Brevet FR2597723A1 — publié le 19871030

La présente invention concerne un nouveau procédé de production, à partir d'un substrat végétal hydrocarborné quelconque, d'un produit naturel alimentaire à haute valeur nutritionnelle, riche en arômes, en protéines et en vita5 mines du groupe B et ayant des propriétés fonctionnelles particulières, ainsi qu'un nouveau produit alimentaire obtenu par ce procédé. On connait déjà un procédé dans lequel on traite une matière première végétale contenant des protéines et des 10 glucides en vue d'obtenir une composition alimentaire de haute valeur nutritionnelle, à teneur élevée en protéines. Un tel procédé qui est décrit dans le brevet FR-A-2 165 191 et qui est appliqué plus particulièrement au soja, fait intervenir, dans une première étape, l'action spécifique 15 d'enzymes hydrosolubilisantes sur les glucides de la farine de soja et, dans une seconde étape, une fermentation des glucides hydrosolubilisés, sous l'action de levures, cette fermentation ayant pour l'effet d'augmenter la teneur en protéines de la composition et la diminution corrélative de 20 la teneur en glucides La présente invention concerne des perfectionnements apportés' à un tel procédé dans le but d'améliorer sensiblement les qualités du produit alimentaire obtenu. A cet effet ce procédé de production, à partir d'un 25 substrat végétal hydrocarboné, d'un produit naturel alimentaire à haute valeur nutritionnelle, riche en arômes, en protéines et en vitamines du groupe B et ayant des propriétés fonctionnelles particulières, dans lequel on soumet le substrat végétal hydrocarboné, au cours d'une première étape 30 d'hydrolyse, à l'action spécifique d'enzymes hydrosolubilisantes sur les glucides de ce substrat puis, dans une seconde étape, on procède à une fermentation, sous l'action d'une levure, des glucides hydrosolubilisés, est caractérisé en ce qu'on réalise en continu les étapes d'hydrolyse et de 35 fermentation. Suivant une caractéristique complémentaire de l'invention on soumet le produit obtenu après l'étape de fermentatlion à une étape additionnelle de thermolyse, en continu, 2! 35 35 à une température allant de 80o à 1400C pendant une période de temps correspondante allant respectivement d'une heure à 30 secondes. On peut soumettre le produit soit à une thermolyse conventionnelle, c'est-à-dire à une température ai5 lant de 80o à lOOoC, pendant une période de temps allant respectivement de i heure à 20 minutes, ou bien encore à une thermolyse flash à une température allant de 100o à i40oC, pendant une période de temps allant respectivement de 20 minutes à 30 secondes. O Suivent une autre caractéristique complémentaire de l'invention on utilise, en tant que souche pour l'étape de fermentation, Candida Utilis. Cette souche de levure est parfaitement apte à la production continue des protéines de levures à l'échelle industrielle grâce à sa stabilité pen5 dent de longues périodes de culture continue. La souche utilisée a les caractéristiques de l'espèce Candida Utilis dont la description est donnée dans l'ouvrage "The Yeasts" édité par J.LODDER North Holland Publishing Company. Elle est dénommée Candida Utilis Ref: V-448. EJ On utilise un milieu de fermentation pauvre à pH relativement bas, de l'ordre de 3 à 5. Le milieu de fermentation pauvre contient uniquement du phosphore, du potassium, du soufre et de l'azote ammoniacal. Ces conditions, à savoir le traitement en continu, un milieu de fermentation pauvre, un pH de culture acide, et une souche particulièrement adaptée, permettent d'éviter toute prolifération des autres microorganismes. La culture en continu de Candide Utilis ref: V-448 en présence d'un milieu parfaitement défini, permet de fabriquer un produit dont la composition etiles qualités demeurent constantes avec le temps. Le procédé suivant l'invention peut utiliser en tant que matière première de départ, n'importe quel substrat végétal hydrocarboné. Parmi ces matières premières on peut citer notamment: - dans la famille des légumineuses, des quantités importantes de graines qui sont actuellement utilisées en alimentation humaine et animale, telles que les fèves, les haricots, les pois, les lentilles, etc. - dans la famille des solanées, le tubercule de Solanum tuberosum, la pomme de terre, qui est bien entendu universellement consommée, et, - dans la famille des eurphorbiacées, la cassave (Manihot esculenta) qui fournit une racine dont on tire le 10 manioc ou tapioca, aliment de base des pays d'Afrique, d'Amérique du Sud, etc. Le procédé suivant l'invention permet d'obtenir un produit alimentaire riche en protéines ayant des propriétés fonctionnelles particulières. Il s'est révélé en effet avoir 15 un pouvoir émulsifiant très élevé, pratiquement deux fois supérieur à celui de la caséine, émulsifiant couramment utilisé dans l'industrie alimentaire. Le produit obtenu se prête également très bien à une agglomération pour donner des comprimés. Il a un bon pouvoir foisonnant et une bonne 20 aptitude à fixer les lipides. Suivant les conditions du traitement et notamment de la mise en oeuvre de la thermolyse on peut obtenir des produits alimentaires ayant des goûts variés et agréables. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limita25 tif, une forme d'exécution de la présente invention, en référence au dessins annexés sur lesquels: La figurel est un schéma synoptique des sections d'hydrolyse et de fermentation d'une installation mettant en oeuvre le procédé suivant l'invention. La figure 2 est un schéma synoptique d'une section de la thermolyse de l'installation. En se référant aux figures 1 et 2, on voit que le procédé suivant l'invention est mis en oeuvre dans une installation comprenant un réacteur d'hydrolyse 1, un réacteur 35 de fermentation 2, et un étage de thermolyse en ligne 3. Dans la description qui va suivre on considérera, à titre d'exemple d'application du procédé, le traitement, en tant que substrat végétal hydrocarboné, d'une farine de :: manioc contenant à l'origine 2% de protéines. Cette farine de manioc est introduite dans le réacteur d'hydrolyse conjointement avec une enzyme telle que l'amylase.La première étape d'hydrolyse s'effectue, par exemple, à une tem5 pérature de 90oC, pendant une heure, dans le réacteur d'hydrolyse 1. Un bac tampon hydrolyseur 4 équipé d'un agitateur 5 avec variation de vitesse dans lequel se poursuit la réaction de saccharification du substrat amylacé avec une enzyme telle que l'amyloglucosidase, est disposé entre le réacteur d'hydrolyse i et le réacteur de fermentation 2. L'injection de l'hydrolysat dans le réacteur de fermentation 2 s'effectue au moyen d'une pompe. Le bac tampon 4 est placé sur un système de pesée afin de pouvoir comptabiliser :: l'hydrolysat injecté. Le contrôle du poids du bac tampon du milieu minéral concentré 7, identique au bac tampon hydrolyseur 4 mais sans agitation, permet de contrôler le débit d'injection du milieu minéral dans le fermenteur. L'injection de milieu concentré dans le réacteur de fermentation 2 s'effectue par l'intermédiaire d'une pompe B. Le milieu minéral de fermen"V 2 572 5 du débit d'injection du milieu minéral et du substrat carboné sur le volume liquide présent dans le fermenteur est de p0,1 h-v, et la température est de 35oC. L'eau de dilution du milieu minéral est injectée dans le réacteur de fermenta30, tion 2 au moyen d'une pompe 9. Le réacteur de fermentation 2 est placé sur un peson relié à oune vann e électropneumatque. Cette installa-i tion permet de maintuenir con stante, au cours du temps, la quantité de moût d'e fermentation à l'intérieur edu bréacteur.t 0nt ur 5e avouec vaiqtionde vitessen dans lequelrsenpouresut de - I h - e 10 tepréacteurdhdoye 1est de 3réacteur a de dilunttion 2 -;d miie minerleat ion eclhdrste dans le réacteur de fermenta? tion 2 sefcu au moeyen d'une pompe9.Lebctmo 4es pLaer u r un sy tèeu de fermentati on 2det pouvoi c m t b l ser - 0 --peconrentié 7, idntqe vaun bac tamo ropnseu4matisue Cartnstla 00 agttion, permet de mienrconsatrôe, débi diectonr du tmps l 0 0-;-;qucntré dane réacteu de fermentation 2 t'itieffeurcteuepr. -,._- - - 0 l i t r é i i e d u e p m e. L i i u m n r l d e m n _00-. a i n u i i é d n ' t p e f r e t t o s n m l e Le moGt de fermentation s'écoule dans un bac tampon 11 équipé d'un agitateur 12 et ce moût est repris par une pompe 13 pour être envoyé dans un bac de lavage 14. L'eau de lavage est introduite dans le bac 14 par une pompe 15 et le débit d'eau est comptabilisé au moyen d'un compteur à eau. Le fond du bac de lavage 14 est relié à une centrifugeuse 16, pour alimenter celle-ci en moût lavé. La centrifugeuse 16 fournit à sa sortie,, dans une première canalisation 17, un jus clair, et, dans une seconde canalisa10 tion 18, la crème de levures qui est recueillie dans un bac tampon 19. La crème de levures recueillie dans le bac tampon 19 est reprise par une pompe 21 pour être introduite dans l'étage de thermolyse 3. Cet étage 3 comprend un échangeur de 15 chaleur 22 du type serpentin dans lequel le produit soumis à la thermolyse est porté à une température allant de 80o à o C, le temps de séjour correspondant dans l'échangeur de thermolyse 22 allant de 1 heure à 30 secondes. La sortie de l'échangeur 22 est relié à un récipient 20 de maintien 23 qui alimente, à travers un régulateur de pression 24, un échangeur froid 25 refroidi par une circulation d'eau. Le produit alimentaire final obtenu à la suite de la transformation du substrat végétral hydrocarboné original sort en continu par une canalisation 26. Le réglage de la température de l'échangeur 22 s'effectue par action automatique sur une vanne d'alimentation en vapeur 27 qui est commandée par un indicateur-régulateur de température 28 fixé sur la bouteille de maintien 23. L'ensemble de l'étage de thermolyse 3 est maintenu sous une pression suffisante, par l'intermédiaire du régulateur de pression 24, afin de ne pas vaporiser le liquide à thermolyser. Les essais qui ont été effectués en traitant, en tant que substrat végétal hydrocarboné, une même farine de 35 manioc, ont permis d'obtenir des produits alimentaires riches en protéines. La teneur en protéines du produit obtenu à partir d'une farine de manioc originale à 2% de protéines, a été portée à 42% en poids. Par ailleurs on a constaté, suivant les conditions dans lesquelles est effectuée l'étape de thermolyse, que l'on obtient des produits alimentaires ayant des goûts typiques différents. Ainsi dans le cas de conditions d'une thermolyse flash effectuée dans l'échangeur 22 à 130o C pendant 2 minutes on obtient un produit final présentant un goût carné type poulet rôti. Si on limite la période de thermolyse à 1 minute mais toujours à une température de 130o, on obtient un produit ayant un goût de malt. 10 Si on réalise les conditions d'une thermolyse classique, à 85oC pendant une période de 30 minutes, on obtient un produit alimentaire ayant un goût de foie. Le tableau ci-dessous donne, à titre d'exemple non limitatif, la composition d'un produit alimentaire obtenu par le traitement précité de la farine de manioc 25 30 en poids Azote total Protéines (N x 6,25) Lipides Cellulose Matières minérales Glucides Humidité Sodium Potassium Magnésium Calcium Zinc Phosphore 7,2 45,0 5,4 5,6 7,1 28,9 8,0 0,04 2,2 0,22 0,46 50ppm 1,36 Par ailleurs l'analyse bactériologique a montré une absence totale de bactéries pathogènes dans le produit obtenu et une flore fongique réduite. Les résultats détaillés de cette analyse sont les suivants: microorganismes Flore totale Enterobactéries Coliformes Escherichia coli Salmonelles Staphylocoques A.S.R.T. Clostridium perfrigens Streptocoques fécaux Pseudomonas Moisissures Levures dénombrement germes/g absent absent absent absent absent absent absent absent absent germes/g 10 germes/g :: 7 5 15 25 30 35 REVENDICATIONS 1. Procédé de productionà partir d'un substrat végétal hydrocarboné, d'un produit naturel alimentaire à haute valeur nutritionelle, riche en arômes, en vitamines du groupe B, en protéines et ayant des propriétés fonctionnelles particulières, dans lequel on soumet le substrat végétal hydrocarboné, au cours d'une première étape d'hydrolyse, à l'action spécifique d'enzymes hydrosolubilisantes sur les glucides de ce substrat puis, dans une seconde étape, on procède à une fermentation, sous l'action d'une levure, des glucides hydrosolubilisés, caractérisé en ce qu'on réalise en continu les étapes d'hydrolyse (1) et de fermentation (2). 2.- Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'on soumet le produit obtenu après l'étape de fermentation à une étape additionnelle de thermolyse (3), en continu, à une température allant de 80o à 140o C pendant une période de temps correspondante allant respectivement d'une heure à 30 secondes. 3.- Procédé suivant la revendication 2 caractérisé en ce qu'on soumet le produit à une thermolyse conventionnelle, c'est-à-dire à une température allant de 80o à 1000oc, pendant une période de temps allant respectivement de 1 heure à 20 minutes. 4.- Procédé suivant la revendication 2 caractérisé en ce qu'on soumet le produit à une thermolyse flash à une température allant de 100o à 1400C, pendant une période de temps allant respectivement de 20 minutes à 30 secondes. 5.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'on utilise, en tant que souche pour l'étape de fermentation,Candida Utilis ref: V-448 et un milieu de fermentation pauvre à pH relativement bas, de l'ordre de 3 à 5. 6.- Procédé suivant la revendication 5 caractérisé en ce que le milieu minéral de fermentation pauvre contient uniquement du phosphore, du potassium, du soufre et de l'azote ammoniacal. 7.- Produit naturel alimentaire à haute valeur nutritionnelle, riche en arômes, en protéines et en vitamines B, obtenu par le procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6.