Brevet FR2568102A1 — publié le 19860131

PROCEDE DE DECOLORATION CHIMIQUE DU SANG ET DU CRUOR ET PRODUIT RICHE EN PROTEINES OBTENU A PARTIR DE CE PROCEDE. L'invention concerne un procédé de décoloration chimique du sang et du cruor. Elle concerne également le produit riche en protéines obtenu à partir de ce procédé. La valorisation alimentaire du sang des animaux d'élevage s'obtient généralement par la séparation centrifuge des deux fractions sanguines, le plasma et le cruor, suivie de la stabilisation de ces fractions par congélation ou séchage. Le plasma congelé ou séché est utilisable directement en tant qu'additif protéique pour ses propriétés liantes et émulsifiantes. En revanche, le cruor ainsi d'ailleurs que le sang total, à cause de leur couleur rouge, virant au noir par oxydation ou cuisson, ne sont pas utilisables directement, sauf dans de rares produits, et sont actuellement mal valorisés. Divers procédés ont donc été étudiés pour pallier cet inconvénient. On peut notamment citer le traitement du cruor décrit par P.T.T. TYBOR, CW DILL et W.A. LANDMANN, dans un article paru dans le J. Food Sc 40, pages 155-159 et intitulé "Functional Properties of proteins isolated from Bovine Blood by a continuous Pilot Process".Malheureusement, ce procédé présente de nombreux inconvénients. Notamment, il fait appel à un nombre d'opérations très élevé dont certaines mettent en oeuvre des réactifs coûteux. C'est le cas, par exemple de l'étampe d'oxydoréduction qui fait intervenir de l'acide ascorbique. De plus les quantités d'acétone mises en jeu sont prohibitives. Tous ces paramètres rendent le procédé inapte à un développement sur le plan industriel. La présente invention concerne un procédé de décoloration du sang ou du cruor faisant appel comme dans le procédé de l'art connu cité à l'utilisation d'acétone, mais qui permet d'éviter les inconvénients énoncés précédemment. Un des premiers objets de l'invention est en effet de décrire un procédé qui au lieu de comporter neuf étapes comme dans l'Art connu, n en comporte que cinq, voire même trois, dans une variante simplifiée et pourtant efficace de l'invention. Un autre objet de l'invention est de décrire un procédé dans lequel les seuls réactifs nécessaires sont l'eau, L'acide chlorhydrique et l'acétone. Dans ce cas également le nombre de réactifs passe de cinq pour l'Art connu à seulement trois. Un autre objet de l'invention est de décrire un procédé dans lequel la quantité mise en jeu d'acétone qui est le réactif le plus coûteux se trouve divisée environ par cinq. I1 en résulte que les coûts de recyclage de ce réactif deviennent compatibles avec une application industrielle. Un autre objet de la présente invention est la fabrication d'un produit concentré protéique utilisable dans l'industrie alimentaire obtenu à partir du sang ou du cruor décoloré par ce procédé. L'invention concerne plus précisément un procédé de décoloration chimique du sang et du cruor, comportant une étape de précipitation des protéines au moyen d'un réactif contenant de l'acétone, caractérisé en ce que cette opération de précipitation se fait dans un broyeur-agitateur fonctionnant à très grande vitesse, avec un réactif comportant de l'eau, de l'acétone et de l'acide chlorhydrique. Le procédé conforme à l'invention est essentiellement caractérisé par le fait que la précipitation des protéines par l'acétone se fait dans un broyeur ultra-rapide qui présente l'avantage d'augmenter tout au long de la précipitation la surface de contact avec les réactifs (acétone, eau, acide chlorhydrique), ce qui facilite le phénomène de précipitation et permet en conséquence de réduire d'autant la quantité de réactifs mise en jeu. On procède ensuite à la séparation du précipité de l'hème restant en solution dans l'acétone. Ensuite, deux variantes de traitement du précipité peuvent être mises en oeuvre - soit un lavage du précipité à 11acétone suivi d'une filtration et d'un pressurage qui permet d'améliorer l'élimination de l'hème. - soit une resolubilisation du précipité dans l'eau, suivie d'une centrifugation de telle sorte que l'hème restant soit, cette fois, précipité et que la globine se retrouve en solution aqueuse et puisse donc être transformée par atomisation ou tout autre technique connue en concentré de globine. Les différentes étapes du procédé conforme à l'invention sont maintenant décri tes. En premier lieu et de manière classique, on collecte le sang en présence d'un agent anticoagulant, et par centrifugation on effectue la séparation du plasma et clu cruor. Ensuite intervient l'opération importante de précipita tion. Comme cela a déjà été dit précédemment, elle est obtenue en mettant en présence, soit lesang collecté, soit le cruor avec une solution acétonique acide (R). Celle-ci, est un mélange d'acétone, d'eau (2 à 20 % en volume), d'acide chlorhydrique (0,2 à 2 % en volume). Le mélange du produit à traiter (sang ou cruor) appelé (M) dans la suite de la description et du réactif de précipitation (R) sont soumis selon une caractéristique importante de l'invention à une agitation vigoureuse, par exemple dans un broyeur mélangeur tournant à grande vitesse. Dans ces conditions, il y a constamment broyage pendant la précipitation et la surface de contact entre (M et R) est ainsi considéra blement augmentée. Dans une variante de réalisation de cette étape du procédé, on peut ajouter de l'eau au cruor. La quantité d'eau ainsi additionnée est choisie de telle sorte qu'elle conduise à une réduction des coûts de distillation sans pour cela diluer à l'excès le produit et augmenter les quantités de réactifs nécessaires pour la décoloration. Pour cette raison, la quantité d'eau doit donc être de préférence inférieure à celle du cruor traitée et rester en-deça de la quantité nécessaire à la lyse. La lyse, par dilution, en effet, n'est pas nécessaire. Cependant, si elle est réalisée par un moyen mécanique, par exemple par homogénéisation ou dans le cas du cruor ou de sang congelé, par simple décongélation, elle reste parfaitement compatible avec le procédé conforme à l'invention. A la fin de cette étape de précipitation, on obtient donc un mélange M1 constitué par le précipité P1 et l'hème en solution dans le réactif (R). On procède ensuite à une opération de filtration pour séparer le solide du liquide et on recueille le précipité P1 ainsi obtenu. On lave ensuite le précipité P1 avec le réactif de précipitation R, ce qui permet d'extraire l'hème qui subsiste dans le précipité PI. On se retrouve donc avec un nouveau précipité P2 et le reliquat de l'hème en solution dans le réactif (R). Après filtration et pressurage, on recueille le précipité P2. Selon une variante de réalisation, les séparations successives solideliquide, peuvent être obtenues par centrifugation: le précipité proteique P1 est recueilli par une première centrifugation dont on conserve le culot ; puis le culot est remis en suspension dans le réactif (R), et l'ensemble est soumis à une seconde centrifugation. Une autre variante de réalisation particulièrement avantageuse sur le plan consommation de solvant, consiste dans un premier temps à recueillir le précipité PI dans de l'eau à une concentration de 5 à 20 % et après agitation à centrifuger le tout : l'hème insoluble est alors éliminé dans le culot, tandis que la protéine reste en solution (S1). Celle-ci est ensuite recueillie par exemple par déshydratation. Dans tous les cas, le concentré protéique obtenu finalement est de couleur claire, il est constitué essentiellement de globine, c'est-à-dire d'hémoglobine sans hème. Une autre étape importante intervient alors ; il s'agit du séchage du produit (P2) décoloré recueilli. Ce dernier contient de lacétone, de l'eau et de l'acide chlorydrique. Dans le cas où l'on recueille les protéines en solution aqueuse, l'opération de dédhydratation assure en même temps l'élimination du réactif R. Dans les autres cas, trois alternatives sont possibles - ou bien le précipité (P2) recueilli est remis en solution dans l'eau à une concentration permettant le séchage par atomisation, sans risque d'inflammation de l'acétone; - ou bien le produit recueilli est soumis directement à un séchage destiné à éliminer l'acétone, l'eau et l'acide chlorydrique. Différents procédés sont utilisables à cet effet, mais il est nécessaire que le procédé retenu tienne compte d'une part des risques d'inflammation de l'acétone, d'autre part de la nécessité de sauvegarder les propriétés fonctionnelles du concentré protéique obtenu, ce qui n'est pas le cas lorsque le produit est soumis à un chauffage excessif - ou bien, si le résidu acétonique ne présente pas d'inconvénient pour l'application envisagée, le produit recueilli est congelé, ou réfrigéré, ou même conservé à température ambiante, son bas pH lui assurant une certaine durée de vie. Les différentes variantes de réalisation du procédé sont résumées au moyen de trois tableaux ci-dessous dans lesquels on a fait apparaître les quantités de solvant (Réactif R) mises en jeu. Tableau n" 1 Protocole Réactif (R) pour 1 litre de cruor Collecte du sang avec anticoagulant Plasma f I Centrifugation Cruor Solubilisation de l'hume Précipitation Précipitation des protéines Hème Ml soluble dans L'acétone Filtration et pressurage 5,25 litre de (R) PI Reliquat d'hème Lavage du précipité 1,75 litre en solution dans filtration et pressurage de (R) l'acétone P2 Resolubilisation | Atomisation concentré de globine atomisé TABLEAU N" 2 Réactif (R) Protocole pour 1 litre de cruor Collecte du sang avec anticoagulant Plasma Centrifugation Plasma de l'hème 5,25 litre Cruor Précipitation des protéines de (R) M1 Hème soluble Filtration et pressurage dans l'acétone Pi P1 Resolubilisation dans l'eau Hème précipité S I Centrifugation |, Atomisation Concentré de globine atomisée TABLEAU N 3 Réactif (R) Protocole pôur I litre de sang Collecte du sang avec anticoagulant Solubilisation de I'hème Précipitation des protéines de litre de (R) Hème dans I'acétone 2, Filtration et pressurage PI Reliquat d'hème Lavage, filtration et dans l'acétone pressurage 1,75 litre de (R) P2 Précipité décoloré Les protocoles de laboratoire sont maintenant donnés à titre d'exemple non limitatif. Exemple 1: Décoloration de cruor de boeuf (Tableau nO 1) Le réactif de précipitation et décoloration a la composition suivante - acétone (91 % en volume) - eau (8 % en volume) - acide chlorhydrique (I % en volume) Dans un volume de 210 ml de solution acétone-eau-acide chlorhydrique (R) maintenue en agitation sous l'action d'un broyeur ultrarapide (Polytron, type Ultraturrax, 16 000 tours/min), on verse 40 g de cruor (14 g d'extrait sec) au débit régulier de 13 g à la minute. Le mélange (MI) obtenu est ensuite filtré sous vide sur filtre Whatman n" 2 ; le précipité (Pl) est alors pressé puis remis en suspension dans 70 ml de solution acétonique acide puis filtré et pressé à nouveau. L'ensemble des opérations se déroule à température ordinaire. Le précipité (P2) recueilli sur filtre est remis en solution dans l'eau à la concentration en matière sèche de 3 %, puis séché dans un atomiseur NIRO ; - Température d'entrée : 1800 C - Température de sortie : 75" C Le rendement de récupération des protéines est d'environ 89 %. Le produit obtenu est une poudre jaune, dont le taux d'hémoglobine résiduelle est d'environ 5 %, dont la solubilité est supérieure à 80 h à l'extérieur de la zone de pH 5,5 - 7,5 et dont la solubilité minimale de l'ordre de 50 96 est obtenue aux alentours du pH 6 ,5 ces propriétés émulsifiante et moussante sont très bonnes, ce qui permet différentes applications. Exemple 2 : Décoloration de cruor de boeuf (Tableau n" 2) Le réactif de précipitation et décoloration, I'appareillage et le protocole de travail mis en oeuvre sont identiques à ceux décrits dans l'exemple 1 jusqu'à la première filtration suivie d'un pressurage qui permet de recueillir le précipité protéique (put). Ce précipité (P1) est alors mis en suspension dans l'eau à la concentration de 5 % ; les protéines se dissolvent, mais non l'hème, une centrifugation permet alors d'éliminer un culot noir et de recueillir une solution protéique de couleur claire (S1). Cette solution protéique (S13 est enfin déshydratée par atomisation dans les conditions indiquées dans 11exemple 1. Le rendement de récupération des protéines est de 88,2 %. Le produit obtenu est une poudre jaune dont le taux d'hémo- globine résiduelle est d'environ 4 % et dont les propriétés sont analogues à celles du produit obtenu dans l'exemple 1. Ce procédé a l'avantage de réduire encore de 25 % la consommation d'acétone qui se trouve ramenée à 5,25 1 par I de cruor, soit 15 1 par kg de produit sec. Exemple 3 i Décoloration de sang de boeuf {Tableau 3) La solution d'acétone acide utilisée pour la décoloration du sang a la même composition que celle utilisée pour la décoloration du cruor de boeuf. L'appareillage utilisé pour l'ensemble des opérations de décoloration est le même que celui utilisé pour la décoloration du cruor. Dans un volume de 357 ml d'acétone acide, maintenu en agitation sous l'action du Polytron (16 000 tourslmin), on verse 68 g de sang (14 g d'extrait sec) au débit régulier de 23 g à la minute. Lorsque la précipitation est terminée, le mélange iM1) est filtré sous vide et le précipité (P1) recueilli est soumis à pression mécanique. Le produit obtenu est alors remis en suspension dans 119 ml d'acétone acide puis à nouveau filtré et pressé. Le précipité (P2) recueilli a une couleur blanchâtre. Il peut, être remis en solution et atomisé. Les réactifs nécessaires pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention sont au nombre de trois seulement : l'eau, llacé- tone et l'acide chlorhydrique. Le mode opératoire faisant appel à un agitateur broyeur fonctionnant à très grande vitesse, celui-ci, par son action mécanique permet de limiter notablement les quantités de réactifs, ce qui conduit à une quantité moindre d'acétone à recycler. Il s'agit là d'une technique de valorisation du sang, qui conduit à l'obtention d'un concentré protéique utlisable tant dans l'alimentation animale que dans l'alimentation humaine. REVENDICATIONS I) Procédé de décoloration chimique du sang et du cruor, comportant une étape de précipitation des protéines au moyen d'un réactif contenant de l'acétone, caractérisé en ce que cette opération de précipitation se fait dans un broyeur-agitateur fonctionnant à très grande vitesse, avec un réactif comportant de l'eau, de l'acétone et de l'acide chlorhydrique. 2) Procédé selon la revendication I ; caractérisé en ce que la composition de ce réactif (R) de précipitation est la suivante : Acétone, eau (2 à 20 % en volume), Acide chlorhydrique (0,2 à 2 % en volume). 3) Procédé selon l'une des revendications I et 2 ; caractérisé en ce que le précipité Pl obtenu après l'opération de précipitation est lavé au moins une fois avec le réactif (R) pour en extraire le reliquat d'hème, le nouveau précipité (P2) ainsi formé étant alors séparé de la phase liquide contenant ce reliquat d'hème. 4) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le précipité (P2) est mis en solution et atomisé pour former un concentré de globine. 5) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le précipité (PI) est mis en solution dans de l'eau, ce qui provoque la formation d'une solution (si) protéinique et la précipitation de l'hème restant, la solution (S1) recueillie par centrifugation étant alors atomisée pour former un concentré de globine atomisée. 6) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le précipité (P2) recueilli est conservé au froid. 7) Produit riche en protéines obtenu au moyen du procédé conforme à l'une des revendications précédentes. 8) Produit selon la revendication 7 ; caractérisé en ce que l'élément de base du traitement est du cruor obtenu par centrifugation du sang recueilli en présence d'un anticoagulant. 9) Produit selon la revendication 7 ; caractérisé en ce que l'élément de base du traitement est du sang recueilli en présence d'un anticoagulant.