Brevet FR2664288A1 — publié le 19920110

Procédé de bioconversion de matières grasses, notamment pour L'obtention de concentrés d'arômes La présente invention a pour objet un procédé de bioconversion de matières grasses, notamment pour L'obtention de concentrés d'arômes. Lesdites matières grasses peuvent être d'origine animale ou végétale La bioconversion des matières grasses, sous l'action de bioconverseurs -enzymes et/ou micro-organismes tels que champignons, bactéries, ou levures a fait L'objet de nombreuses études. Elle se déroule selon le schéma réactionnel ci-après Lipolyse Oxydation Glycérides A Acides gras libres f3-cétoacides Réduction / Décarboxylation Alcools secondaires t-- Méthylcétones Ladite bioconversion est mise en oeuvre à partir de glycérides (mono-, di- ou triglycérides et/ou d'acides gras libres). Elle peut notamment se Limiter à l'hydrolyse partielle de glycérides ou à La préparation de méthytcétones à partir de glycérides, généralement triglycérides et/ou à partir d'acides gras On s'est plus particutiérement intéressé, selon l'art antérieur, à la préparation de méthylcétones, dans la mesure ou, parmi les molécules aromatiques caractéristiques de la saveur des fromages à inclusion de "bleu", on trouve des methylcétones, et notamment L'heptanone-2 et ta nonanone-2 Ces motécutes résultent, naturellement, de la B-oxydation, suivie de la décarboxylation des acides gras correspondants (à un carbone de plus) par des enzymes présentes dans les spores et Le mycélium du champignon Penicillium roquefortii Des procédés faisant intervenir ce champignon ont éte décrits dans La Littérature brevet et notamment dans les brevets US 3,720,520 et US 4,832,964 De façon générale, on a décrit de nombreux procédés de préparation de concentrés d'arômes, par bioconversion de matières grasses, lesdits procédés consistant à faire agir, dans des émulsions huiLe-dans-eau (type crème), des champignons sous forme de spores ou de mycélium dispersé, ainsi qu'éventuellement des enzymes. Le milieu réactionnel a toujours consisté, selon l'art antérieur, en une émuLsion d'une phase lipidique dispersée dans une phase aqueuse continue. A titre de phase aqueuse continue, on a décrit l'utilisation d'eau, de Lait entier ou écrémé, de lactosérum. Ladite phase aqueuse contient lesFingrédients utiles à l'activité en son sein des bioconverseurs : du phosphate, des sels, des sucres, des caséinates de sodium... Elle contient également, de façon avantageuse, des émulsifiants. A titre de phase lipidique dispersée, on a notamment décrit L'utilisation de matière grasse animale brute (sous forme de lait entier, de crème, d'huile de beurre, de caillé, ...) ; de matière grasse végétale, fractionnée ou non ; d'acides gras libres, purs ou en méLange... On a maintenant trouvé, et cela constitue le principal objet de la présente invention, que la bioconversion de matières grasses, notamment en vue de la préparation de concentrés d'arômes, peut avantageusement être mise en oeuvre, en émulsion eau-dans-hui le On propose donc, selon L'invention, un procédé de bioconversion de matières grasses, d'origine animale ou végétale, mis en oeuvre au sein d'une émulsion, résultant de la dispersion d'une phase aqueuse dans une phase Lipidique continue, Ladite phase lipidique consistant essentiellement en Lesdites matières grasses Le procédé de l'invention peut être mis en oeuvre pour la bioconversion de tout type de matières grasses, d'origine animale ou végétale.Il est avantageusement mis en oeuvre pour La préparation de concentrés d'arômes à partir de tri- et/ou diet/ou monoglycérides et/ou acides gras Libres Lesdits acides gras libres comportent généralement au moins quatre atomes de carbone. Le procédé de L'invention peut être mis en oeuvre à d'autres fins. On peut réaliser notamment, selon l'invention, l'hydrolyse de matières grasses végétales, pour la préparation de médicaments destinés à lutter contre le disfonctionnement intestinal. On peut également modifier, selon L'invention, les propriétés rhéologiques et/ou nutritionnelles de matières grasses animales, destinées à la préparation d'un beurre. A partir de telles matières grasses, bioconverties selon l'invention, on peut, par exempLe, préparer un beurre plus tartinable. Selon L'invention, les matières grasses sur lesquelles agissent Les bioconverseurs constituent donc la phase continue de L'émulsion, au sein de laquelle on trouve, de façon dispersée, la phase aqueuse. L'obtention d'une telle emulsion -eau-dans-huile- pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention est à la portée de l'homme du métier. Celui-ci saura notamment en gérer la stabilité, en maîtrisant le paramètre agitation. Les bioconverseurs intervenant sont de type connu. Ils travaillent au sein de la phase aqueuse et sont généralement apportés avec celle-ci. La bioconversion de matières grasses selon L'invention, en émuLsion eau dans lesdites matières grasses, est notamment avantageuse en ce qu'elle est mise en oeuvre, dès le départ, en un mi Lieu riche en matière première à convertir. Un autre intérêt du procédé de L'invention est de pouvoir généralement séparer très rapidement L'une de l'autre, les phases aqueuse et lipidique. L'émulsion -eau dans huile- riche en huile est en effet très instable. Dès que L'agitation est stoppée, les deux phases se séparent Il est intéressant de pouvoir ainsi disposer rapidement de La phase riche en les produits recherchés. Le procédé de L'invention est mis en oeuvre au sein d'émulsions eau dans huile, dont la phase aqueuse représente généraLement, en volume, de 1 à 50 %. Avantageusement, le volume de ladite phase aqueuse représente environ 20 X du volume total de L'émulsion. La phase aqueuse peut être pratiquement réduite aux sphères d'hydratation des bioconverseurs intervenant. Plus le volume de ladite phase aqueuse est important, plus il convient d'agiter l'émulsion pour assurer sa stabilité. Les constituants -phase aqueuse et/ou phase lipidique des émulsions intervenant dans le procédé de L'invention peuvent être à base de dérivés Laitiers. Le procédé de L'invention permet notamment, selon certaines de ces variantes, de valoriser des sous-produits de l'industrie laitière. On peut ainsi, selon l'invention, utiliser comme phase lipidique une huile à bas point de fusion, obtenue à partir de matières grasses laitières, par fractionnement physique ou par distillation moléculaire. Ces deux procédés sont industriels. Il convient évidemment que le point de fusion de ladite huile soit inférieur à la température de mise en oeuvre du procédé, ce, afin d'éviter une cristallisation par tr-op importante de la matière grasse et par Là même, un risque de déstabilisation de L'émulsion. On peut notamment utiliser comme phase lipidique une huile de beurre dont le point de fusion est compris entre 12 et 180C. Le procédé de l'invention permet ainsi la valorisation de la fraction des matières grasses laitières dite en EUROPE, oléine. La phase aqueuse peut, elle, avantageusement consister en un perméat de lait, de lactosérum ou de tout autre dérivé laitier, obtenu par ultrafiltration. Le procédé de l'invention offre un débouché à ces sous-produits laitiers. Avant son utilisation dans Le procédé de l'invention, la phase lipidique, d'origine laitière ou non, peut etre lipolysée etou stérilisée. On a précisé que ladite phase lipidique consiste essentiellement en les matières grasses à bioconvertir. Elle contient évidemment, en outre, des vitamines liposolubles, des protéines, des sels minéraux, Avant son utilisation dans Le procédé de l'invention, la phase aqueuse est avantageusement stérilisée. Ledit procédé est généralement mis en oeuvre de la façon suivante : dans une cuve fortement agitée contenant la phase lipidique, L'émulsion est formée par lente incorporation de la phase aqueuse, renfermant les bioconverseurs. Les bioconverseurs peuvent toutefois être rajoutés après ou amenés avec la phase lipidique. La phase aqueuse doit contenir, de façon connue en soi, les substances tel le glucose, les phosphates, ... nécessaires au travail desdits bioconverseurs. Elle peut également, avantageusement contenir des agents émulsifiants et/ou des stabilisants. Les bioconversions mises en oeuvre sont connues en 501. Elles sont mises en oeuvre, selon L'invention, "en phase inverse". Les bioconverseurs -actifs à l'interface des gouttes d'eau, dispersées dans la phase lipidique sont choisis pour leur activité et compte tenu de la bioconversion souhaitée sur les matières grasses de départ. Ils sont choisis parmi les enzymes (lipases), les micro-organismes, tels que champignons ou levures ou bactéries. Leur choix, pour utilisation dans le procédé de l'invention, ne pose aucun problème à l'homme du métier. Le procédé de l'invention, à partir de glycérides, peut être mis en oeuvre en une seule ou deux étapes. Selon une première variante, des enzymes (lipases) convertissent préalablement lesdits glycérides en acides gras Libres. Après inactivation éventuelle desdites enzymes, on fait intervenir des micro-organismes. Si la matière première utilisée consiste en des acides gras libres, le procédé se limitera avantageusement à cette deuxième étape. Selon une seconde variante, préférée, on fait intervenir les micro-organismes directement sur lesdits glycérides, éventuellement avec des enzymes. Les micro-organismes intervenant sont avantageusement choisis parmi les champignons filamenteux. Les émulsions -eau-dans-huile- de L'invention (plus précisément leurs phases aqueuses), renferment donc généralement des champignons filamenteux, et éventuellement des lipases, des levures, des bactéries, ou d'autres champignons connus pour leur activité lipasique. Ces bioconverseurs, comme précisé ci-dessus, travaillent en phase aqueuse. Lesdits champignons filamenteux sont, par exemple, du genre Penicillium, Aspergillus, Trichoderma. Ils sont avantageusement choisis parmi Penicillium roquefortii, Penicillium camembertii, Aspergillus niger. La littérature mentionne la capacité de nombreux autres champignons filamenteux à oxyder les acides gras et/ou lipolyser les glycérides. Tous ces champignons peuvent être utilisés selon l'invention. Ils peuvent intervenir, dans le procédé de L'invention, sous forme de spores ou de mycélium. De façon connue en soi, les spores peuvent être brutes ou gonflées, libres ou immobilisées, dans des alginates de calcium par exemple. Le mycélium intervient, avantageusement dispersé. Dans le cadre de l'invention, on a cherché à optimiser la forme d'intervention dudit mycélium. Selon une première variante, qui constitue un autre objet de l'invention (son principal objet consistant en la forme de L'émulsion: eau-dans-huile), te mycélium intervenant contient des cellules perméabilisées. Sa préparation inclut une étape de fragilisation, généralement par broyage, de la paroi et/ou des membranes desdites cellules. Ce broyage peut être mécanique, réalisé par exemple à L'aide d'un Turrax ou résulter de l'action des ultrasons. Un tel mycélium, dont la paroi ettou les membranes des cellules ont été perméabilisées, est plus actif. Selon une seconde variante, qui constitue également un autre objet de l'invention, ledit mycélium intervient sous forme de pelotes (ou "pellets"). Cette variante est particulièrement préférée dans la mesure où lesdites pelotes sont aisément récupérables en fin de réaction et où l'on a observé que leur présence en cours de réaction stabilise l'émulsion eau-dans-huile. On obtient de telles pelotes (ou "pellets") en agitant le milieu de croissance du champignon. L'utilisation de pelotes pour la bioconversion de matières grasses, utilisation qui se révèle fort avantageuse dans le cadre de L'invention, est nouvelle. On a toutefois déjà décrit L'utilisation de champignons filamenteux sous forme de pelotes, notamment dans la préparation de l'acide citrique. Les pelotes utilisées présentent généralement un diamètre de quelques millimètres. Selon un autre aspect de l'invention, on a mis en évidence L'intérêt qu'il peut y avoir à mettre en oeuvre la bioconversion des matières grasses avec variation du paramètre d'oxygénation. L'homme du métier sait que l'aérobiose favorise la conversion des acides gras libres en méthylcétones, selon un procédé dénommé décarboxylation oxydative. On a présentement mis en évidence le fait que l'anaérobiose entrai ne, elle, la conversion des méthylcétones en alcools secondaires. L'obtention de ces dernières molécules peut présenter un intérêt, notamment lorsque la bioconversion des matières grasses est mise en oeuvre pour L'obtention de concentrés d'arômes. En effet, lesdits alcools secondaires, volatils, sont des composés d'arômes. En conséquence, par la pratique d'un séquenSaqe contrôlé de phases aérobies/anaérobies du procédé ou tout au moinS par variation du paramètre d'oxygénation, il est possible, selon l'invention, de produire des arômes différents en modifiant les proportions acides gras libres / méthylcétones / alcools seconda; res. L'aération du milieu réactionnel peut se faire par réel apport d'oxygène, injection d'air par exemple ou par simple brassage. Le paramètre d'oxygénation peut, dans ces conditions être modifié par diminution, voire d'arrêt dudit apport d'oxygène ou dudit brassage. Pour générer une réelle phase d'anaérobiose, on peut même prévoir l'injection d'azote. Selon sa principale caractéristique, le procédé de bioconversion de matières grasses, selon l'invention, est donc mis en oeuvre en émulsion eau-dans-huile. Il présente avantageusement, indépendamment ou en combinaison, Les autres caractéristiques ci-après - utilisation de matière grasse laitière fractionnée et liquide, à titre de phase lipidique ; - utilisation de perméat de lait ou de tout autre dérivé laitier, à titre de phase aqueuse ; - utilisation de spores ou de mycélium -contenant des cellules perméabilisées ou "conditionnées" en pelotes (ou "pellets")- de champignons filamenteux ; - paramètre d'oxygénation non constant. Il permet notamment, à partir de matières grasses, l'obtention de concentrés d'arômes. A l'issue du procédé de l'invention, la phase lipidique contient potentiellement plus d'arômes. A l'issue dudit procédé, on peut souhaiter arrêter la bioconversion, par inactivation des bioconverseurs, notamment par chauffage. Ceci n'est toutefois nullement obligatoire. On peut, en connaissance de cause, laisser la réaction se poursuivre au cours de l'utilisation du concentré d'arômes. Des arômes sont ainsi générés en continu. Les phases riches en arômes des émulsions de l'invention, plus particulièrement la phase lipidique, peuvent être utilisées telles quelles ou selon diverses variantes. On peut les concentrer -on peut par exemple diminuer la teneur en eau de la phase lipidique- ; les mettre sous forme de pâte, pour notamment les stabiliser bactériologiquement ; les transformer en poudre, notamment après séchage par atomisation. On rappelle ici que le procédé de l'invention ne vise pas uniquement la préparation de concentrés d'arômes. La bioconversion des matières grasses se révèle intéressante dans d'autres contextes, notamment ceux évoqués ci-dessus. La mise en oeuvre de l'invention est illustrée ci-après. a) Exemple de préparation de l'inoculum Le milieu de culture est constitué d'eau, de glucose (30 g/l), de corn steep liquor (60 gril). Le pH est ajusté à 4.0 unités. Glucose et source azotée sont stérilisés séparément à o 120 C pendant 15 mn. 205 ml de milieu sont introduits dans un erlen de 1 000 ml. Le taux d'inoculation est d'environ 5 millions de spores/ml de Penicillium roquefortii. L'erlen est placé sur une table d'agitation tournant à 200 tr/mn et thermostatée à 26 0C. La biomasse optimum est obtenue après 40 à 60 heures. Les pelotes de mycélium obtenues ont un diamètre d'environ 2 mm. Lesdites pelotes de mycélium peuvent être récupérées par simple filtration avant d'être introduites à la dose souhaitée dans le milieu de production d'arômes. b) Exemple de préparation de l'émulsion eau-dans-huile 50/50 500 ml d'huile de beurre à bas point de fusion (r150C > sont introduits dans une cuve agitable et thermostatable. Cette phase lipidique peut être lipolysée avant stérilisation à 1150C pendant 20 mn. La phase aqueuse est préparée séparément comme suit 500 ml de perméat de lait sont introduits dans un erlen, et supplémentés par du glucose (30 g/l), du phosphate (0,2 M) et 1.0 % d'émulsifiants (dimodan LS). Cette phase est stérilisée séparément telle la phase grasse. Avant formation de l'émulsion, biomasse et éventuellement, enzymes sont ajoutées stérilement dans l'erlen contenant ladite phase aqueuse. Stérilement, on introduit alors lentement ladite phase aqueuse dans la cuve de phase lipidique maintenue sous agitation. L'émulsion eau dans l'huile ainsi obtenue peut être incubée. c) Exemple de mise en oeuvre du procédé de l'invention Une huile de beurre, lipolysée, à bas point de fusion ( 150C) est utilisée pour former une émulsion 50/50 dans les conditions de l'exemple b. L'émulsion résultante est à 250 meq/l. Elle est ensemencée par environ 5 millions de spores/ml de Penicillium roquefortii. L'incubation est menée à 260C, sous une agitation de 300 tr/mn et une aération d'environ 0.1 VVM (0,12 VVM). L'unique figure jointe visualise la cinétique de production des méthylcétones au cours des 50 heures d'incubation de l'émulsion eau-dans- huile, qui présente un fort arôme de fromage type bleu. REVENDICATIONS 1. Procédé de bioconversion de matières grasses d'origine animale ou végétale, caractérisé en ce que ladite bioconversion est mise en oeuvre au sein d'une émulsion, résultant de la dispersion d'une phase aqueuse dans une phase lipidique continue ; ladite phase lipidique consistant essentiellement en lesdites matières grasses. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre pour l'obtention de concentrés d'arômes ; ladite phase lipidique consistant essentiellement en des tri- et/ou diet/ou monoglycérides et/ou acides gras libres. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite phase aqueuse représente de 1 à 50 % en volume de ladite émulsion. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'une au moins des phases de ladite émulsion est à base de dérivés laitiers. 5. Procédé selon L'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite phase lipidique consiste en une huile à bas point de fusion, obtenue à partir de matières grasses laitières, par fractionnement physique ou distillation moléculaire. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite phase lipidique consiste en une huile de beurre dont le point de fusion est compris entre 12 et 180C. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite phase aqueuse est principalement composée de perméat de lait, de lactosérum ou de tout autre dérivé laitier, obtenu par ultrafiltration. 8. Procédé selon L'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite phase aqueuse contient des champignons filamenteux, sous forme de spores ou de mycélium et éventuellement des lipases, des levures, des bactéries, ou d'autres champignons connus pour leur activité lipasique. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits champignons filamenteux sont du genre Penicillium, Aspergillus, Trichoderma et sont avantageusement choisis parmi Penicillium roquefortii, Penicillium camembertii, Aspergillus niger. 10. Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que le mycélium contient des cellules perméabilisées. 11. Procédé selon L'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que le mycélium intervient sous forme de pelotes. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre avec variation du paramètre d'oxygénation.