Brevet FR2616799A1 — publié le 19881223

La présente invention est relative à un procédé de culture sélective sans stérilisation d'une levure amylolytique, à une levure, et à des produits alimentaires obtenus à l'aide de ce procédé. De nombreux auteurs ont tenté de préparer des aliments riches en protéines à partir de substrats amylacés par culture soit de champignons filamenteux, soit de levures. Ces divers procédés de la technique antérieure se sont heurtés à une même difficulté, consistant en ce qu'il est difficile de préparer un produit fermenté en travaillant à des pH compris entre 4 et 7 sans stérilisation totale du milieu de culture. Le coût de fabrication devient ainsi prohibitif à cause des précautions qui doivent être prises pour conserver le milieu stérile et ceci quelle que soit la technologie utilisée. Afin de remédier à ces inconvénients de la technique antérieure, la présente invention a pour objet un procédé du type précité, caractérisé en ce qu'on cultive la levure par fermentation d'un produit amylacé dans un milieu de culture approprié à un pH d'environ 3 à environ 4. La levure utilisée appartient au genre Schwanniomvces,de préférence à l'espèce Schwanniomvces Occidentalis Klôcker connus sous le n 28-63 au CEE (Centraîburo voor Schimmelculture de Baarn) et sous le nom de Schwanniomvces castellii. Dans un mode de réalisation préféré, la levure a une activité alcool-déshydrogénasique défectueuse, celle-ci ne synthétisant pas au moins une alcool-déshydrogénase, cette levure étant par exemple un mutant de Schwanniomvces castellii, CBS 28-63 dont l'activité alcool-déshydrogénasique est défectueuse par l'absence de deux alcool -déshydrogénases. Le produit amylacé ultilisé pour la culture de la levure, est une préparation à base d'amidon obtenue à- partir de céréales, de légumineuses, de tubercules ou de tout produit végétal amylacé, par exemple une préparation d'amidon pur soluble ou non, un lait d'amidon végétal, une farine végétale ou un produit végétal broyé. Le procédé de l'invention peut être mis en oeuvre en continu de sorte que l'on cultive et que l'on récupère en continu la levure et éventuellement d'autres substances contenues dans le milieu. Ce dernier peut être en outre recyclé après récupération de la levure et des autres substances et complémentation appropriée de celui-ci. La présente invention a également pour objet une levure, notamment alimentaire, caractérisée en ce qu'elle est obtenue par culture suivant le procédé défini ci-dessus. La présente invention a encore pour objet un produit alimentaire à base de levure, caractérisé en ce qu'il est obtenu par centrifugation ou filtration du milieu de culture après fermentation selon le procédé défini ci-dessus. Ce produit contient des protéines et selon la nature du produit amylacé fermenté, il peut être riche en protéines d'origine végétale si le produit amylacé est par exemple de la farine, notamment de légumineuses ou de céréales, ou un produit végétal amylacé broyé, notamment une graine de légumineuses ou de céréales ou un tubercule. Dans ce dernier cas, le produit comprend une part importante de composants végétaux autres que des protéines. La présente invention a enfin pour objet, d'une part, un ferment utilisable notamment en viennoiserie, caractérisé en ce qu'il comprend un produit alimentaire tel que ci-dessus, obtenu par culture d'une levure dont l'activité alcooldéshydrogénasique n'est pas défectueuse et, d'autre part, un agent d'amélioration de texture de pâte utilisable notamment en viennoiserie, caractérisé en ce qu'il comprend un produit alimentaire obtenu par fermentation d'une farine par culture suivant le procédé défini ci-dessus d'une levure dont l'activité alcool-déshydrogénasique n'est pas défectueuse. Suivant le procédé de l'invention, on peut utiliser une souche de Schwanniomvces Occidentalis Klacker ou Schwanniomvces Castelîli CBS 28-63 qui possède un système amylasique actif à des pH allant de 3 à 4 et qui est excrété dans le milieu sous certaines conditions. Le pH constituant dans cette plage une bonne protection, on peut donc cultiver la levure sans stérilisation du milieu. Il est également possible de traiter dans ces conditions des produits amylacés d'origine diverse sans traitement préalable tel qu'une hydrolyse de l'amidon à l'exception dans certains cas, d'un empesage à chaud aux environs de 80in. La multiplication d'une levure sur des substrats glucidiques entraîne souvent une perte de rendement par production d'éthanol, cette formation est à faible dose difficilement évitable dans la majorité des cas et elle peut devenir importante dès que l'oxygène est insuffisant ou qu'un déséquilibre apparaît dans la composition du milieu. La demanderesse a obtenu un mutant de Schwanniomxces castellii CBS 28-63 dont l'activité alcool -déshydrogénasique est défectueuse dans la mesure où ce mutant ne synthétise pas deux alcool -déshydrogénases.Ce type de mutant étant incapable de produire de l'éthanol, il en résulte une augmentation notable du rendement de transformation de l'amidon en levure qui atteint 63%. Ce type de mutant permet ainsi d'augmenter le rendement de 4 à 6X par rapport à l'espèce non mutée; Le produit amylacé à transformer est introduit éventuellement après un empesage,si cela est nécessaire, dans un fermenteur aéré de culture en continu et dans un milieu complémenté de manière appropriée en sels minéraux et en autres éléments tels que des oligo-éléments et des vitamines.La température du milieu est voisine de 3OC et son pH est ajusté dans une plage allant de 3 à 4. La stérilisation du milieu de culture et de l'air, n'est pas nécessaire, dans la mesure où aux pH du procédé de l'invention, la culture de la levure est sélective. La levure et éventuellement les éléments solides d'une autre origine présents dans le milieu, sont récupérés par centrifugation ou par micro-filtration tangentielle. Les levures peuvent être isolées par lavage et triage selon des techniques classiques et être conditionnées vivantes ou zDrtes selon la réglementation en vigueur. Le séchage de la levure ou du produit récupéré du milieu de culture, peut être effectué par exemple dans une tour de séchage par pulvérisation ou dans un four de type Hatmacker. Il est possible de préparer des produits alimentaires à base de levure à partir d'un lait d'amidon obtenu à partir de légumineuses, de céréales ou de tubercules, selon les procédés classiques de l'industrie de la meunerie, des féculents, ou de l'amidon. Il est également possible en partant d'une farine de légumineuses ou de céréales d'obtenir un produit alimentaire très riche en protéines, grâce à la récupération simultanée du milieu de culture des protéines végétales et des levures. Ce type de produit qui est inconnu sur le marché, peut avoir des usages multiples pour l'alimentation humaine. Il est également possible d'utiliser des produits amylacés plus complexes, à savoir du blé ou des céréales broyés, des graines de légumineuses broyées ou des tubercules broyées ou écrasées. Dans ce cas, le produit alimentaire obtenu par séparation du milieu de culture, peut constituer un aliment complémentaire protéiné destiné à être utilisé dans la préparation d'aliments complets pour le bétail. Le produit alimentaire ainsi obtenu est riche en protéines, mais .il comporte également divers composants végétaux autres que des protéines et il peut constituer un produit de remplacement des tourteaux de soja. Les exemples suivants qui ne sont pas donnés à titre limitatif, illustrent la présente invention. Exemple 1 Préparation d'une levure alimentaire à partir d'amidon soluble. L'amidon a été utilisé sans prétraitement dans un milieu contenant les produits de complémentation suivants pour 10 g de substrat carboné. Sels minéraux g/l phosphate monopotassique 0,4 sulfate d'ammonium 0,8 phosphate d'ammonium 2,4 chlorure de sodium 0,04 sulfate de magnésium 0,20 chlorure de calcium 0,04 Xliao-éléments 9/1 acide borique 400 sulfate de cuivre 32 iodure de potassium 80 sulfate de manganèse 320 solybdate de sodium 160 chlorure de zinc 320 chlorure ferrique 160 Vitamines panthothénate de calcium 800 thyamine 800 Inositol 800 pyridoxine 800 acide nicotinique 200 biotine 8 Le pH du milieu a été régulé à 3,5 avec de la soude 2N ou de l'ammoniaque. za fermentation a eté réaliste en continu en présence de 30 g/l d'amidon avec une aération de 1,5 v/v/min.-le taux de dilution était de 0,4hh la La matière sèche obtenue en utilisant Schwanniomyces castelli, CBS 28-63 était de 17,6 g/l. La productivité du fermenteur a donc été voisine de 7 g/l/h. Le rendement de transformation de l'amidon obtenu était de 59% et le produit final était une levure contenant 50% de protéine. ExemDle 2 Utilisation d'un mutant dont l'activité alcooldéshydrogénasique est défectueuse. On a opéré dans les mêmes conditions que ci-dessus avec un mutant de Schwanniomvces castellii CBS 28-63 dont l'activité alcool-déshydrogénasique est défectueuse et on a obtenu un rendement de transformation d'amidon de 63%. La productivité du fermenteur a donc été de 7,5 g/l/h. Les autres données sont identiques. Exemple 3 Préparation d'une levure alimentaire à partir d'un lait d'amidon de pois. On a préparé le lait d'amidon de pois suivant un procédé par voie humide. On a enlevé la pellicule des pois, on les a broyés et on les a mis dans une solution alcaline à 30iC et à un pH de 9,5 afin de solubiliser les protéines. A partir d'une concentration à 20% d'extrait sec, la centrifugation a fourni une phase légère protéique et une phase lourde contenant de l'amidon et des fibres internes. Cette phase lourde a alors été diluée jusqu'à énviron 18% d'extrait sec et on l'a tamisée. Les fibres ont été retenues sur le tamis et on a obtenu un lait d'amidon qu'il a fallu alors diluer à la concentration souhaitée pour la fermentation. On a alors chauffé ce lait d'amidon à l'aide d'un échangeur de chaleur à contre-courant dans lequel on a fait circuler en sens inverse un produit alimentant le fermentateur à une température de 33iC qui est légèrement supérieure à la température optimum de fermentation. Le chauffage du lait d'amidon a ensuite été complété Jusqu'à 80iC soit par chauffage dans une enceinte à double paroi, à l'aide d'un thermoplongeur ou éventuellement à l'aide d'un échangeur de chaleur à eau chaude ou à vapeur, et on a maintenu la température le temps nécessaire à la gélification du lait. Le lait d'amidon ainsi préparé a reçu les sels minéraux, les oligo-éléments et les vitamines mentionnés dans l'exemple 1 pour obtenir un milieu de culture. Le taux de dilution utilisé était de 0,40 h1. La concentration d'amidon étant de 30 g/l et le pH a été régulé à environ 3,5. En utilisant Schwanniomvces castellii CBS 28-63, on a obtenu un rendement de 59% et la productivité du réacteur étant voisine de 7 g/h. ExemDle 4 Préparation d'une levure à partir de farine de pois. Comme précédemment, on a enlevé la pellicule des pois et les pois cassés ou non obtenus ont pu être alors traités de deux manières différentes pour obtenir une farine de pois. Dans un premier cas, les pois dépilleculés sont broyés grossièrement et la farine entière obtenue est diluée avec les protéines qu'elle contient. Lors de la dilution, on a tenu compte du taux d'amidon approprié pour la fermentation sachant que son taux dans le produit brut est d'environ 55% ou de 63% à sec. Dans le second cas, les poids dépelliculés sont micronisés et on effectue un tri à l'aide de moyens mécaniques ou pneumatiques. on sépare à sec un concentré protéique d'une farine déprotéinée. Cette farine de pois contient 10% de protéines, 68% d'amidon, et 8% de fibres de sel et de sucres qui ne sont pas fermentables pour un taux d'humidité de 14%. On a tenu compte de cette valeur de 68% sur le produit brut ou de 79% sur le produit sec lors de la dilution pour obtenir le taux d'amidon adéquat pour la fermentation ultérieure. La farine ainsi obtenue a été traitée dans l'eau à 80'C afin d'effectuer un empesage. Après addition des éléments nutritifs mentionnés ci-dessus, on a effectué une culture en continu à 300C avec un taux de dilution de 0,4 h'l et un pH ajusté à 3,5. Le rendement de la transformation de l'amidon était identique que l'on utilise la levure de l'exemple 1 ou celle de l'exemple 2. On a pu récupérer un produit par centrifugation ou microfiltration tangentielle, contenant une levure et des protéines végétales. Ce produit contenait 56% de protéines riches en lysine. ExemPle 5 Préparation d'une levure à partir de farine de blé. On a traité une farine de blé comme précédemment, mis à part le fait que la durée de l'empesage a été légèrement plus longue. Les résultats obtenus sont identiques à ceux de l'exemple bien entendu à l'exception du fait que la composition et les propriétés des protéines végétales du produit final récupéré du milieu de culture, étaient différentes. Le produit final contenait environ 45% de protéines. I1 possédait en outre des propriétés technologiques caractéristiques, liées à la présence de gluten et des cellules de levure. ExemDle 6 Préparation d'aliments à partir de blé concassé. On a moulu des grains de blé en particules d'environ 100 pm. Après empesage à 80iC et complémentation appropriée du milieu, on a effectué la transformation de l'amidon en levure de manière continue dans les conditions précitées. En utilisant le mutant de l'exemple 2, on a obtenu un rendement de transformation de l'amidon d'environ 63X. Le produit final récupéré par microfiltratiah tangentielle, lavage et séchage, contenait environ 37% de protéines. Le rendement était d'environ 750 g de produit final par kg de blé. Un tel produit peut remplacer les tourteaux de soja dans de nombreuses préparations alimentaires bien qu'il soit légèrement moins riche en lysine. semple 7 Recyclage du milieu de culture. La levure prélève dans le milieu de culture des produits minéraux, des oligo-éléments et des vitamines en quantités connues et les farines et les grains apportent des sels minéraux. On a donc pu recycler dans les exemples 1 à 6 précédents, le milieu de culture après récupération du produit final pour le réutiliser après une complémentation appropriée. Ceci permet de réaliser une économie substantielle. ExemDle 8 Préparation d'une levure active pour la viennoiserie. On a cultivé la souche Schwanniomvces castelliî CBS 28-63 en culture continue à partir d'un lait d'amidon. En utilisant les conditions décrites dans l'exemple 3, on a récupéré les cellules du milieu de culture par centrifugation et on les a conditionnées suivant les techniques classiques appliquées à la levure de boulangerie. Une telle levure qui hydrolyse et fermente l'amidon est susceptible d'être utilisée dans la boulangerie et dans la pâtisserie. I1 est évident qu'une levure dont l'activité alcool-déshydrogénasique est défectueuse, n'est pas utilisable pour cet objectif particulier. ExemDle 9 Préparation de produits particuliers pour la viennoiserie. Dans les conditions de l'exemple 8, on a utilisé de la farine de blé. I1 a naturellement fallu effectuer un empesage à 800C au cours de la préparation du milieu de culture. La fermentation a ensuite été réalisée de manière identique à l'exemple précédent avec Schwanniomvces castellii CBS 28-63. Le produit final contenait de la levure et du gluten. Un tel produit peut être utilisé en viennoiserie à la fois comme levure de fermentation ou comme agent dlamélioration de la texture d'une pâte. REVENDICATIONS 1. Procédé de culture sélective sans stérilisation d'une levure amylolytique, caractérisé en ce qu'on cultive la levure par fermentation d'un produit amylacé dans un milieu de culture approprié à un pH d'environ 3 à environ 4. 2. Procédé suivant la revendication I, caractérisé en ce que la levure appartient au genre Schwanniomvces. 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la levure appartient à l'espèce Schwanniomvces Occidentalis KLÖCKER, connue sous le n 28-63 au CBS (Centralburo voor-Schimmelculture de Baarn) et sous le nom de Schwanniomvces Castellii. 4. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la levure a une activité alcool-déshydrogénasique défectueuse. 5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la levure est un mutant de Schwanniomvces castellii CBS 2863 dont l'activité alcool-déshydrogénasique est défectueuse. 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le produit amylacé est une préparation à base d'amidon obtenue à partir de céréales, de légumineuses, de tubercules ou de tout produit végétal amylacé. 7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on recycle le milieu de culture après récupération de la levure et complémentation appropriée de celui-ci. 8. Levure notamment alimentaire, caractérisée en ce qu'elle est obtenue par culture suivant le procédé défini dans l'une quelconque des revendications précédentes. 9. Produit alimentaire à base de levure, caractérisé en ce qu'il est obtenu par centrifugation ou filtration du milieu de culture après fermentation selon le procédé défini dans l'une quelconque des revendications précédentes. 10. Produit suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'il est riche en protéines d'origine végétale. 11. Produit suivant la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'il comprend des composants végétaux autres- que des protéines. 12. Produit suivant l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que le produit amylacé est une farine, notamment, de légumineuse ou de céréale. 13. Produit suivant l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que le produit amylacé comprend un produit végétal amylacé broyé, notamment une graine de légumineuse ou une céréale, ou un tubercule. 14. Ferment utilisable notamment en viennoiserie, caractérisé en ce qu'il comprend un produit alimentaire tel que revendiqué suivant l'une quelconque des revendications 9 à 13, obtenu par culture d'une levure dont l'activité alcooldéshydrogénasique, n'est pas défectueuse. 15. Agent d'amélioration de texture de pâte, utilisable notamment en viennoiserie, caractérisé en ce qu'il comprend un produit alimentaire tel que revendiqué suivant la revendication 12 obtenu par culture d'une levure dont l'activité alcooldéshydrogénasique n'est pas défectueuse.