuite la solution à une température de 60 à 85"c, le pH étant ajusté au voisinage de la neutralité. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la source d'ions aluminium trivalents est ajoutée à raison de 0,04 à 0,3 %, calculé en poids d'aluminium par rapport au poids de matières protéiques. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la source d'ions aluminium trivalents est choisie parmi le sulfate d'aluminium, le chlorure d'aluminium, le nitrate d'aluminium, le phosphate d'aluminium et l'aluminate de sodium. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la réaction des protéines avec la source d'ions aluminium est effectuée par mélange d'une solution des protéines ayant subi le traitement de décalcification avec une source d ions aluminium. 9. Procédé selon la revendicatton 8, caractérisé en ce que le mélange est effectué à une température de 50 à 120 C, puis on laisse la réaction s'effectuer à une température de 60 à $5 C pendant 15 à 45 minutes. 10. Procédé selon lune quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la réaction des protéines avec la source d'ions aluminium est effectuée dans un cuiseur-extrudeur à une température d'environ 85 C pendant 10 secondes à 2 minutes.