Brevet FR2575748A1 — publié le 19860711

La présente invention concerne un procédé d'extraction du carotène des carottes ainsi que le concentré de carotène obtenu par la mise en oeuvre de ce procédé. Le carotène est un produit recherché par les industries alientaires, pharmaceutiques et diététiques, d'une part comme colorant (rouge-orangé), d'autre part en raison de ses propriétés provitaminiques A. Actuellement le carotène est généralement produit par des procédés synthétiques. I1 est également connu d'extraire du carotène des carottes, par des procédés chimiques utilisant des solvants. Malheureusement le carotène naturel ainsi obtenu est d'un prix de revient élevé par rapport au carotène synthétique. En outre, le procédé d'extraction par voie chimique provoque généralement une altération des molécules de carotène pendant l'opération d'extraction ; par ailleurs des résidus de solvants indésirables peuvent être présents dans le produit obtenu. L'invention vise à résoudre ce problème, en proposant un procédé d'extraction du carotène naturel, qui soit efficace et rentable, permettant d'obtenir un produit final riche en carotène et exempt de substances chimiques indésirables. A cet effet, le procédé d'extraction du carotène des carottes, qui fait l'objet de la présente invention, est caractérisé en ce que a. on broie les carottes, b. on presse le broyat obtenu pour en extraire un jus, c. on soumet ce jus à un enzymage par une enzyme pectolytique, d. on réalise une ultrafiltration du jus dépectinisé, e. on récupère le rétentat, riche en carotène. On réalise de préférence l'ultrafiltration au moyen d'une membrane dont le point de coupure est compris entre 10 000 et 100 000, par exemple de 20 000. L'ultrafiltration est avantageusement réalisée à une température de l'ordre de 45 à 500 C et sous une pression différentielle de 2,5. 105 Pa. L'enzymage est également réalisé à une température de l'ordre de 45 à 500 C, pendant une durée de 1 heure 30 minutes à 2 heures environ. Il est avantageux, avant broyage, de soumettre les carottes à une opération de blanchiment dans de l'eau, à une température de l'ordre de 90 à 1000 C, pendant 5 minutes environ. Après pressage, il est souhaitable de pasteuriser le jus obtenu, en le portant à une température voisine de 950 C pendant 10 à 15 secondes environ. Il est également souhaitable de clarifier le jus avant son enzymage, en le soumettant, par exemple, à une décantation ou à une opération de centrifugation. Par ailleurs, après ultrafiltration, il est possible d'augmenter la concentration en carotène du rétentat en diminuant sa teneur en eau, par exemple par évaporation sous vide-ou par séchage (notamment car atomisation). En outre, il est souhaitable de pasteuriser le concentré de carotène obtenu avant son conditionnement à cet effet, on l'expose à une température voisine de 850 C pendant 10 à 15 secondes environ. Le rendement du procédé peut encore être amélioré en soumettant, avant pressage, le broyat à un enzymage par une enzyme pectolytique à activité cellulosique, à une température voisine de 450 C, pendant 1 heure 30 minutes à 2 heures environ. L'invention va maintenant être décrite en se référant à la planche annexée, qui montre sous forme de diagramme, les différentes étapes du procédé selon l'invention. Les carottes sont tout d'abord lavées à l'eau et triées, de manière à ce que soient éliminées les carottes défectueuses. On soumet ensuite les carottes retenues à une opération de blanchiment. Cette opération, qui est effectuée dans de l'eau portée à une température comprise entre 90 et 1000 C, pendant 5 minutes environ, provoque un ramollissement des carottes, et une destruction des enzymes et des contaminants (moisissures et bactéries) éventuellement présents. On soumet ensuite les carottes à un broyage ; les caratéristiques du broyeur (de type quelconque) sont telles qu'à la sortie de celui-ci les morceaux de carottes broyées ont un diamètre moyen compris entre 1 millimètre et 5 millimètres. Après broyage, on soumet les broyat à un pressage, par exemple au moyen d'une vis sans fin à pas décroissant logée dans une cage perforée ; le diamètre des perforations est de l'ordre de 0,5 à 1 millimètre. Cette opération permet de séparer la pulpe, d'un jus. Le pourcentage pondéral de jus obtenu est de l'ordre de 60 à 70 % du broya t. Ensuite, le jus est pasteurisé à une température de 850 C environ, pendant 10 à 15 secondes, ce qui provoque la destruction d'une grande partie des contaminants. Ce jus pasteurisé est ensuite décanté, tamisé, ou centrifugé, de manière à en séparer les grains de dimension relativement grande encore présents ; on obtient ainsi un jus clarifié. On ajoute ensuite au jus une enzyme pectolytique, dont le role sera de dégrader complètement la pectine afin d'éviter que le jus ne possède une viscosité trop importante qui nuirait à l'ultrafiltration ultérieure ; Cette opération d'enzymage est réalisée à une température comprise entre 45 et 500, pendant une durée de 1 heure 30 minutes à 2 heures environ. Le jus obtenu contient une teneur de 2 à 10 milligramme de carotène pour iob grammes. Après un certain temps d'attente, on introduit le jus dans une cartouche d'ultrafiltration, munie de membranes minérales ayant un point de coupure compris entre 10 000 et 100 000, par exemple de 20 000. Un point de coupure de 20 000 correspond à une membrane dont les pores ont un diamètre de l'ordre de 500 micromètres. Seules les molécules dont la masse molaire est inférieure à 20 000 grammes peuvent la traverser. L'opération d'ultrafiltration réalise la séparation d'un perméat (qui traverse les membranes) d'un rétentat (qui ne traverse pas les membranes). Le carotène possède un poids moléculaire supérieur au point de coupure des membranes, si bien-qu'il est contenu dans le rétentat.Pour augmenter la concentration du rétentat en carotène, on -réalise plusieurs cycles d'ultrafiltration, en réintroduisant plusieurs fois le rétentat dans le filtre. Le rétentat obtenu possède une teneur en carotène de l'ordre de 500 à 600 milligrammes par 100 grammes. L'opération totale d'ultrafiltration a une durée de 16 à 18 heures environ.Elle est réalisée à une température de l'ordre de 45 à 500 C, sous une pression différentielle de 2,5. 105 Pa environ. Le perméat est un liquide opposé d'eau,- de -sucre, -d'azote organique et de sels minéraux : il peut être avantageusement utilisé, éventuellement après concentration, pour l'alimentation animale. Outre sa forte teneur en carotène, le rétentat comprend des protéines, de l'amidon, des lipides, du cellulose. Ensuite, on réalise une augmentation de la concentration du rétentat, en enlevant une partie de l'eau qui s'y trouve ; cette opération est obtenue par exemple par évaporation sous vide, à une température relativement basse (de l'ordre de 60 à 700) qui ne détruit pas les qualités du concentré. L'évaporation permet également de faire échapper les gaz dissous dans la masse de rétentat. Le concentré obtenu a la- consistance d'une pâte, d'une couleur rouge orangée. Avant son conditionnement, il est avantageux de procéder à une pasteurisation du concentré, en l'exposant à une température de 850 C, pendant un temps de l'ordre de 10 à 15 secondes. Le produit est ensuite éventuellement atomisé de manière à être transformé en poudre. Il est ensuite conditionné, sous vide ou sous atmosphère inerte (dépourvue d'oxygène) et dans l'obscurité ; il est enfin refroidi et stocké à une température inférieure à 50. Pour augmenter le rendement d'extraction du jus après le broyage, il est avantageux de procéder à un enzymage du broyat avant pressage. Dans ce cas, on utiliseune-enzyme pectolytique possèdant une activité cellulosique qui facilite l'éclatement des cellules de la carotte. Cet enzymage est réalisé à une température voisine de 450 C, pendant une durée de l'ordre de 1 heure 30 minutes à 2 heures. Il est également possible, pour augmenter l'efficacité du procédé, soit d'effectuer un nouveau pressage de la pulpe issue du premier pressage, soit de pratiquer une deuxième extraction, par diffusion à contre courant par exemple. Ces deux possibilités sont illustrées par des flèches en traits interrompus sur le diagramme. Ainsi qu'il ressort de la description qui vient d'être faite, le procédé objet de l'invention est un procédé entièrement naturel, relativement facile à mettre en oeuvre, tout en permettant d'obtenir un produit très riche en carotène. Bien que dans cette description, le procédé objet de l'invention concerne uniquement l'extraction de carotène à partir de carottes, il va de soi qu'on pourrait également utiliser ce même procédé pour l'extraction du carotène à partir d'autres légumes ou de fruits en contenant. REVENDICATIONS 1. Procédé d'extraction du carotène des carottes, caractérisé en ce que a. on broie les carottes b. on presse'le broyat obtenu pour en extraire un jus ; c. on soumet ce jus à un enzymage par une enzyme pectolytique d. on réalise une ultrafiltration du jus dépectinisé e. on récupère le rétentat, riche en carotène. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on réalise l'ultrafiltration au moyen d'une membrane dont le point de coupure est compris entre 10 000 et 100 600. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on réalise l'ultrafiltration à une température de l'ordre de 45 à 500 C et sous une pression différentielle de 2,5. 105 Pa. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'enzymage est realise à une température de l'ordre de 45 à 500 C pendant 1 heure 3Q minutes à 2 heures environ. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'on fait blanchir les carottes dans de l'eau à une température de l'ordre de 90 à 1000 C, pendant 5 minutes environ, avant de les broyer. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on pasteurise le jus obtenu par pressage en le portant à-une température voisine de 850 C pendant 10 à 15 secondes environ. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on clarifie le jus avant enzymage, par exemple par décantation ou par centrifugation. 8. Procédé selon l'une des revendication 1 à 7, caractérisé en ce qu'après ultrafiltration, on augmente la concentration en carotène du rétentat en diminuant sa teneur en eau, par exemple par évaporation sous vide. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on pasteurise le concentré de carotène obtenu en le portant à une température voisine de 850 C, pendant 10 à 15 secondes environ. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'avant pressage, on soumet le broyat à un enzymage par une enzyme pectolytique à activité cellulosique, à une température voisine de 450 C, pendant 1 heure 30 minutes à 2 heures environ. 11. Concentré ou poudre à haute teneur en carotène obtenus par la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à-10.