Brevet FR2600654A1 — publié le 19871231

L'invention concerne un procédé pour la filtration de gluten humide, avec addition d'enzymes avant ou pendant la filtration. Lors de l'opération de préparation de l'amidon de maïs, les constituants albumineux du mais - la colle de maïs, 5 également appelée gluten - doivent être séparés. Cela s'effectue, après le broyage à l'état humide du maïs, par une série d'opérations destinées à éliminer les germes et les matières fibreuses et à séparer l'amidon par centrifugation: on obtient ainsi, comme produit de centrifugation, une fraction 10 qui se compose du gluten et des grains d'amidon endommagés mécaniquement. Cette fraction est appelée gluten humide. Elle est déshydratée dans des filtres à tambour, séchée et utilisée comme aliment du bétail riche en protides. On se heurte fréquemment à des problèmes dans la filtration 15 du gluten humide: l'eau est retenue obstinément, de telle sorte qu'on ne recueille que peu de filtrat et qu'on obtient un rétentat à forte teneur en eau, dont le séchage nécessite une grande quantité d'énergie calorifique. Ce problème est lié au gonflement de l'amidon contenu dans le gluten humide. Dans le brevet US 3 928 631, des polysaccharides fortement ramifiés en partie insolubles sont rendus responsables des problèmes de filtration. Par l'addition de glucamylase au gluten h-mide, l'amidon est dégradé dans une large mesure au moins une heure avant le début de la filtration et la 25 filtrabilité est nettement améliorée. Mais le traitement par l'amylase a pour inconvénient que l'amidon, qui subsisterait autrement dans le rétentat en tant que constituant de grande valeur du fourrage, est perdu sous forme de dextrines et de sucres dissous. Le filtrat est réutilisé en partie pour le gonflement du maïs. En conséquence, l'amylase qui y est encore contenue parvient dans le produit broyé et donne lieu à la dégradation d'amidon, ce qui fait qu'une part supplémentaire de celui-ci est perdue. Une autre partie du filtrat est rejetée et 5 surcharge, par sa teneur en produits de décomposition de l'amidon, l'épuration des eaux usées. L'invention a pour but d'éliminer les problèmes évoqués dans la filtration du gluten humide, mais en évitant la perte d'amidon et une pollution des eaux usées. Il a été découvert 10 que ce but peut être atteint par un traitement enzymatique du gluten humide avant ou pendant la filtration, lorsqu'on utilise, en tant qu'enzyme, une xylanase, une hémicellulase et/ou une glucanase qui sont exemptes d'amylases et de protéinases. Ce résultat est surprenant: en effet, le maïs ne contient que de faibles proportions de matières susceptibles de gonflement ayant la structure de l'hémicellulose et on ignorait que de telles matières susceptibles de gonflement étaient contenues dans le gluten humide. Les auteurs de l'invention 20 supposent - sans- vouloir pour autant lier l'invention à une théorie déterminée - que ce ne sont pas l'amidon ou les polysaccharides insolubles semblables à l'amidon, contenus dans le gluten humide, qui sont les véritables responsables des problèmes de filtration, mais qu'il se forme avant tout, par 25 une action mutuelle de la faible proportion d'hémicelluloses et des particules d'amidon ou des polysaccharides non dissous, des structures analogues à des corps susceptibles de gonflement qui sont à l'origine des problèmes de filtration décrits. Il serait ainsi explicable qu'à la fois par la dégradation de l'amidon et 30 par la dégradation des hémicelluloses inconnues jusqu'ici, il est possible d'éviter la formation de ces corps susceptibles de gonflement et d'éliminer les problèmes de filtration. Des préparation d'enzymes qui possèdent une activité suffisante de xylanase, d'hémicellulase et/ou de glucanase sont 35 connues et disponibles dans le commerce. Elles peuvent provenir de cultures de bactéries ou de moisissures, par.exemple de trichoderma. Ces activités peuvent être également présentes en tant qu'activité secondaire, à côté d'une autre activité principale, pourvu que cette dernière ne soit pas préjudiciable au procédé. La préparation d'enzymes doit être exempte d'activité d'amylase et de protéase intervenant à un pH du gluten humide de 3,5 à 4,5, sinon il se produirait une 5 dégradation indésirable de l'amidon et du gluten. Des traces de ces activités, telles qu'on peut en déceler dans la plupart des préparations d'enzymes, ne sont pas nuisibles lorsqu'elles ne produisent pas de dégradation appréciable de l'amidon et du gluten. De même, les amylases et les protéases qui sont 10 seulement actives en dehors de la gamme de pH du gluten humide ne sont en général pas préjudiciables au procédé. La quantité nécessaire d'enzymes utilisées selon l'invention est extrêmement faible et ne tire pas à conséquence sur le plan économique, à côté de la proportion d'amidon 15 obtenue dans le gluten humide. Des préparations d'enzymes ayant une activité de xylanase de 50 à 10 000 Uxyl/g à un pH de 3,5 à 4,5 sont utilisées dans une proportion de 0,05 à 10 kg/t de substance sèche de gluten. Une durée d'action de 30 à 60 mn à 35-45'C est suffisante. Le temps de séjour du gluten humide 20 dans l'installation de filtration peut être compris dans le temps de traitement, ce qui fait qu'avec une durée de séjour suffisamment longue, il n'y a besoin d'aJouter l'enzyme qu'à l'entrée dans l'installation de filtration. L'action des enzymes utilisées selon l'invention dure un 25 peu plus que celle de la glucamylase. On parvient à une teneur en matières solides plus élevée- d'au moins 0,5 % dans le rétentat et à au moins 5 % de filtrat en plus. Bien que cette amélioration soit déjà intéressante d'un point de vue économiaue, on parvient en règle générale à des valeurs encore 30 plus fad rables, par exemple à une élévation de la teneur en matières solides de 1 à 3 % et à une augmentation de la quantité de filtrat de 10 & 30 %. Ainsi, non seulement la valeur nutritive du fourrage au gluten est augmentée, mais la consommation d'énergie pour le séchage est en même temps 35 réduite. Exe.mples Mode opératoire Une suspension de gluten homogénéisée est soumise sous agitation à un traitement thermique à 40'C. L'enzyme à tester 5 est ajoutée en une quantité dosée de 24 % détermine de nouveau la quantité de filtrat. Pour la détermination de l'humidité résiduelle, 10 g de rétentat sont triturés avec 10 g de sable de mer et séchés à 120'C jusqu'à la constance de poids Essais de filtration 1) Filtration & 20 mm Hg Après le temps de réaction, on filtre sous vide pendant 2 et 3 mn. Enzyme Filtrat Filtrat Substance sèche après 2 un après 3 mm dans le rétentat (g) (%) (g) (%) (X en poids) Essai à blanc sans enzyme 38,7 100 47,9 100 26,4 Cellulase de moisissure (1) 41,3 106,7 50,7 105,9 28,0 - " - (2) 42,8 110,6 53,7 112,1 28,7 - " - (3) 48,9 126,4 59,9 125,1 29,3 La préparation 1 a une activité de 33c- Uc/mg et de 610 Uxyl/g et elle produit une augmentation de la quantité de 30 filtrat de 6,7 %. La préparation 2 a une activité de 100 Uc/mg et de 3000 Uxyl/g et elle produit une augmentation de la quantité de filtrat de 10,6 %, Une combinaison particulière de xylanase et de cellulase, 1500 Uc/mg et 120 Uxyl/g dans la préparation 3, donne au bout de 2 mn un rendement de filtrat 35 augmenté de 26,4 %. 2) Filtration à 16 mm Hg Les paramètres sont les mêmes que dans l'exemple 1. Enzyme Filtrat après 2 mn - " - (2) 51,2 122,0 63,5 122,9 - " - L'ordre d'activité enzymatique reste le même. REVENDICATION Procédé pour la filtration de gluten humide avec addition d'enzymes avant ou pendant la filtration, caractérisé en ce qu'on utilise, comme enzyme, une xylanase, une hémicellulase et/ou une glucanase qui sont exemptes d'amylases et de protéinases.