Brevet FR2629684A1 — publié le 19891013

La présente invention appartient au domaine technologique de la transformation physique de l'amidon, et elle porte sur une matière amylacée présentant les propriétés intéressantes suivantes, que l'on trouve pour la première fois en combinaison, à savoir dispersibilité aisée dans l'eau å toutes températures (b > dissolution a haute température ; et (c > fort pouvoir épaississant par absorption d'eau. La présente invention porte également sur un procédé de fabrication de cette nouvelle matière amylacée, ainsi que sur ses applications. L'amidon est contenu dans une large variété de végétaux, tels que les céréales, les légumineuses et les tubercules. Il entre pour environ 50 å 80% en poids dans celle des tubercules. Ii se présente sous la forme d'entités granulaires denses et protéiques . Les grains d'amidon natifs présentent une organisation moléculaire d'axe tangentiel å la surface du grain. En outre, des zones cristallines confèrent à l'ensemble une très forte cohésion a l'état natif. Soumis à un chauffage en excès d'eau, ces grains d'amidon absorbent de l'eau, å raison de 5 å 50 fois leur poids d'eau, et une partie de leur contenu, essentiellement constituée par de l'amylose, se solubilise. Ces deux transformations provoquent une augmentation de la viscosité apparente de la suspension d'amidpn, ce qui constitue l'empesage. Globalement, un empois doit toujours etre considéré comme un mélange de grains gonflés, fragmentés (fantomes) et de macromolécules dispersées, qui ont diffusé hors des granules. La dispersibilité de l'amidon dans des milieux aqueux à haute température reste souvent problématique, en raison de la difficulté d'obtention de milieux homogènes.Cependant, l'état de dispersion ainsi obtenu est strictement instable au-dessous de 60-65-C. La solution d'amylose et d'amylopectine se sépare en deux phases, à savoir une phase riche en polymères gonflés par le solvant et une phase appauvrie en polymères. Un second phénomène est l'apparition ultérieure de zones cristallines par formation de liaisons hydrogène entre des chaînons d'amylose et/ou d'amylopectine . les gels ainsi formés sont de type composite, avec des particules riches en amylopectine enserrées dans un réseau d'amylose. Pour les différentes applications industrielles des amidons, en particulier comme additifs pour plats cuisinés, les propriétés rappelées ci-dessus sont importantes. Du point de vue de la mise en oeuvre des procédés, la propriété (c > est importante pour obtenir l'effet recherché, à savoir le caractère épaississant et gélifiant de l'amidon après une étape de dispersion. De cette nature épaississante et gélifiante, découlent directement les propriétés liantes de l'amidon. Pour faciliter la dispersion et/ou modifier les propriétés fonctionnelles, différentes technologies physiques ont été proposées jusqu'ici, lesquelles conduisent à des amidons modifiés. Le premier type de technologie que l'on peut mentionner est celui du séchage de l'amidon natif sur un ou des cylindre(s > chauffant , ce séchage étant précédé éventuellement par un traitement par Jet-cooker . Cette technique conduit à des produits gélatinisés, à fort pouvoir absorbant d'eau. Cependant, il présente l'inconvénient d'une mise en oeuvre délicate en raison de la formation de grumeaux et d'hêtre très coûteux au plan energétique. On peut indiquer que cette technique permet d'obtenir la propriété . On connait également la technique de cuissonextrusion, laquelle conduit å des produits gélatinisés, très hydrosolubles, mais de faible pouvoir épaississant, en raison de la rupture des chaînes d'amylose et d'amylopectine. Par ailleurs, on observe la formation de grumeaux à toutes températures. Il en résulte que l'on obtient sans doute la propriété indiquées ci-dessus. Enfin, on peut mentionner les procédés de traitement thermique en humidité contrôlée, c'est-a-dire les procédés dits HXT Dans ce cas, au moins la propriété (a > n'est pas obtenue. On connaît par ailleurs, par exemple par le brevet US-A-4 491 483, la moàification chimique des amidons par formation de complexes avec des acides gras ou des monoglycérides, pour répondre à la nécessité d'une bonne dispersibilité. La présente invention a pour but de surmonter les inconvénients de l'état de la technique constatés dans les procédés de modification physique de l'smiàsn, afin d'obtenir la combinaison des trois propriétés à précédemment indiquées, ces propriétés étant encore améliorées par rapport aux amidons complexés à des monoglycérides, tels que décrits dans le brevet américain précité. Cet objectif est atteint par un amidon modifié physiquement, se présentant sous la forme de particules macroscopiques, facilement dispersible dans l'eau a toutes températures, pr6sentant un fort pouvoir épaississant par abeorption d'eau se disaolvant lentement aux températures élevées et étant insoluble à la température ambiante. La nouvelle matière amylacée qui fait l'objet de la présente inventicn est caractérisée par le fait qu'elle se présente sous la forme de particules macroscopiques de dimension comprise entre environ 0,5 et 5 mn, dont la solubilité (S) dans l'eau est comprise entre 15 et 65% environ, et le tau > :: de gonflement (G) dans l'eau et compris entre 15 et 45% environ, (.Q) et (G > étant calculés selon les formules ci-après, sur des échantillons de 0,5 g de matière sèche, agités dans 50 ml d'eau pendant 1/2 heure au bain-marie à 65 C, le milieu subissant ensuite une centrifugation masse initiale (matière séche) - masse du culot (matière sèche) (S)=---------------------------------------------------------------x100 masse initiale (matière sèche) eau ajoutée initialement - volume du surnageant (G) = ---------------------------------------------- masse du culet (matière seche) La matière amylacée selon l'invention peut être également caractérisée par sa consistance au viscoamylographe Brabender, qui est comprise entre environ 30 et 900 cmg au début du cycle thermique et entre environ 900 er l 500 cmg à la fin du cycle thermique, les échantillons étant étudiés à une concentration de 6-7% et le cycle thermique etant défini comme suit - chauffage a progression constante, à raison de +1,5 C/minute.jusqu'à 96 C - maintien de cette température pendant 15 minutes ; et - refroidissement à progression constante, à raison de -1,5 C/minute jusqu'à 30 C. Elle peut être également caractérisée par la consistance au farinographe Brabender d'une suspension de 75 g de ladite matière dans 100 ml d'eau, qui a été soumise à un pétrissage intensif, qui est comprise entre environ 300 et 1000 au bout de 15 minutes. Par ailleurs, on peut également mentionner, comme autre caractéristique de la matière amylacée selon l'invention, son degre de gélatinisation, mesuré par le test de gonflement en milieu potasse 0,01 N, qui est compris entre environ 50 et 100. Dans ce test, l'accroissement de volume du sédiment est corrélé å l'endommagement des grains d'amidon. La matière amylacée selon l'invention est issue notamment de l'amidon de manioc ou d'amidon de pomme de terre, qui sont des amidons courants d'origine industrielle. Enfin, l'humidité de la matière amylacée est notamment inférieure å 10% en poids par rapport à la matière totale. La matière amylacée de l'invention peut renfermer au moins un agent complexant de l'amylose, à raison d'au plus 3% en poids par rapport à ladite matière amylacée. Un procédé de fabrication de la matière amylacée de l'invention consiste à (1) soumettre à un traitement par ondes ayant une fréquence comprise entre 0,9 et 300 GHz, un milieu contenant de l'amidon, de l'eau à raison de 30 å 50% en poids par rapport a la masse de l'amidon, et, éventuellement, au moins un agent complexant de l'amylose à raison d'au plus 3% en poids par rapport à la masse de l'amidon (2) fragmenter la pate ainsi obtenue en éléments de taille comprise entre environ 0,5 et 5 mm ; et (3) sécher pour ramener l'humidité du produit à une valeur désirée. A l'étape (1 > , on utilise en particulier la fréquence de 2,45 0Hz ; on conduit le traitement jusqu'S gélatinisation d'au minimum 50% de l'amidon, et de préférence, de la totalité de l'amidon, pendant une durée d'environ 0,5 a 15 minutes, notamment de 3 a a 4 minutes, et à une température de l'ordre de 50 a 98 C, en particulier de 80 à 98 C. Quant au séchage de l'étape (3 > , il peut être conduit a une température de l'ordre de 80 à 130-C, dans un appareillage constitué notamment par un four, continu ou non, avec une circulation d'air chaud, dont l'humidité peut être contrôlée ou non. La matière amylacée selon l'invention est utilisée avantageusement comme additif pour produits alimentaires, en raison de ses propriétés liantes, et, en particulier, elle peut constituer un additif pour plats cuisinés, charcuterie, sauces, etc., où elle se substitue à la matière grasse de la formulation, de façon à obtenir des aliments basses calories. Dans les exemples qui suivent, on a illustré la préparation de la matière amylacée selon l'invention, telle qu'elle vient d'être definie ci-dessus. Tous les essais ont été réalisés sur des échantillons d'une masse totale de 150 g. L'amidon, préalablement mélangé à l'eau, est soumis & l'action des micro-ondes jusqu'au degré de gélatinisation indiqué, avec une température finale de 96-C. Le générateur de microondes utilisé était un générateur GHP 1211 Thomson-CSF, de puissance réglable de façon continue de 20 a 1500 W, à une fréquence de fonctionnement de 2,45 GHz. Les résultats obtenus sont rapportés dans le Tableau suivant tableau : Caractéristiques des produits de transformation selon l'invention de l'amidon de manioc Teneur en eau Température Viscoamylogramme BRABENDER Farinogramme BRABENDER Solubilité Taux de @ de géla- avant chauffage de séchage Pic de Consistance Consistance Consistance Consistance Consistance à 65 C gonflement tinisation (% de la me) ( C) gélati- au début du pic à la fin du initiale au bout de (%) (g d'eau/g ms nisation (cmg) (cmg) cycle maximale 15 minutes du culot) 100 44 120 non 860 absence 1250 absence 640-710 40,6 39,9 75 45 120 non 750 absence 1000 absence 500-560 62,5 22,14 50 45 120 amorce 350 300 450 absence 625-710 33,3 16,4 100 41 85 oui 70 1220 940 840-960 740-820 26,55 23,8 100 41 80 oui 30 1010 950 500-560 370-420 25,6 18,67 75 40 80 oui 30 1170 940 540-620 460-500 40,5 19,5 75 40 70 oui 35 1370 940 790-880 680-760 25,08 22,3 75 42 65 oui 40 1210 930 760-860 660-740 18,49 18,4 75 45 65 oui 38 1055 1000 740-840 640-720 22,75 19,3 Les exemples suivants illustrent 1' utilit-ation de la matière amylacée selon l'invention comme additif dans des produits de charcuterie. Exemple 1 : On prépare du pâté de campagne selon les deux formulations ci-après : Composants (%) Témoin Produit avec substitution des matière, grasses par la matière amylacée de l'invention Farce fine Foie de porc 4 4 Couenne cuite froide 5 5 Caséinate 1,25 1,25 Gorges de pcr 11 4,5 Oignons 6 6 Eau 8,75 11,75 Matière amylacée de l'invention 0 1,5 Grain grossier Foie de poro 16 16 Bardière découennée 22 11 Gorges 26 14 Eau 0 17 Matière amylacée de l'invention 0 8 + épices La préparation est effectuée par simple mélange des ingrédients, le mélange étant ensuite soumis de façon classique à la cuisson. Dans le cas du produit renfermant la matière amylacée de l'invention, cette derniere est incorporée le plus tard possible dans le mélange. La comparaison des deux produits montre que les qualités organoleptiques sont conservées et que la valeur calorique du produit renfermant la matière amylacée de l'invention est diminuée de 20 à 40 Des resultats identiques ont été obtenus avec de mousses de foie. Exemple 2 : On prépare des saucisses de Strasbourg selon les deux formulations ci-après Composants (%) Témoin Produit avec substitution des matières grasses par la matière amylacée de l'invention Maigre de porc 36 35 Caséinate 1 1 Gras bardiére 19 4 Gorges de porc 15 9 Eau 27 42 Matière amylacée de l'invention 0 7 qsp 100 avec épices, lactose, acide ascorbique, polyphosphates. La préparation est effectuée cc=e indiqué à l'Exemple 1 et les résultats concer an les qualités organoleptiques et la valeur calorique sont analogues à ceux de l'exemple 1. REVENDICATIONS 1- Matière amylacée, caractérisée par le fait qu'elle se présente sous la forme de particules macroscopiques de dimension comprise entre environ 0,5 et 5 mm, dont la solubilité (S) dans l'eau est comprise entre 15 et 65% environ, et le taux de gonflement (G > dans l'eau est compris entre 15 et 45% environ, et (G) étant calculés selon les formules ci-après, sur des échantillons de 0,5 g de matière sèche, agités dans 50 ml d'eau pendant 1/2 heure au bain-marie à 65C, le milieu subissant ensuite une centrifugation masse initiale (matière sèche) - masse du culot (matière sèche) (S)=---------------------------------------------------------------- x 100 masse initiale (matière sèche) eau ajoutée initialement - volume du surnageant (G) = -------------------------------------------------- masse du culot (matière sèche) 2 - Matière amylacée selon la revendication 1, caractérisée par le fait que sa consistance au viscoamylographe Brabender est comprise entre environ 30 et 900 cmg, au début du cycle thermique, et entre environ 900 et 1 500 cmg, à la fin du cycle thermique, les échantillons étant étudiés à une concentration de 6-7% en poids dans l'eau, et le cycle thermique étant défini comme suit - chauffage à progression constante, a raison de +1,5 C/minute jusqu'à 96 C ; - maintien de cette température pendant 15 minutes ; et - refroidissement a progression constante, à raison de -1,5 C/minute, jusqu'à 30 C 3 - Matière amylacée selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que la consistance au farinographe Brabender d'une suspension de 75 g de ladite matière dans 100 ml d'eau, qui a été soumise à un pétrissage intensif, est comprise entre environ 300 et 1000 au bout de 15 minutes. 4 - Matière amylacée selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que le degré de gélatinisation, mesuré par le test de gonflement en milieu potasse 0,01 N, est compris entre environ 50 et 100. 5 - Matière amylacée selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait qu'elle est issue de l'amidon de manioc ou de l'amidon de pomme de terre. 6 - Matière amylacée selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que son humidité est inférieure à 10% en poids par rapport à la matière totale. 7 - Matière amylacée selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait qu'elle renferme en outre au moins un agent complexant de l'amylose, a raison d'au plus 3% en poids par rapport à ladite matière amylacée. 8 - Procédé de fabrication d'une matière amylacée telle que définie à l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que (1) on soumet à un traitement par ondes ayant une fréquence comprise entre 0,9 et 300 GHz, un milieu contenant de l'amidon, de l'eau à raison de 30 à 50% en poids par rapport à la masse de l'amidon, et, éventuellement, au moins un agent complexant de l'amylose à raison d'au plus 3% en poids par rapport à la masse de l'amidon (2) on fragmente la pate ainsi obtenue en éléments de taille comprise entre environ 0,5 et 5 mm ; et valeur désirée. 9 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'on utilise å l'étape 10 - Procédé selon l'une. des revendications 8 et 9, caractérisé par le fait qu'on conduit le traitement de l'étape (1) jusqu'a gélatinisation d'au minimum 50% de l'amidon. 11 - Procédé selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé par le fait qu'on conduit le traitement de l'étape (1 > pendant une durée d'environ 0,5 à 15 minutes 12 - Procédé selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé par le fait qu'on conduit le traitement de l'étape (1) à une température de l'ordre de 50 à 98 C. 13 - Procédé selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé par le fait qu'on conduit le séchage de l'étape (3) à une température de l'ordre de 80 a 130 C. 14 - Utilisation de la matière amylacée telle que définie à l'une des revendications 1 à 7, comme additifs pour produits alimentaires, en particulier pour plats cuisinés, charcuterie, sauces et similaires.