Brevet FR2638064A1 — publié le 19900427

PROCèDE POUR LA PREPARATION DE PUREES ET DE COCKTAILS DE tiECTARS DE FRUITS ET LEGUMES L'industrie de production de purées, nectars, cocktails ou solutions liquides de fruits, de légumes ou de mélanges de fruits et legumes destines à l'alimentation humaine a recherche depuis de nombreuses années à associer aux techniques mécaniques classiques d'extraction ou de préparation, l'action de réactions enzymatiques destinees principalement à solubiliser les pectines et donc à valoriser la partie des fruits et légumes que les procedés classiques d'extraction laissaient sous forme de déchets. L'intérêt est en fait double : économique d'une part puisque le volume des déchets est réduit, nutritif d'autre part en raison de a valeur pour ltalimentation humaine de ces mêmes déchets. Toutefois, la conduite de ces réactions enzymatiques s'est révelee assez delicate, notamment lorsqu'il s'est agi de transformer des légumes et ceci a conduit les industriels à limiter l'utilisation des procédes enzymatiques à certains fruits ou legumes ou encore a ne les utiliser qu'en appoint à des procédés mécaniques ou enfin à ne les appliquer que sur une fraction des fruits ou légumes concernés. Dans beaucoup de ces cas la récu opération des elements nutritifs intéressants pour l'alimentation humaine n'est pas complète et, en outre, des problèmes de viscosité ou de texture ont été rencontrés avec certaines matières premières. Le procédé décrit dans la présente invention permet au contraire de restituer en quasi totalité au produit final l'ensemble des proteines, glucides, matières grasses végétales, sels minéraux, oligoélements et vitamines contenus dans les fruits et légumes de base. Sont en effet seulement élimi- nes au cours du procedé objet de l'invention - mécaniquement, avant le traitement proprement dit des produits, les queues et sépales des fruits s'il y a lieu - à l'issue de la réaction enzymatique, les pépins, noyaux ainsi que les légumes et les parties et enveloppes cellulosiques non transformées' par les enzymes mis en oeuvre ou les enzymes presents naturellement dans le produit. Une des caracteristiques du procedé réside dans le fait que l'on va appliquer la réaction enzymatique à un mélange de fruits, de légumes ou de fruits et légumes étudié en fonction de divers paramètres tels que - équilibre nutritif du produit:les teneurs respectives en vitamines, glucides et autres éléments nutritifs sont équilibrées de façon très rigoureuse, en tenant compte de l'évolution possible des produits en cours de traitement ou avant consommation, - obtention d'un pH moyen compris entre 3,4 et 4,2 permettant à la reaction enzymatique de se dérouler dans des conditions satisfaisantes : notamment risque de développement microbien en cours de réaction et efficacité maximale des réactions enzymatiques. A aucun moment dans le procède ne sont ajoutés de produits chimiques tels que inhibiteurs, conservateurs de synthèse, correcteurs de pH ou autres. L'installation est-caractérisée en ce qu'elle comprend un poste de tri des fruits ou légumes avec elimination eventuelle des queues, sépales ou feuillages attenants, suivi d'un poste de lavage des produits adapté au lavage naturel sans adjonction de produits chimiques des fruits d'une part et des légumes d'autre part. Les produits lavés sont ensuite rapés ou découpés plus ou moins finement suivant leur nature, en fonction de la rapidité des actions enzymatiques sur chacun d'entre eux et envoyés à un poste de blanchiment qui permet d'as su rez une réduction très poussée de la population microbienne (bactéries, levures et moisissures) et de prévenir dans une très large mesure le développement ultérieur de réactions de phénol oxydase sur les produits. L'installation de blanchiment est conçue de façon à obtenir le résultat recherché pour un temps de sejour court (de 30 secondes à 5 minutes) et une température de 80oC à 95 C Les produits blanchis sont introduits à chaud dans des réacteurs enzymatiques.Le bon deroulement des reactions enzymatiques est assuré par le biais d'un rapport adéquat eau/matieres sèches. Ce rapport eau/matières sèches peut être obtenu : - naturellement dans le cas de certains fruits ou mélanges de fruits - sans introduction d'eau en etudiant un mélange de fruits et de légumes approprie avec introduction éventuelle d'une certaine proportion de nectars de fruits provenant d'une- préparation précédente, effectuée suivant le même procédé enzymatique - par introduction d'une petite quantité d'eau, de l'ordre de 5 + + 3 's de la masse totale des fruits et legumes mis en oeuvre, à un mélange étudie de fruits et légumes.Dans ce dernier cas, on éliminera la quantité d'eau ainsi introduite par effet d'autoevaporation flash en fin de reaction enzymatique ou lors de la stérilisation finale du produit ou encore par tout autre systeme applicable tel que osmose inverse, ultrafiltration Cette quantite de liquide provient dé préférence du liquide de blanchiment dont on conservera l'excédent d'une réaction enzymatique à la suivante. Les enzymes utilisés peuvent être notamment des polygalacturonases, des pectines-lyases ou encore tous autres enzymes utilisés le plus souvent en mélange, d'emploi autorisé pour la preparation des produits destinés à l'alimentation humaine. Par ailleurs, une des originalités du procédé est que l'on ne cherche pas à detruire au stade du blanchiment la totalité des enzymes naturels presents dans les fruits et légumes et qu'au contraire on s'attache à préserver une fraction suffisante de ces enzymes afin notamment de récupé- rer et de rendre plus facilement assimilables les protéines qu'ils contiennent. - Une des originalités de l'invention est que l'on introduit, directement au stade de la maceration enzymatique, des enzymes proteolytiques naturels existant dans certains fruits sélectionnés à cet effet.Ces enzymes sont contenus dans les jus de fruits presses mécaniquement sans autre traitement de façon à éviter leur destruction, et participent à rendre plus facilement assimilables les protéines contenues dans le mélange de fruits et de legumes entrant dans la composition du cocktail. Dans le procédé mis en oeuvre, le pH optimal de 3,5 à 4,2 pour le deroulement de la réaction enzymatique et le blocage de fermentations parasites en cours de reaction enzymatique est obtenu naturellement en-étudi-ant judicieusement les mélanges de fruits et légumes si nécessaire : les pH trop élevés de certains légumes sont ainsi compensés par les pH plus faibles des fruits sélectionnés en conséquence. Pendant toute la reaction enzymatique dont la duree peut varier de 2/ 3heures à 20/24 heures suivant les produits, on maintient dans le reacteur une température comprise entre 450C et 550C et une agitation douce du mélange. La réaction peut être effectuee au besoin sous gaz inerte pour éviter les phénomènes d'oxydation et le developpement de fermentations aerobies. En fin de réaction enzymatique, le mélange est mixe de façon violente et filtré ou tamisé afin d'éliminer les pépins et parties non liquéfiées lignines et parties cellulosiques principalement. Il peut alors être sterilisé et conditionné immédiatement ou refroidi à une température de 3-4"C et stocké avant d'etre repris pour stérilisation et conditionnement. Pour la preparation de cocktails de nectars de fruits et legumes on ajoute au mélange avant de le stériliser une certaine proportion de concentrés d'agrumes, de fruits rouges ou de mélange de concentrés naturels de fruits ainsi qu'une certaine proportion de miel, d'édulcorant ou de produits divers à pouvoir sucrant suivant le cas ainsi qu'éventuellement une petite quantite de produits naturels riches en vitamines B et C et en divers nutriments essentiels (acides amines et gras).Le mélange ainsi réalisé pourra être lisse ou homogénéise sous une pression de 10 à 100 bars : cette ope- ration intervient de préférence avant stérilisation. Suivant une forme particulière de réalisation la sterilisation du produit, pour la production de cocktails de nectars de fruits et légumes, se fera en utilisant le procédé developpe par Monsieur TORTEROT Roland, objet du brevet européen EP 0 124 385 BI dans lequel le produit de la réaction enzymatique, additionné d'une certaine quantité de concentré d'agrumes ou de fruits et le cas échéant de miel ou de tout autre produit à pouvoir sucrant, est réchauffe aux environs de 800C à 100"C et mélangé à contrecourant avec une fraction volumique sensiblement équivalente d'eau surchauffée à haute température de façon à obtenir quasi instantanément une température adequate (13ion à 1420C) pour la stérilisation du mélange et la destruction des enzymes. La quantité et la temperature de l'eau surchauffée ajoutée sont étudites de façon à obtenir d'une part la température nécessaire pour la stérilisation du produit et la destruction des enzymes, et d'autre part afin que la quantité d'eau ainsi ajoutée au produit ne soit jamais supérieure à 5 fois la quantite de concentré d'agrumes ou de fruits préalablement ajoutee au produit : la quantité d'eau totale est calculée en tenant également compte de la quantité 'd'eau ajoutée le cas échéant avant la réaction enzymatique dont l'élimination, par autoévaporation peut également se réaliser à ce niveau par autoévapùration du produit entre la température de stérilisation et une température de 950C à 110 C environ. Après un temps de chambrage de 3 à 55 secondes, le produit est refroi-di et conditionné de préférence sous gaz neutre, en emballage longue conservation, étanche aux UV et à l'oxygène. Pour d'autres types de produits finis que les cocktails de nectars de fruits et légumes, d'autres types d'équipements de stérilisation pourront être envisages, notamment, suivant la consistance du produit final àstéri- liser, des stérilisateurs 'à plaques ou tubulaires et pour les produits les plus épais des appareils à surface raclée. La description qui suit se réfère aux dessins l'accompagnant qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation du procédé. L'installation de la figure 1 est une représentation schématique d'une installation conforme à l'invention, pour la production de cocktails de nectars de fruits et légumes. La figure 2 est une représentation du blancheur utilisé pour le blanchiment des produits après rapage ou découpage. L'installation de la figure 1. Un premier poste de tri manuel et/ou mécanique (1) pour elimination des pédoncules, sépales et autres éléments indésirables. Les fruits et légumes sont ensuite lavés en (2) sans adjonction de produits chimiques, et rapés ou découpes en (3). Les produits découpes ou rapes sont ensuite blanchis en (4) dans un appareil continu plus amplement decrit dans la figure 2. La température de blanchiment et les conditions sanitaires sont maintenues par recyclage du liquide de blanchiment qui est repris par une pompe (5), rechauffe dans un echangeur (6), maintenu à la température de pasteurisation dans un chambreur (7) et refroidi à la temperature de blanchiment dans l'échangeur (6).. Les produits blanchis, ainsi qu'une fraction du liquide de blanchiment sont introduits dans le réacteur enzymatique (8) qui est une cuve cylindroconique à circuit exterieur d'échange thermique avec agitateur dilacérateur (9) entrainé par motovariateur ayant une plage de 1 à 10 permettant d'obtenir à-la fois, une agitation douce pendant la réaction enzymatique, et une agitation violente en fin de réaction. Le réacteur (8) pourra être pasteurise par de la vapeur fluante entre deux reactions enzymatiques, apres lavage et pourra être mis au besoin sous gaz neutre pendant la réaction enzymatique. Le produit liquide obtenu en fin de réaction enzymatique, apres dilaceration est pompe (10), et filtré sur un filtre statique pour les petites installations ou encore sur un filtre autonettoyant (11) ou un tamis continu pour les débits importants. Le produit tamisé est envoyé sur une installation de dégazage/auto evaporation composée par exemple d'un baca niveau constant (12), d'une pompe de reprise (13), d'un échangeur de température (14), d'un dêgazeur (15) permettant d'evaporer l'eau introduite dans le reacteur (8). Le produit sortant de l'appareil (15) est repris par pompe (16) > homogénéisé (17), et envoyé dans un bac tampon (18) avec agitateur et circuit externe d'échange thermique ou il peut etre refroidi à 4/60C s'il n'est pas stérilise dans un laps de temps court. Une station de preparation/dosage (19) permet d'ajouter les produits sucrantes, concentres de jus de fruits, vitamines et autres produits au produit issu de la réaction enzymatique. Le produit est alors repris par pompe (20), stérilisé (21) et condi tionné (22). L'ensemble des bacs et circuits peut être nettoye par une installation de nettoyage en place (23). La figure 2 représente plus en détail un type de blancheur conçu pour repondre aux impératifs technologiques particuliers de cette opération L'appareil comprend une partie horizontale à fond plein (31), une partie inclinée (32), pleine dans la partie inferieure, composée de vrilles à fissures permettant l'égouttage du produit dans la partie intermédiaire et comprenant une ouverture pour sortie du produit dans la partie haute. L'appareil comprend également deux flancs latéraux étanches. Le produit est introduit dans la partie inférieure par une ouverture (30) et est évacué vers la sortie (40) par des palettes fixées à des chaines latérales (36) en acier inoxydable ou en plastique. Ces channes sont ellesmêmes entrainées par un tourteau de tête (33) et guides par des roues dentées intermédiaires (34) et de queue (35). Un niveau de liquide de blanchiment est maintenu dans l'appareil grace au seuil de déversement (41) entre la partie pleine du fond incliné et la partie constituée de grilles à fissures. Le liquide de blanchiment s'écoule dans une trémie (37) qui comporte une tubulure de sortie (38) qui permet le recyclage du produit dans le blancheur. Une tubulure (39) permet la vidange complète du blancheur en fin d'opération. On complèteen permanence la quantité de liquide de blanchiment par le biais d'un contrôle de niveau de liquide dans la trémie (37). La température du liquide de blanchiment peut être contrôlée par une boucle d'échange extérieure comme .indiqué à la figure 1 ou une injection de vapeur (43) dans la trémie et une boucle de contrôle de température comme indiqué sur la figure 2. La longueur de la partie (32) est étudiée afin que la quantité - de liquide de blanchiment sortant du blancheur avec le produit vers le réacteur enzymatique soit au plus égale à 5j * 3c, de la masse totale des fruits et légumes mis en oeuvre. }hEVENDIChTIONS 1. Procedé pour la préparation de purees, nectars, cocktails ou solutions liquides de fruits, de légumes ou de mélanges de fruits et légumes, caractérisé en ce que l'on soumet des fruits et légumes complets, lavés mais non pelés, ripés ou découpés à des réactions enzymatiques mettant en oeuvre des enzymes naturels protéolytiques etiou des enzymes choisis parmi les galacto-pectases et les pectines-lyases, en obtenant des produits ayant conservé lensemble-des protéines, matières grasses, sels minéraux, olîgoéléments et vitamines contenus dans les fruits et légumes de base. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les réactions enzymatiques sont mises en oeuvre sur des mélanges de râpures de fruits, de légumes, ou de fruits et légumes a un pH compris entre 3,4 et 4,2 pendant une durée de 2/3 à 20124 heures. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les produits rapés et découpés de départ sont préalablement blanchis, avant les réactions enzymatiques, afin d'assurer une réduction suffisante de la population microbienne et d'empecher undéveloppement notable de la réaction de pkénoloxydase. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on ajoute au mélange de base de fruits et légumes un pourcentage d'eau de l'ordre de 5 pour cents des fruits et légumes mis en oeuvre afin d'assurer un rapport eaulmatières sèches suffisant pour le déroulement satisfaisant des réactions enzymatiques. 5. Procédé selon lune quelconque des revendications 1 a 4, caractérisé en ce que le pourcentage d'eau ajouté au mélange de base provient du liquide utilisé pour le blanchiment des produits avant la réaction enzymatique. 6. Procédé selon lune quelconque des revendications 1 a 5, caractérisé en ce que l'on élimine la quantite d'eau ajoutee au mélange pour permettre le bon déroulement des réactions enzymatiques par auto-evaporation du produit apres les réactions enzymatiques ou après la stérilisation du produit final. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 å 3, caratérisé en ce que l'on utilise les enzymes naturels non détruits au stade du blanchiment, pour leur activité protéolytique pendant la macération enzymatique. 8. Procéde selon l'une quelconque des revendications l à 3, caractérisé en ce que. au stade de la macération enzymatique, on introduit des enzymes protéolytiques naturels contenus dans des jus de fruits pressés, sélectionnés pour leur richesse en ces enzymes, de façon à rendre les protéines du mélange de fruits et légumes plus facilement assimilables. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 a 3, caractérisé en ce que l'équilibre eau/matières sèches nécessaire au bon déroulement des réactions enzymatiques mises en oeuvre est assuré par recyclage d'une certaine quantité de purée de fruits préalablement préparée suivant le même procédé enzymatique, ou de jus de fruits. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications l à 9, caractérisé en ce que l'on mixe violemment en fin de réaction le mélange de base afin d'obtenir un fluide susceptible d'être pompé. ll. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérise en ce que l'on élimine par filtration ou tamisage les résidus, par exemple les pépins. les fragments lignocellulosiques de taille supérieure à I mm. 12. Procédé selon les revendications 1 à ll, caractérisé en ce que l'on ajoute au produit issu des réactions-enzymatiques une certaine proportion de concentrés d'agrumes ou de fruits en vue de la préparation de cocktails et de nectars de fruits et légumes. 13. Procédé selon les revendications l à 12, caractérisé en ce que l'on ajoute au produit issu des réactions enzymatiques, additionné eventuellement de concentrés d'agrumes ou de fruits, des éléments nutritifs complémentaires naturels, tels que les miels, les produits sucrants, les produits riches en vitamines B, la vitamine C, les produits renfermants des acides aminés et des acides gras essentiels. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'on ajoute au produit issu des réactions enzymatiques, additionné éventuellement d'autres produits naturels complémentaires, des produits édulcorants. 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le produit alimentaire ainsi préparé est stérilisé par mélange à contre-courant du produit réchauffé avec une quantité d'eau surchauffée calculé de façon à ce que le rapport au total ajouté en cours de fabrication sur le concentré de fruits mis en oeuvre ne soit pas supérieur à cinq. 16. Procédé selon l'une quelconque des revendications l à 15, caractérisé en ce que le produit issu de la réaction enzymatique, additionné ou non de concentres de fruits, de miel, de produits sucrants ou édulcorant, de vitamines et de nutriments essentiels, est stérilise sur un appareil tubulaire, à plaque ou sur un appareil à surface raclée 17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que le produit alimentaire est lisse ou homogénéisé avant sterilisation. 18. Procéde selon l'une quelconque des revendications 1 17, caractérisé en ce que le produit stérilisé, eventuellement lissé et homogénéisé. est directement soumis à un conditionnement stérile, le cas échéant sous gaz neutre, soit pour vente directe au consommateur, soit en futs ou en conteneurs de plus grande taille en vue d'autres utilisations. 19. Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisée en ce qu'elle comprend un poste de tri manuel ou mécanisé des queues, sépales et autres (1), et un poste de lavage des fruits et legumes (2), suivi d'un poste de découpe ou de ripage des fruits et légumes (3), un appareil de blanchiment dynamique (4) où le blanchiment est effectué par de l'eau chaude qui est constamment recirculée par la pompe (5), réchauffée et élevée à la température de pasteurisation par l'échangeur (6), chambrée en t7) et refroidie à la température voulue dans l'echangeur (6) avant de retourner à l'appareil de blanchiment (4) ou dans le réacteur enzymatique (8). 20. Appareillage selon la revendication 19, caractérisé en ce que l'appareil utilisé pour le blanchiment comporte une auge en acier inoxydable ayant une partie à fond plat (30 > , une partie inclinée à fond plein (31), une partie inclinée à fond perforé (32), constituée de préférence de grilles à fissures, et enfin une partie superieure libre (40) permettant l'évacuation du produit, l'égouttage du produit blanchi se faisant le long de la partie (32) tandis que le liquide de blanchiment recueilli dans une goulotte (37) est évacue par une tubulure (38) et recirculé dans l'appareil de blanchiment (4), et un appareillage de contrOle (43) de la temperature du liquide recueilli dans la goulotte (37) avec régulateur de température et injecteur de vapeur, une chalne de contrle de niveau (42) étant prévue pour maintenir le niveau de liquide dans la goulotte (37), tandis que deux chalnes latérales (36) reliées par des palettes d'avancement font avancer le produit à blanchir dans l'appareil, le mouvement des chaînes étant assuré par un tourteau moteur (33) entraîne par moto-variateur, un ou deux tourteaux de queue (35) et un ou plusieurs tourteaux intermédiaires (34), une goulotte (44) étant prévue pour l'entrée du produit, un couvercle (45) protégeant partiellement la partie trempage de l'appareil de blanchiment (4) et la vidange complete dudit appareil de blanchiment (4) dans la goulotte (37) étant assurée par une tubulure (39). 21. Appareillage selon l'une quelconque des revendications 20 et 21, caractérisée en ce que, pour recevoir les fruits et légumes blanchis par l'appareil de blanchiment (4), on a prévu un réacteur enzymatique (8) qui est constitué par une cuve à circuit d'échange thermique externe, muni d'un agitateur (9) à vitesse variable afin d'assurer, d'une part, un brassage long et continu pendant la réaction enzymatique et, d'autre part, un mixage violent des produits en fin de réaction, le réacteur (8) pouvant être mis sous atmosphère d'azote contrblée pendant la réaction. 22. Appareillage selon l'une quelconque des revendications 19 à 21, caractérisé en ce que, après reprise du mélange mixé en fin de réaction enzymatique par une pompe (10), on filtre ou on tamise ledit mélange sur un filtre statique ou autonettoyant (-11) afin d'éliminer les pépins, parties cellulosiques, peaux et autres, non transformés par la réaction enzymatique. 23. Appareillage selon l'une quelconque des revendications 19 à 22, caractérisé en ce que, pour éliminer du mélange filtré et tamisé la quantite d'eau éventuellement ajoutée au niveau du blanchiment ou de la réaction enzymatique, on a prévu un ensemble de réchauffage par auto-évaporation, comprenant un bac tampon à niveau constant (12), une pompe de reprise (13), un échangeur de chaleur (14), un ballon de dégazage par auto-evaporation (15), relié à un circuit de condensation des buées de vapeur d'eau extraites et à une pompe à vide. 24. Appareillage selon l'une quelconque des revendications 20 à 23, caractérisé en ce que on a prévu un bac (18) muni d'un agitateur et d'un circuit externe d'échange thermique, pour recevoir le mélange sortant du ballon d'évaporation (15) et repris par une pompe (16), lissé ou homogénéisé en (17), et ce à des fins de stérilisation et de conditionnement. 25. Appareillage selon l'une quelconque des revendications 19 à 24, caractérisé en ce qu'elle comporte une station de dosage (19) pour la préparation et le dosage des miels, produits sucrants ou édulcorants, vitamines et autres additifs naturels que l'on ajoute au produit dans le bac de stockage (18). 26. Appareillage selon l'une quelconque des revendications 20 à 25, caractérisé en ce qu'il comporte un stérilisateur haute température (21) pour la stérilisation du produit préparé en (19) et une machine de conditionnement aseptique (22) pour conditionner le produit si stérilisé.