Brevet FR2644983A1 — publié le 19901005

L'invention concerne le domaine des produits alimentaires qui sont stabilisés et conditionnes en vue d'une lonoue conservation. Plus particulièrement, l'invention a pour objet de nouveaux produits de ce type, à base de protéines laitières et de sucres. A l'heure actuelle, on s'efforce de trouver des produits susceptibles de remplacer l'alimentation carne et permettant ainsi de répondre à des besoins nombreux pour l'alimentation des enfants, des sportifs, des pays en voie de développement et autres. te lait est une matière première qui est souvent disponible en large quantité et qui contient diverses protéines dont la valeur alimentaire est reconnue. 'a transformation du lait en fromage ne répond pas toujours aux besoins pratiques de la consommation, surtout s'il s'agit de mettre au point des produits alimentaires de longue conservation, qui, grâce à leur conditionnement stérile, sont indépendants de la chai ne du froid pour leur commercia- lisation.Dans le cas des produits à base de protéines lai- tières, on connaît déjà les traitements de stérilisation de type ultra-haute température (UHT) mais un tel traitement n'est pas toujours applicable directement en reison de instabilité thermique de certains laits, tels que le lait de chèvre ou de certains mélanges alimentaires à base de protéines laitières, lorsque celles-ci sont associées à d'autres composants, tels que des sucres, dont la présence est pourtant nécessaire pour la réalisation d'un aliment complet. L'invention a donc pour objet de nouveaux produits alimentaires de longue conservation, qui sont, apres un traitement de type UHT, mis en conditionnement sterile, sans présenter les inconvénients constatés lors des trai tements de stérilisation antérieurs, grâce à une stabi I isation physico-chimique des protéines laitières, celles-ci provenant d'un lait préalablement traité par ultrafiltration ou microfiltration. Les produits de l'invention peuvent se présenter sous des formes diverses, selon qu'ils sont additionnés ou non de matières grasses. les produits peuvent avoir la consistance d'une boisson ou se présenter comme des desserts, du genre des flans, la viscosité des produits pouvant donc varier de liquides coulant librement à des produits pâteux ou semi-solides. Sous sa forme la plus générale, la composition des nouveaux produits alimentaires est, en poids, par rapport à l'extrait sec total, la suivante: - 15 à 30 % de protéines laitières, - 60 à 80 % de sucres à assimilation rapide, - 2 à 15 % de sucres à assimilation lente, ladite composition étant stérilisée, notamment après traitement thermique UHT et conservée stérilement pour une longue conservation. A titre d'exemple. un produit liquide conforme à I'invention répond à la composition pondérale suivante: - environ 80 à 95% de rétentat d'ultrafiltration du lait, - environ 4,5 à 15% de sucres à assimilation rapide, - environ 0,5 à 5% en poids de sucres à assimilation lente, Selon l'invention, les protéines laitières sont constituées par l'ensemble des protéines contenues dans le lait d'origine. à savoir toute la caséine et les protéines sériques. ies protéines laitières mises en oeuvre proviennent en effet de l'ultrafiltration ou de la microfiltration des laits d'origines les plus diverses. ,es laits en question peuvent provenir de n'importe quelle femelle laitière, telles que vaches, brebis, chèvres, bufflesses, chamelles et outres. Pour la fabrication d'un produit alimentaire du genre d'une boisson, il est suffisant de réaliser une ultrafiltration ou une microfiltration du lait à un facteur de concentration modéré, par exemple de 1,2 à 1,5, car au-delà de telles valeurs, le rétentat peu; devenir trop visqueux et entraîner la nécessité d'une dilution ultérieure, ce qui rendrait la fabrication du produit moins économique. Toutefois, pour la fabrication d'un produit alimentaire du genre dessert, la viscosité peut être augmentée et l'on peut alors faire appel à des facteurs de concentration supérieurs. En général cependant, pour que l'ultrafiltration ou la microfiltration se déroule dans des conditions optimales, on préfère recourir à des facteurs de concentration modérés, par exemple de l'ordre de 1,2 à 2, l'ajustement de la viscosité finale du produit étant obtenue, dens le cas des desserts, par addition de matières grasses, comme on l'indiquera ci-après. 'ultrafiltration est réalisée dans des conditions connues de l'homme du métier, de manière à retenir toutes les protéines du lait. II en est de même si l'on réalise une microfiltration tangentielle, par exemple en utilisant des filtres ayant des diamètres de pore de l'ordre de 0,2 micron. On notera également que l'on peut soumettre à l'ultrafiltration ou à la microfiltration un lait ayant subi éventuellement au préalable une épuration bactérienne, par exemple à l'aide d'une microfiltration. Un traitement de microfiltration qui a donné de bons résultats est notamment celui décrit dans les brevets FR-7504479 et PACTISE 8500325, avec utilisation de membrane ayant un diamètre de pore égal à 1,4 micron environ. Ce traitement préalable, connu de l'homme du métier, permet d'accroître encore la sécurité de conservation du produit Egalement, ainsi qu'il est usuel, on fait subir avantageusement au lait provenant de la femelle laitière un écrémage, de préférence total, avant de le soumettre à l'opération d'ultrafiltration ou de microfiltration.Dans le produit de l'invention, il importe de retenir toutes les protéines du lait, le complément en matières grasses n'étant nécessaire que pour certains produits alimentaires et ce dans une étape ultérieure de la fabrication. Lorsqu'on utilise un rétentat d'ultrafiltration ou de microfiltration, comme on le préfère, les protéines laitières sont mélangées à une certaine quantité de lactose et de sels minéraux. Ces constituants ne sont aucunement nuisibles dans la composition finale du produit alimentaire. Pour ce qui est du lactose, il peut rentrer dans le cadre des sucres à assimilation rapide et pour les sels minéraux, la complémentation ainsi assurée ne peut être que bénéfique pour le consommateur. 'e deuxième constituant de la composition du produit alimentaire selon l'invention est un composant énerge- tique sous forme de sucres à assimilation rapide, provenant avantageusement de dattes ou de figues. On préfère utiliser des fruits naturels qui comportent essentiellement de la matière fibreuse et du sucre, auquel cas on broie finement les fruits pour ensuite les mélanger au sein du produit. Ze troisième constituant du produit selon l'invention consiste en des sucres à assimilation lente. Ces sucres peuvent etre de provenances très diverses, et sont essentiellements des amidons, par exemple de manioc, de mais, de blé, de mil ou de la fécule de pomme de terre. Cette liste n'est nullement limitative. Pour l'obtention d'un produit alimentaire du genre dessert, on ajoute à la composition définie précédemment une certaine quantité de matière grasse jusqu'à obtention de la consistance et de la viscosité désires, cette quantité représentant par exemple de 5 à 15% en poids environ de la composition totale. On peut utiliser bien entendu une crème ou matière grasse d'origine laitière, mais on peut également faire appel à des graisses d'origine animale ou végétale, seules ou en mélanges. Par exemple on peut utiliser un mé- lange comprenant 80% environ de creme de lait et 20% en poids environ d'une huile végétale peine qu'une huile de colza ou de coprah. Il est bien évident qu'on peut adapter le formulation de la matière grasse aux disponibilités locales. Comme il est usuel, le produit alimentaire contient d'autres additifs mineurs, tels que des arômes ou des stabilisants, par exemple E407. Dens le cas ot l'on part de produits naturels, telles que les dattes ou les figues pour obtenir les sucres à assimilation rapide, l'arôme peut provenir directement de ces fruits. II peut aussi etre renforcé par des arômes naturels ou synthétiques. Le produit final a une teneur en protéines de l'ordre de 30 gJkg è 60 glkg, par exemple une teneur de l'ordre de 40 g/kg. e mélange des constituants précites est ensuite traité thermiquement, pour être stabilisé avant d'être conditionne de manière stérile. le produit obtenu est stable et peut être facilement commercialisé. On e obtenu des résultats particulièrement inter- essants en utilisant le lait de chèvre, matière première particulièrement instable lors d'un traitement thermique de type UHT. L'homme du métier sait que, pour compenser cette instabilité, on a été obligé d'ajouter au lait de chèvre avant traitement UHT, des stabilisants chimiques, ou d'operer des étapes compliquées de précheuffage. De toutes façons, dans des mélanges alimentaires contenant, comme ceux de la présente invention, des produits provenant du lait de chevre, en presence d'autres composants pour I 1élaboration de desserts ou de boissons, la stabilité thermique est encore réduite et les expedients proposés jusqu'à présent sont inefficaces.Les fruits tendent à abaisser ie pH vers des zones critiques, etlou les composants très hygroscopiques (sucres courts, amidon ..... ) y provoquent aussi une réduc- tion sensible de l'hydratation des micelles de caséine. On a constaté au contraire selon l'invention que d'une façon surprenante une ultrafiltration ou microfiltration modérée du lait de chèvre permet une remarquable amélioration de la stabilité thermique et l'élaboration de desserts de longue conservation. Mais les autres matieres premières laitières, pouvant avoir une moindre sensibilité au traitement thermique, sont également stabilisées de manière satisfaisante grâce à l'invention. Sous un autre aspect, I'invention a aussi pour objet un procédé pour l'obtention des produits dont la composition a été indiquée précédemment, ledit procédé consistant å: (a) soumettre le lait, préalablement écrémé, à une ultrafiltration ou microfiltration jusqu'à un facteur de concentration modéré, (b) ajouter au retentant obtenu à l'étape (a), les autres constituants du produit, à savoir les sucres et éventuellement la matiere grasse, (c) mélanger intimement les constituants du mé- lange et homogénéiser celui-ci, (d) à soumettre le produit à un traitement thermique de type UHT, et (e) conditionner le produit de manière aseptique. Ainsi qu'on l'a dit précédemment, les facteurs de concentration varient le plus souvent entre 1,2 et 2. De préférence, l'écrémage du lait initial est total, en ce sens que l'ultrafiltration ou la microfiltration est réalisée sur un lait totalement écrémé. L'homogénéisation à l'étape (c) implique, corrige il est connu, l'application de pression élevée et de préférence aussi une élévation de température: par exemple on peut trs- veiller à des pressions de 150 à 250 kg/cm2 et à une tempe- rature voisine de 500C. ce traitement thermique de type UHT de l'étape (d) fait appel de manière connue au couple temps/température, cette dernière étant de l'ordre de 140 à 150 C, tendis que la durée est de l'ordre de quelques secondes à 60 secondes environ. D'une façon avantageuse, le traitement est réalisé par injection directe de vapeur. II est avantageux, pour encore améliorer la stabilité du produit, de lui faire subir avant le traitement UHT proprement dit, un chembrage en présence de stabilisant et un préchauffage à une température inférieure à 1200C pendant quelques minutes. Ces opérations préalables se sont avérées tout-à-fait optimales pour une meilleure stabilité. Enfin l'étape (e) de conditionnement aseptique est réalisée dans les conditions habituelles à la température ordinaire. L'invention sera encore il lustrée, sens être aucunement limitée par les deux exemples qui suivent, qui concernent des modes de réalisation préférés selon lesquels les protéines laitières proviennent d'un retentant d'ultrafiltration de lait. de chevre, les sucres à assimilation rapide sont apportés par des dattes, tandis que les amidons sont des amidons de manioc (tapioca) ou de mais modifié. Dans les exemples ci-après toutes les proportions sont indiquées en poids. EXEMPLE 1: Boisson lactée TRAITEMENT DU rAIT: * Réception de lait entier de composition moyenne (en g/kg): - matieres azotées totales (MAT) = 31 - matières protéiques (MP) : 28 - matieres grasses (MG) = 34 - lactose (L) = 43 - extrait sec total (EST) : 117 * Ecrèmage total à 450C Crème:Lait écrémé: - MP = 13-15 - MP = 29 - MG = 480-490 - MG = 1 - L = 13-15 - L =43 - EST = 520-530 - EST : 89 * Ultrafiltration du lait écrémé à 50 C Facteur de concentration de 1,5 fois Retentant: Perméet: - MP = 40 - PM = 0,5 - M.G = 1,5 - MG = 0 - L = 42 - L = 41 - EST = 96 - EST =52 FABRICATION DU MELANGE: Pour 100 1: - 93 kg de rétentat - 8 kg de dattes: 79% d'EST 74% de glucides 0,5% de M; 2,5% de MAT - 0,8 kg de farine de tapioca (hydratée dans 3.21 d'eau): 91% d'EST 88% de glucides 1,1% de MAT 0,5 de MG - arme (vanille 0,5%) - stabilisant E 407 300 ppm. HOMOGENEISATION: 1501250 kg/cm2 à 50 C TRAITEMENT THERMIQUE * Maturation en présence de stabilisants Addition de phosphate disodique (Na2HPO4, 12 H2O) environ 2 g/l et d'hydroxyde de sodium (NaOH) N/2, pH 7 (doses variant en fonction du pH et de la stabilité thermique initiale du lait) et maturation pendant 30 minutes à 45 C. * Préchauffage: 95 C/l min * Traitement UHT: de l'ordre de 143 C/10s, direct à injection de vapeur condidionnement aseptique à 20-250C CARACTERISTIQUES DU PRODUIT Le produit obtenu s'inscrit dans la gamme des boissons riches en protides et en glucides (produit diététique de l'effort d'apport glucidique) et a pour composition: pH = 6.95 EST = 165 gil Densité (å 200C) : 1,050 MAT = : 40 gil MG : 2 g/l Glucides = 110 g/l Calcium = 1,5 gll La stabilité et la stérilité du produit obtenu ont été vérifiées par étuvage à 300C pendant 21 jours et à 55 C pendant 8 jours. Ils se sont avérés stables, la variation de pH constatée était inférieure è 0,1 unité pH. EXEMPLE 2: Dessert lacté à base de lait de chèvre et de dattes TRAITEMENT DU LAIT: * Réception de lait entier de composition moyenne (en glkg): - matières azotées totales (MAT) : 31 matières protéiques (MP) : 28 - matières grasses (MG) = 34 - lactose (L) = 43 - extrait sec total (EST) = 117 * Ecrémage total è 450C Crème: Lait écrémé: - MP = 13-15 - MP : 29 - MG = 480-490 - t4G = 1 - L = 13-15 - L = 43 - EST = 520-530 - EST: 89 * Ultrafiltration du lait écrémé à 500C Fecteur de concentration 2 Rétentat:Perméat: - MP = 56 - MP : 0,5 - MG - 2 - MG = 0 - L : 42 - L = 41 - EST : 112 - EST: 52 FABRICATION DU MELANGE: Pour 100 kg: - 70 kg de rétentat - 10 kg de dattes: 79% d'EST 74% de glucides 0,5% de t4G 2,5% de MAT - 3 kg d'amidon de mais modifié: 86% d'EST 0,4% de MAT 0,6% de MG - 7 kg de crème - arôme (cacao 2%) - stabilisant E 407 0,25% HOMOGENEISATION 150/250 kg/cm2 à 500C TRAITEMENT THERMIQUE * Maturation en présence de stabilisants Addition de phosphate disodique (Na2HPO4, 12 H20) environ 2g/l et d'hydroxyde de sodium (NaOH) N12, pH 7 (doses variant avec le pH et la stabilité thermique initiale) et ma- turation pendant 30 minutes à 45 C. * Hydratation des constituants pulvérulents: 80 C/10 min. * Préchauffage: 95 C/2 min * Traitement UHT: de l'ordre de 143 C/10s direct à injection de vapeur conditionnement aseptique à 20-25 C CARACTERISTIQUES DU PRODUIT Le produit obtenu s'inscrit dans la gamme des desserts équilibrés (produit diététique dont l'énergie provient de 12-17% des protides, 30-35% des lipides et 50-55% des glucides) et a pour composition: pH = 6,8 EST = 220 glkg MAT 5 45 g /kg MG = 36 g/kg Glucides , 130 g/kg Calcium = 1,4g/kg La stabilité et la stérilisation du produit obtenu ont été vérifiées par étuvage à 300C pendant 21 jours et à 550C pendant 8 jours. Ils se sont avérés stables, la variation de pH constatée était inférieure à 0,1 unité pH. REVENDICATIONS 1. Produits alimentaires de longue conservation dont la composition est, en poids, par rapport à l'extrait sec total, la suivente: - 15 à 30 % de protéines laitières, - 60 à 80 % de sucres à assimilation rapide, - 2 à 15 % de sucres à assimilation lente, ledite composition étant stérilisée notamment apres traite- ment thermique type UHT et conservée stérilement pour une longue conservation. 2. Produits selon la revendication I, présentés sous forme liquide et répondant à la composition suivante (% en poids): - environ 80 à 95% de rétentat d'ultrafiltration du lait, - environ 4,5 à 15% de sucres à assimilation rapide, - environ 0,5 à 5% en poids de sucres à assimilation lente. 3. Produits selon l'une des revendications I ou 2 ayant une consistance pâteuse ou semi-solide et comprenant en outre 5 à 15% en poids environ par rapport à la composition totale d'une matière grasse d'origine laitière, animale ou végétale, ou de mélanges de telles matières grasses. 4. Produits selon l'une quelconque des revendica tions I à 3, caractérisés en ce que les protéines laitières sont obtenues par ultrafiltration ou microfiltration de lait à un facteur de concentration modéré, notamment de 1,2 à 2 environ. 5. Produits selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisés en ce que les sucres à assimilation rapide proviennent de dattes ou de figues. 6. Produits selon l'une quelconque des revendications I à 5, caractérisés en ce que les sucres à assimila- tion lente sont des amidons, par exemple de manioc, de mais, de blé, de mil ou de la fécule de pomme de terre. 7. Produits selon l'une quelconque des revendications I à 6, caractérisés en ce que les protéines laitières proviennent de lait de chèvre, en ce que les sucres à assimilation rapide proviennent de dattes et les sucres à assi- milation lente proviennent d'amidon de manioc ou de maïs. 8. Procédé pour l'obtention d'un produit selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, consistant a: (a) soumettre le lait, préalablement écrémé, à une ultrafiltration ou microfiltration jusqu'à un facteur de concentration modéré, (b) ajouter au rétentat obtenu à l'étape (a), les autres constituants du produit, à savoir les sucres et even- tuellement la matière grasse, (c) mélanger intimement les constituants du mé- lange et homogénéiser celui-ci, (d) soumettre le produit à un traitement thermique de type UHT et (e) conditionner le produit de manière aseptique. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que dans l'étape (a) le lait est totalement écrémé avant d'être soumis à l'ultrafiltration ou à la microfiltration. 10. Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce dans l'étape (c), l'homogénéisation implique l'application d'une pression élevée et de préférence une élévation concomitante de température, par exemple des pressions de 150 à 250 kgiem2 et des températures voisines de 500C. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le traitement thermique de type UHT de l'étape (d) utilise de manière connue le couple temps/température, cette dernière étant de l'ordre de 140 à i50 C tandis que la durée est de l'ordre de quelques secondes, par exemple de 10 secondes environ. 12. Procédé selon le revendication 11, caractérisé en ce le traitement thermique est réalisé par injection directe de vapeur. 13. Procédé selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que, avant le traitement UHT proprement dit, on soumet le produit à un chembrage en présence de stabilisants et à un préchauffage à une température inférieure à 1200C pendant quelques minutes. 14. Boissons et desserts comprenant les produits selon l'une quelconque des revendications I à 7 ou pouvant etre obtenus par le procédé selon l'une quelconque des re vendications 8 à 13.