Brevet FR2544178A1 — publié le 19841019

Procédé pour le traitement enzymatique de pulpe broyée dont on a partiellement extrait le Jus. La présente invention concerne un procédé de traite- ment enzymatique de pulpe broyée dont on a partiellement extrait le jus. Une pulpe dont on a au préalable extrait le jus est une pulpe dont on a partiellement extrait le jus, c'est-à- dire une pulpe dont on a éliminé une partie du jus, de préférence par pressage. De préférence, le jus de la pulpe broyée de fruits et de légumes a été partiellement extraite par pressurage. L'invention comprend un procédé pour le traitement enzymatique de pulpe broyée de fruits et de légumes dont on a partiellement extrait le jus, par addition d'un milieu aqueux pour former une masse visqueuse et par addition d'une préparation enzymatique comprenant des cellulases, des hémicellulases et des pectinases. Les jus de fruits et de légumes, en particulier le jus de pomme, peuvent être produits principalement par pressurage ou par liquéfaction totale Même si la liquéfac- tion totale est la façon la plus simple d'obtenir un jus, elle nécessite une quantité assez importante d'enzyme et pour cette raison on préfère souvent le procédé classique de pressurage nécessitant moins d'enzyme. L'emploi du procédé classique de pressurage produit une quantité relativement élevée de pulpe broyée dont on a partiellement extrait le jus Dans le brevet US no 4 275 648, on a suggéré de soumettre cette pulpe broyée, dont on a partiellement extrait le jus, à un traitement enzymatique pour produire une quantité complémentaire de jus à partir de la pulpe broyée dont on a partiellement extrait le jus. Z 544178 Cependant, avec les enzymes classiques indiquées dans le brevet US n O 4 275 648 on a constaté que la durée de traitement de la pulpe broyée dont on a partiellement extrait le jus est relativement longue, -que la vitesse de diminution de la viscosité de la masse visqueuse constituée de la pulpe broyée dont on a partiellement extrait le jus et d'un milieu aqueux est relativement faible et que la production de l'opération de pressurage suivant le traitement de la pulpe broyée dont on a partiellement extrait le jus est relativement faible. L'invention a donc pour but de fournir un procédé de traitement enzymatique d'une pulpe broyée dont on a partiellement extrait le jus, du type indiqué ci-dessus, permettant de réduire notablement la durée du traitement de la palpe broyée dont on a partiellement extrait le jus, d'accroître notablement la vitesse de diminution de la viscosité de la masse visqueuse constituée de la pulpe broyée dont on a partiel- -15 lement extrait le jus et d'un milieu aqueux et d'accroître de façon importante la production de l'opération de pressurage suivant le traitement de la pulpe broyée dont on a partiellement extrait le jus. De façon surprenante, selon l'invention, on a à présent décou- vert que le but précité est atteint lorsqu'on utilise une préparation enzymatique spéciale pour le traitement enzymatique. L'invention comprend donc un procédé de traitement enzymatique d'une pulpe broyée dont on a partiellement extrait le jus provenant de fruits ou de légumes par addition d'un milieu aqueux pour former une masse visqueuse et par addition d'une préparation enzymatique comprenant des celluiases, des hémicellulases et des pectinases à la masse visqueuse, dans lequel la préparation enzymatique est une SPS- ase comme décrit dans la demande de brevet FR 82 21454 du 21 décembre 1982, au non de la demanderesse à laquelle le brevet belge N O 895 430 publié le 21 juin 1983 correspond. Dans sa définition la plus générale cette SPS-ase est consti- tuée par une carbohydrase sous une forme utilisable et capable de décomposer le SPS de soajà dans des conditions appropriées pour donner des produits de décomposition qui se fixent eux-mêmes sur une protéine, en milieu aqueux, à un degré moindre que celui auquel le SPS de sojà se serait fixé lui-mnême, avant décomposition, sur la même protéine dans des conditions correspondantes. Le milieu aqueux peut être par exemple de l'eau du robinet, de l'eau désionisée ou le liquide-d'extraction d'un pressurage précédant de pulpe broyée. Dans un mode de réalisation préféré du procédé selon l'invention, on ajoute la SPS-ase en une-quantité correspondant à-une activité MOU comprise entre 10 et 2000 unités MOU/kg de pulpe broyée dont on a partiellement extrait le jus (la définition de l'unité MOU est indiquée ci-après dans la description) on peut ainsi obtenir un compromis entre une faible durée de traitement et une vitesse élevée de diminution de la viscosité. Dans un mode de réalisation préféré du procédé selon l'invention, la préparation de SPS-ase ajoutée peut être obtenue avec Aspergillus aculeatus CBS 101 43 On obtient ainsi un rapport optimal des cellulases, des hémicellulases, des pectinases et de la SPS-ase, en ce qui concerne la décomposition maximale. Dans un mode de réalisation préféré du procédé selon l'invention, la température de traitement est entre 100 C et 650 C, de préférence entre 150 C et 300 C ou entre 45 o C et 550 C Dans la gamme préférée des températures basses, la vitesse de réaction est relativement lente, mais en contre- partie la saveur du produit de dégradation de la pulpe broyée dont on a partiellement extrait le jus est-excellente. Dans la gamme préférée des températures élevées, la vitesse de réaction est relativement grande tandis que la saveur du produit de dégradation de la pulpe broyée dont on a partiel- lement extrait le jus peut être quelque peu altérée; comme le produit de dégradation de la pulpe broyée dont on a partiellement extrait le jus ne constitue qu'une petite fraction du jus principal, cette altération possible n'a pas d'importance pratique La gamme des températures intermédiaires est moins préférée en raison des risques de contamination microbienne. Dans un mode de réalisation préféré du procédé selon l'invention, la durée de traitement -est entre 10 minutes et 15 heures, de préférence entre 30 minutes et 3 heures. Dans la gamme inférieure de l'intervalle de temps, la décom- position de la pulpe broyée dont on a partiellement extrait le jus est relativement faible, mais, en contrepartie, le débit dans l'installation est relativement élevé Dans la gamme supérieure de l'intervalle de temps, la décomposition de la pulpe broyée dont on a partiellement extrait le jus est relativement élevée, mais le débit dans l'installation est relativement faible Dans un mode de réalisation préféré du procédé selon l'invention, le p H pendant le traitement est le p H naturel et on utilise de l'eau désionisée comme milieu aqueux De la sorte il ne se produit pas d'interférence avec la composition des sels minéraux naturels. Dans un mode de réalisation préféré du procédé selon l'invention, on utilise comme milieu aqueux le liquide d'extraction d'un pressurage antérieur de la pulpe broyée. De la sorte on peut réduire le coût de la concentration finale de l'extrait liquide de la pulpe broyée dont on a partielle- ment extrait le jus. Dans un mode de réalisation préféré du procédé selon l'invention, les fruits ou légumes sont les pommes, les poires, les groseilles rouges, les cassis, les pêches, les abricots, les baies, les raisins, les agrumes, les fruits tropicaux, les carottes, les pommes de terre, le céleri, le paprika, les pois, les tomates, les haricots, les choux ou les oignons On a découvert que-tous les avantages énumérés ci-dessus peuvent être obtenus avec une pulpe broyée dont on a partiellement extrait le jus provenant de ces fruits ou légumes. Généralement, le poids sec du marc est d'environ -50 % du poids sec de la pulpe broyée dont on a partiellement extrait le jus, utilisée comme matière de départ Donc le marc est le résidu des fruits ou des légumes dont normalement on ne peut pratiquement plus obtenir de jus. Grâce à l'invention, on obtient un accroissement du rendement en sucre (Brix) dans le jus final par solubilisation de polysaccharides autres que les pectines en raison de l'activité de la SPS-ase. Comme le montrent les exemples suivants, l'invention permet l'emploi d'une quantité moindre d'enzyme par rapport aux enzymes classiques pour une activité MOU égale. Dans le procédé décrit dans le brevet US no 4 275 648 le marc résultant du traitement enzymatique de la pulpe broyée dont on a partiellement extrait le jus est séparé du surnageant par la force centrifuge ou par la pesanteur. Cependant, les dispositifs à cet effet ne font pas partie des installations normales de production du jus de pomme Dans l'invention, de tels dispositifs de séparation sont inutiles car la même presse que celle utilisée pour la formation de la pulpe broyée dont on a partiellement extrait le jus, utilisée comme matière de départ dans le procédé de l'inven- tion, peut également être utilisée pour la séparation du marc d'avec le surnageant. Donc l'invention apporte un avantage technique complémentaire par rapport à l'art antérieur du brevet US no 4 275 648 en ce qu'on peut utiliser la presse pour les deux opérations indiquées ci-dessus, ce qui réduit au minimum les coûts d'investissement de l'installation de production de jus. Dans la série d'essais qui suit, on compare la vitesse d'abaissement de la viscosité avec les enzymes clas- siques et avec une préparation de SPS-ase selon l'invention. Dans les essais on utilise le Pectinex (pectinase de l'art antérieur) et d'autres enzymes de l'art antérieur ainsi que la préparation de SPS-ase à des concentrations correspondan- tes, c'est-à-dire à des concentrations assurant la même activité pectinasique exprimée en unités MOU/kg de la pulpe broyée dont on a partiellement extrait le jus, l'activité ' MOU étant mesurée selon "Determination of the Pectinase Units on Apple Juice (MOU)" du 6 décembre 1981 qu'on peut se procurer auprès de Schweizerische Ferment AG, Vogesenstrasse 132, Bâle, Suisse. On utilise comme substrat de la pulpe broyée dont on a partiellement extrait le jus préparée de la façon suivante. On concasse des pommes avec un concasseur Bucher Central ( 4 mm) On pressure la pulpe de pomme broyée jusqu'à obtention de 75 % du jus (poids/poids) On met la pulpe broyée dont on a partiellement extrait le jus ainsi obtenue en suspension dans une quantité double d'eau puis on broie dans un broyeur Fryma avec un dispositif à meule et un intervalle de 0,S mm. On effectue les réactions enzymatiques à 500 C pendant 3 heures dans le Contraves Epprecht Rheomat 15 Pendant l'agitation on mesure en continu la viscosité et on détermine la viscosité exprimée en pourcentage de la viscosité d'origi- ne (réglage de la vitesse: 15) Le Tableau 1 et la figure unique annexée permettent de comparer l'effet du Pectinex C> 3 X ( 2 550 MOU/g), du Celluclast 1 5 L, de la combinaison de Pectinex d 3 X et de Celluclast d 1 5 L et de la préparation de SPS-ase La préparation de SPS-ase utilisée dans cet essai correspond à la préparation de SPS-ase décrite dans l'exemple 1 de la demande de brevet FR n 82 21454 sans le traitement basique et avec les activités enzymatiques suivantes: SPSU/g = 40 SRU/g = 205 PGE/g = 9560 HUT à p H 3; 2/g = 3200 VHCU/g = 256,000 Les résultats figurent dans le Tableau 1 suivant et la figure unique annexée. TABLEAU 1 Abaissement de la viscosité de la suspension de pulpebroyée de jus de pomme en pourcentacge (comparaison des enzymes pour une activité MOU écale 2 Ennrecht Rheomat 15 récrlaae de la vitesse 15 'i- Pectinem'D I Préparation de Pectinx 3 X l Celluclast, Pectinex 3 e+SPSase Temps blanc L elucas R 15 1.5 L Celcat 15 L (min) 1 21,0 1 22, O 26,05 26,5 i 27,0 1 28,0 28,5 29,0 29 O 29,5 , O 27, O 37, o 42, O 46,0 48., O 52,0 53,0 54, O 54, 5 , O ,5 56,0 56,0 O 56, O 56,5 56,15 -J 3 N Ln I &.'. >' t o l O * 100 2, 5 3, 5 4,0 4,5 , O 6, O 6, 5 7, O 7, 5 8,0 O 9,0 9, 5 9,0 9,0 9,5 , O ,i 10 ,5 o , O 7, 5 , O il, 5 13, O 14,5 ' 16,0 17, O 18, O 19,0 , O 21, O 22, O 23, O 23, 5 24,0 24,5 , O -2544178 Appendice du Tableau 1 ( 0): blanc ( 1): 30 g de Pectinex 3 X / 100 kg de pulpe broyée dont on a partiellement extrait le jus ( 2): 60 g de Celluclast 1 5 L/100 kg de pulpe broyée dont on a partiellement extrait le jus ( 3): 30 g de Pectinex 9 3 X + 60 g de Celluclast 1 5 L/ kg de pulpe broyée dont on a partiellement extrait le jus ( 4): 77,4 g de préparation de SPS-ase/100 kg de pulpe broyée dont on a partiellement extrait le jus. Oectubex 3 X: 2 550 MOU/g Préparation de SPS-ase: 988 MOU/g L'invention est illustrée ci-après par des exemples. Exemple 1 Traitement de pulpe broyée de pomme dont on a partiellement extrait le jus provenant de pommes conservées (Jonathan et Boskop) X On broie les pommes avec un broyeur Bucher Central ( 4 mm) et on pressure la pulpe broyée après l'avoir traitée avec du Pectinex D ( 20 g de Pectinex l X/100 kg de pommes, 1 heure, température ordinaire) avec une presse horizontale Bucher jusqu'à obtention de 78 % de jus. On met en suspension 0,667 kg de la pulpe de pomme broyée dont on a partiellement extrait le jus dans 1,333 kg d'eau chauffée à 500 C On ajoute la préparation de SPS-ase indiquée ci-dessus ( 10 g/100 kg de pulpe broyée dont on a partiellement extrait le jus) pendant l'agitation Après agitation combinée pendant 2 heures, on presse la pulpe broyée avec une presse Hafico HP 5 Mo On obtient 1,510 kg de "jus" ayant une densité Brix de 5,50. Exemple 2 Traitement industriel de pulpe broyée de pomme dont on a partiellement extrait le jus. A 6000 kg de pulpe broyée de pomme dont on a partiel- lement extrait le jus, provenant d'une usine classique de fabrication de jus de fruit (broyeur Bucher Central: 6 mm; traitement de la pulpe broyée: 10 g de Pectinex i x/Xi O kg de pommes, presse Bucher HP 5000) on ajoute 12 000 litres d'eau chaude (condensat du concentrateur) et on obtient une température du mélange de 550 C On ajoute ensuite 1,2 kg de la préparation de SPS-ase indiquée ci-dessus Après 2 heures d'agitation légère on pressure la masse avec une presse Bucher HP 5000, semblable à la presse utilisée pour le traitement des pulpes broyées de pomme normales Le poids du marc est de 3 700 kg et on obtient 14 300 1 de jus ayant une densité Brix de 4,59. On effectue les exemples 3 à 12 suivants de façon générale comme dans l'exemple 1, mais avec les paramètres qui figurent dans le tableau 2 suivant. 1 1 1 1 i i i L r- v- _r %e in eu Offla OOSP OOST 6 'TE 969 T JOI OOP OOP OOP 00 7- Ooc OOZ OOZ OOZ OOOZ T 9 OOSE 008 Z 000 SE OOOP 000 VIT os el TT 9 - S aie, Elq oozi op ( 0009 d H zatpns) e Telu O z -=Cxt esswd (Xedn U Tq UOD sawi TT 14) apueq assaid (,4 ag;a a Tq ZIOLJ -e assaad -Tiqa) ap-q e assaad (XUTSUZ) ap UL-q e assaid op (e T Teg-4 sem) anaque Dap p OZT 08 T oosv OZOL OSEZ OODZ T 16 L ZZ 6 ú (TUTU) PPUL'q p arsoid SOUITTTM) apuvq p assaid (>idnurquo,1 s G Uf TTT Mj apueq L' Ossaad ixu Tsus) apueq e assezd ( 0009 a H xe Ll Dne) o Trquoz Tao ass-Diâ ( 0009 d H lati Dns) #Trluoz Taoq assaad (OOOS d H -Taq Dne) ale 4 uoz Taoq assaid ( 0009 a H iaq Dn E) OTL 4 UOZT 20 tl assaad (OOOS d 1 j 7 atlong) ale IUOZT 104 assaaci OZT Ozi OST 0 PZ os 0 p 9 E OSTT 06 e 81 ET 99 PT 09 ET 089 ú 0 OK ORZE 61 CD 1-1 SL oez zi 1 ú' úq S 1 V, 009 ú E OP 8 9 T LE os OZT 9 OL 9 L op ( 0009 d H jatj Dna) ajuquoz-r-104 as 0-id t', p i ee. L' O x 9. e. s, P R m O m O Rm a- FI s, m m Re (DI 8,8,g R Il (D S 'O -Jo 1 i 1 91 m ft es-4 le, CD 9 Il R É O e. CL, CD g - 9. 9. 1 CD t'g rk1 :' 11 sl'o c:1 gî 1 c K i it ' e. ffl1, (> Pt r t-I 9 ' 1-3 ri CD -n la CD SI M f 1 a "' s 1 l REVENDICATIONS 1 Procédé pour le traitement enzymatique de pulpe broyée pro- venant de fruits ou de légumes, dont on a partiellement extrait le jus, tpar addition d'un milieu aqueux pour former une masse visqueuse et par addition d'une préparation enzymatique comprenant des cellula- ses, des hlmicellulases et des pectinases à la masse visqueuse, caractérisé en ce que la préparation enzymatique est une préparation de SPSase constituée par une carbohydrase sous une forme utilisable et capable de déconmposer le SPS de sojà dans des conditions appropriées pour donner des produits de décomposition qui se fixent eux-mêmes sur une protéine, en milieu aqueux, à un degré-moindre que celui auquel le SPS de sojà se serait fixé-lui-même, avant décomposition, sur la même protéine dans des conditions correspondantes. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la préparation de SPS-ase est ajoutée en une quantité correspondant à une activité MDU comprise entre 10 et 2 000 unité MOU/kg de pulpe broyée dont on a partiellement extrait le jus. 3 Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la préparation de SPS-ase ajoutée peut être obtenue à partir d'Asp aculeatus CBS 101 43. 4 Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la température de traitement est entre 10 C et 65 C, de préférence entre 15 C et 30 C ou entre 45 et 55 C. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la durée de traitement est comprise entre 10 minutes et 15 heures, de préférence entre 30 minutes et 3 heures. 6 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le p H pendant le traitement est le p H naturel et en ce qu'on ajoute de l'eau désionisée conme milieu aqueux. 7 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on utilise comme milieu aqueux le liquide d'extraction d'un pressurage précédent de pulpe broyée 8 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les fruits ou légumes sont des pommes, des poires, des groseilles rouges ou des cassis, des pêches, des abricots, des baies, des raisins, des agrumes, des fruits tropicaux, des carottes, des pommes de terre, du céleri, du paprika, des pois, des tomates, des haricots, des choux ou des oignons.