Brevet FR2661072A1 — publié le 19911025

PROCEDE PERMETTANT L'ELABORATION AMELIOREE DE PRODUITS ALIMENTAIRES FORMULES A BASE DE SUBSTANCES AMYLACEES La présente invention concerne les produits alimentaires et ceux présentant les caractères de produits diététiques. Le secteur technique de l'invention est celui de l'utilisation d'additifs et de substituts de la farine et des produits amylacés en vue de l'élaboration de produits du type pain, pâtisserie, biscottes, galettes et pâtes alimentaires ou produits amylacés d'emploi extemporané ou de produits extrudés. II est bien précisé que l'invention vise exclusivement le domaine des produits présentant les caractères organo-leptiques et les aptitudes à l'utilisation des produits définis ci-dessus, à l'exclusion des divers produits alimentaires dont l'aspect, le goût, I'emploi seraient différents et s'écarteraient des caractères traditionnellement reconnus aux produits intéressés par ladite invention. L'ensemble de ces produits présente pour point commun une teneur élevée en farine de céréales, et notamment en farine de blé ou de pommes de terre. Par exemple, le pain est élaboré essentiellement par combinaison de deux ingrédients de base : la farine à raison de 100 kg et l'eau, à raison de 60 kg, qui donnent après mélange et pétrissage en association avec des ingrédients classiques (sels, levures) 160 kg de pâte environ. Après cuisson on obtient environ 130 kg de pain, de sorte que l'on exprime généralement le rendement de la quantité de farine et de la quantité de pain, sous le terme de taux de conversion. Ce taux de conversion est habituellement de 130 ; ce qui signifie que 100 kg de farine permettent d'obtenir 130 kg de pain. II en est de même, à quelques pourcentages près, pour les autres produits de boulangerie, pâtisserie, biscuiterie, viennoiserie formulés à base de farine de céréales, bien que certains d'entre eux puissent se différencier légèrement par l'incorporation de graisses alimentaires. Cet additif lipidique permet essentiellement d'accroître la valeur nutritive de ces produits alimentaires, ou bien d'améliorer les qualités olfacto-gustatives des préparations obtenues, sans toutefois échapper au domaine de l'invention. C'est également le cas pour une forme de produits apparue récemment, et qui sont obtenus par extrusion ou pour d'autres encore destinés à une utilisation extemporanée par simple dilution dans un véhicule aqueux et qui se caractérisent par une teneur prédominante en un constituant de type farine, fécule ou amidon. II est bien connu que les produits du type pain, pâtisserie, biscottes, galettes, et pâtes alimentaires, etc... sont des produits traditionnels, clairement reconnaissables par le consommateur, en raison de leurs caractères propres et de leur valeur nutritive. Ces produits sont élaborés à certaines variantes près, compte tenu des habitudes locales, selon le même processus habituel et classique. Ils correspondent dans le cas du pain, à une tradition ancestrale dont l'objet primitif consistait essentiellement à fournir à l'organisme humain, sous une forme pratique, un apport alimentaire complet. A l'âge du berceau, correspondait une alimentation exclusivement lactée. Elle était compléte puisque cet aliment naturel apportait les glucides, lipides, protides, sels minéraux et vitamines nécessaires à la croissance et au développement du nourrisson. La suite était traditionnellement assurée par le pain, obtenu selon le cas à partir de farine de blé seule, ou associée à d'autres céréales ou féculents.Cet aliment est en effet capable d'apporter les nutriments de base nécessaires à l'homme : glucides (amidon) et protides (gluten ou autres protéines végétales). Outre le pain, on peut citer également les purées de pommes de terre, les crèmes de riz, etc... ou des produits dont l'emploi s'est généralisé ces dernières années et qui sont obtenus par extrusion ou cuisson sous vide. A l'époque actuelle, où l'économie de disette est révolue dans les pays occidentaux, se posent des problèmes liés principalement à l'excessive richesse de notre alimentation et aux troubles pathologiques liés à une situation de pléthore alimentaire. Ainsi la nécessité - nouvelle à ce jour - de réduire l'apport glucidique ou même l'apport calorique de notre alimentation, fruit de la tradition, doit être prise en considération. De même les contraintes de la vie moderne ont entraîné l'essor de produits alimentaires amylacés nouveaux de préparation rapide : soupes, purées, etc... Cependant, cette évolution soulève des difficultés, dès lors qu'elle porte atteinte aux habitudes alimentaires. Ainsi les divers produits alimentaires qui ne présentent pas les caractères apparents des préparations habituelles sont difficilement acceptés ce qui est particulièrement le cas pour les produits dérivés de la panification, qui doivent présenter les qualités habituelles qui permettent leur reconnaissance par les consommateurs. De nombreux essais ont été réalisés en vue de modifier la valeur nutritive des préparations traditionnelles faites à base de farine ou de fécule, ou de poudre de céréales. Les essais les plus nombreux ont visé à accroître la valeur nutritive par addition de substances alimentaires déjà connues et utilisées par ailleurs : gluten, farine d'oeuf, lait concentré ou poudre de lait ou lactosérum ou fromage, soja ou farine de soja, farines de légumineuses ou d'autres graminées que le blé, germes de céréales, miel, sucre, protéolysats divers ou acides aminés, farine de riz, beurre ou autres corps gras, etc... Ces essais correspondent aux préoccupations des pays sous développés et sous alimentés. D'autres plus rares et plus récents visent à réduire l'apport calorique de cette classe d'aliments par emploi de diverses substances du type alpha-cellulose, algues marines ou mucilages, son et issues de farines, xylitol et dérivés glucidiques etc... Parfois divers ingrédients tels que ceux que nous évoquons sont aussi utilisés à faible dose comme substances exhaustrices de goût. II faut noter que la plupart de ces tentatives ont échoué pour deux raisons essentielles. D'une part, la réduction calorique ne parvient pas à atteindre 25 à 30 % de l'apport du produit de base et, d'autre part, les caractères des produits obtenus sont toujours éloignés de ceux habituellement reconnus aux produits traditionnels dans ce domaine, de sorte que la substitution n'a jamais pu être réalisée à ce jour. Le principal objectif de la présente invention est de permettre l'élaboration de produits traditionnellement formulés à base de farine ou d'amidon et d'eau, soit en améliorant les caractères techniques et organo-leptiques des produits obtenus, soit en facilitant leur préparation extemporanée, soit encore en réduisant sensiblement le pourcentage des substances amylacées, sans jamais modifier les caractères habituellement reconnus à ce type de produits, de sorte que les habitudes ne sont jamais bouleversées. Cette modification de la teneur en amidon apporté par la farine ou les substances amylacées, peut répondre à deux préoccupations divergentes : réduire l'apport glucidique et calorique de ce type d'aliment et substituer aux glucides de la farine, les protéines indispensables au développement de l'enfant et à la santé de l'homme, sous une forme alimentaire à la fois classique et économique. Cet objectif est atteint par le procédé de l'invention qui consiste à incorporer dans la formulation desdits produits une protéine coagulable du lait. Les protéines coagulables du lait permettent ainsi, à concentration faible ou modérée et employées seules, d'améliorer les qualités techniques des produits obtenus. A concentration élevée, ces protéines jouent un double rôle : elles apportent par elles-mêmes une valeur nutritive liée à leur caractère de protéines assimilables, et de plus elles améliorent les qualités techniques autorisant l'incorporation d'ingrédients divers et variés dans de fortes proportions, sans modifier les caractères habituels des produits alimentaires du type pain, pâtisserie, biscottes, galettes, pâtes alimentaires etc... de sorte que les produits obtenus sont en apparence et par leur emploi identiques aux produits habituels. Le produit de base qui, selon les proportions, peut être ainsi considéré comme un simple additif ou comme un substitut de la farine ou des substances amylacées, est défini sous le terme générique de "protéine coagulable du lait". Cette définition recouvre l'ensemble des substances obtenues par coagulation du lait provoquée par tout procédé : enzymatique, chimique ou thermique. II est bien connu que le composant principal de ces protéines coagulables du lait est la caséine. Cette protéine est en l'état actuel de l'économie, un sous-produit de l'industrie laitière. Elle est disponible en grandes quantités, notamment comme sous-produit de la préparation des fromages et des produits du type yaourts. Le lactosérum constitue environ 3,3 % du poids total du lait. II est constitué d'un mélange de caséine, de lactalbumine et de lactoglobuline. La caséine est le constituant principal de ce mélange de protéines. II faut noter accessoirement que la caséine peut être obtenue à partir de produits végétaux, et notamment de graines de soja. La présence de caséine contribue à la stabilité de l'émulsion naturelle que constitue le lait. Elle possède des propriétés émulsionnantes douces qui permettent de disperser les globules de graisse au sein du lactosérum. En outre, nous rappellerons qu'elle constitue la seule source de protéines alimentaires complètes indispensables à la croissance du nourrisson. Elle est disponible, soit sous forme de solution - le lactosérum - ou de solutions aqueuses de sels alcalins ou alcalino-terreux de caséine (sels de sodium, potassium, calcium ou sels mixtes notamment) soit sous forme de poudres obtenues par séchage ou atomisation de ces solutions. II est nécessaire de préciser que toutes ces sources de caséine sont utilisables, mais que les résultats les plus satisfaisants sont obtenus avec la caséine sèche, pour des raisons de propreté microbiologique et pour des raisons de conservation essentiellement, et sous forme rapidement dispersible. Cette caratéristique implique à la fois * une forte concentration en protéines, au delà de 70 % et si possible 95 %, * une finesse de la poudre utilisée, qui doit pouvoir se mélanger à la farine et gonfler rapidement dans l'eau, * une aptitude à la dispersion dans l'eau obtenue au plus haut point avec les caséines solubles telles que la caséine potassique, la caséine sodique, la caséine calcique ou les produits salifiés mixtes. Les meilleurs résulats lors de nos essais ont été obtenus avec la caséine sodique, ou la caséine sodico-calcique, en poudre fine, de granulométrie inférieure à 500 11. Grâce à de bons caractères de pureté obtenus avec les procédés industriels modernes, ce sous-produit de l'industrie laitière n'altère pas le goût ni l'aspect, ni la consistance des préparations classiques du type pain, pâtisserie, biscottes ou pâtes alimentaires ou poudres amylacées extemporanées ou extrudées. Il est capable, lorsqu'il est utilisé seul et en faibles proportions, d'améliorer la qualité de ces préparations. En effet, I'expérience a permis de démontrer l'obtention de résultats inattendus par substitution de la caséine à un pourcentage limité de farine ou de fécule. Dans ces conditions, la caséine qui est le constituant de base, objet de l'invention, agit comme "améliorant technique". II est apparu ainsi que l'addition de cet ingrédient dans de faibles proportions, de l'ordre de 0,1 à 5 %, modifie les propriétés mécaniques et plastiques de la pâte, après mélange avec l'eau et les autres éléments de la formulation (sel et levures, etc...). Sa présence facilite l'incorporation d'eau au mélange de farine ou d'amidon et accélére sa mouillabilité et son gonflement. Elle permet de constituer une trame protéique renforcée et souple, telle que la forme habituellement le gluten. Ce résultat est obtenu sans le recours à des méthodes particulières ou à un matériel spécial, mais simplement en appliquant les procédés classiques de fabrication. Cet ingrédient permet de fixer une proportion plus importante d'eau dans la pâte, accroissant ainsi la "dilution" de la farine, et permet de porter le taux de conversion, précédemment défini, à des valeurs supérieures à 130. Il améliore la tenue, la consistance et la viscosité de la pâte et facilite la transformation de sa texture (aérée et alvéolaire) au cours de la fermentation éventuelle.Lors de la cuisson, probablement en raison de sa résistance à la dénaturation thermique - propriété exceptionnelle pour un constituant protéique - il permet d'obtenir des produits plus développés, dont la croûte est bien formée, alors que la mie conserve une structure améliorée et plus légère. II permet de prolonger la durée de conservation, notamment en freinant la perte et le dessèchement des produits. II n'altére pas la saveur des produits mais au contraire flatte le goût du consommateur. D'autre part, en raison de ses propriétés particulières d'améliorant technique de fabrication et d'utilisation, cet ingrédient autorise l'emploi d'autres additifs substituts de la farine ou de la fécule, sans perte des qualités habituellement reconnues aux produits finis traditionnels. Alors que les tentatives précédentes ne permettaient pas de remplacer plus de 25 % environ des produits amylacés par d'autres substances, sans altérer sensiblement les caractères des produits finaux obtenus, I'emploi de cet ingrédient peut être combiné avec diverses substances visant à diluer ou enrichir la composition de l'aliment en matières glucidiques. Ainsi, I'un des objectifs atteint grâce à l'invention peut être l'élaboration de produits gardant leur caractère traditionnel mais présentant une teneur réduite en amidon. Ce type de produits destinés plus particulièrement aux régimes hypoglucidiques et notamment aux diabétiques est obtenu par remplacement de la farine par des protéines coagulables du lait, et plus particulièrement de la caséine, associées au son (issues de céréales) et au gluten. A titre d'exemple, nous indiquerons la formule ci-dessous: Pour 1000 de pain cuit: - Farine de blé 27,0g - Protéines coagulables du lait (caséine) 12,5 g - Issues de céréales 7,5 g - Gluten 2,5 9 Le produit répondant à cette formule, présente un apport glucidique sensiblement réduit, voisin de moitié du taux habituel. Le taux de conversion est voisin de 2. Mais si on évalue le rapport quantité de farine (à l'exclusion des additifs) - quantité de pain, il est de 3,7. II est obtenu simplement en mélangeant ces composants avant de les inclure dans le procédé habituel de fabrication, par incorporation d'eau, sel, levures, etc... Par ailleurs, cet ingrédient de base améliore les conditions techniques de fabrication ou d'utilisation, de sorte qu'il autorise l'incorporation de constituants inertes en fortes proportions, permettant ainsi d'obtenir des produits conservant leurs caractères et aspects habituels, mais induisant un apport sensiblement réduit en calories. Les restrictions caloriques recommandées chez les individus obéses et pléthoriques sont obtenues essentiellement par réduction des lipides (corps gras) et des glucides (amidon). Un autre objet de l'invention est aussi de permettre l'obtention de produits dans lesquels les constituants de nature amylacée sont sensiblement réduits grâce à l'incorporation de substances acaloriques non assimilables à des taux élevés ce qui ne serait pas techniquement possible en l'absence de caséine. La caséine joue alors le double rôle d'améliorant et de diluant de glucides. A titre d'exemple non limitatif, nous citerons la formule suivante concernant les produits panifiables Pour 100 Q de pain cuit: - Farine 27,25 g - Protéines coagulables du lait 10,00 g - Issues de meunerie 3,75 g - Kaolin colloïdal 5,00 g Cette formule permet d'obtenir du pain, à raison d'un taux de conversion élevé. Par rapport à la quantité totale des ingrédients il est de 2,17 mais rapporté à la farine seule, il est de 3,63. Sa teneur en glucides est 2,8 fois moins élevée que celle d'un pain normal et son apport calorique est réduit de moitié par rapport aux produits classiques correspondants. De la même manière d'autres ingrédients inertes non assimilables d'origine minérale, végétale ou animale peuvent être utilisés. Nous pensons à l'argile et au talc ou à la cellulose microcristalline (excipient de synthèse utilisé dans l'élaboration des formes sèches pharmaceutiques) ou à des celluloses naturelles, dextroses, pectines, mucilages, etc... d'origine végétale ou encore à des hydrocolloides, des mucilages non assimilables : Alginates, Amorphophallus Konjax, pectines, etc... Dans ce cas, il est recommandé de substituer une partie des substances amylacées, quelle que soit son origine, par les protéines coagulables du lait, ou mieux la caséine, seule ou associée à divers autres diluants tels que ceux décrits précédemment. Par ailleurs de telles formulations ont l'avantage d'améliorer le transit intestinal et de réduire les phénomènes de constipation qui accompagnent souvent les régimes de restriction. Dans le même esprit, il est permis grâce à l'emploi de l'améliorant, objet de l'invention, de fabriquer diverses préparations fortement enrichies en protéines, dans le but d'améliorer leur valeur alimentaire. Les protéines coagulables du lait et la caséine naturelle ou de préférence salifiée, permettent de remplacer une proportion importante de farine ou de fécule. Cet ingrédient en luimême agit comme améliorant et comme source de protéines complètes assimilables ou éventuellement avec d'autres éléments protéiques associés tels que : gluten, gélatine ou gélatine hydrolysée, hydrolysats protéiques, acides aminés, etc... A titre d'illustration nous citerons une formule de pain répondant à cet objectif particulier. Par comparaison au pain normal, elle apporte une quantité de farine 2,8 fois plus faible et en remplacement une quantité de protéines qui représente 2,3 fois celle de la farine. Pour 1009 de pain: - Farine 27,50 g - Protéines coagulables du lait 15,00 g - Gélatine semi-hydrolysée 7,15 g - Gluten 2,50 g De la même manière que pour les produits du type pain, biscuits, biscottes, galettes, etc..., il est possible de substituer une partie du constituant amylacé par les protéines coagulables du lait. Soit pour améliorer les qualités techniques, soit pour réduire la teneur en glucides par dilution de l'amidon, soit pour obtenir un produit hypocalorique par subsitution de l'amidon à l'aide de produits inertes, soit pour obtenir un produit enrichi en protéines assimilables. Le taux de substitution global de la substance amylacée, permis par l'emploi de l'ingrédient de base, est toujours élevé et de préférence compris entre 10 et 50 %. II n'a rien de commun avec les faibles teneurs auxquelles les protéines de lait peuvent être utilisables comme exhausteur de goût. Sur le plan des applications possibles, nous citerons également les formes de produits formulés à base de substances amylacées et plus particulièrement les produits à préparation extemporanée par dilution dans l'eau chaude et'ou le lait, par exemple les crèmes de riz, blédines de céréales, purées en flocons, soupes en poudre, préparations pour extrusion, etc... REVENDICATIONS 1. Procédé permettant l'élaboration améliorée de produits alimentaires formulés à base de substances amylacées, CARACTERISE EN CE QU' il consiste à incorporer dans lesdites formula tions une protéine coagulable du lait. 2. Procédé selon la Revendication 1, CARACTERISE EN CE QUE ladite protéine coagulable du lait est la caséine. 3. Procédé selon la Revendication 1 ou 2, CARACTERISE EN CE QUE ladite protéine est constituée par des sels alcalins et'ou alcalino-terreux de caséine. 4. Procédé selon la Revendication 3, CARACTERISE EN CE QUE la caséine est utilisée sous forme de poudre fine de granulomètrie inférieure à 500 . 5. Procédé selon l'une quelconque des Revendications 2 à 4, CARACTERISE EN CE QUE la caséine est incorporée à titre d'additif comme adjuvant technique dans ledites formulations, dans une proportion comprise entre 0,1 et 5 %. 6. Procédé selon l'une quelconque des Revendications 2 à 4, CARACTERISE EN CE QUE la caséine est incorporée dans lesdites formulations à titre de substitut des substances amylacées, dans une proportion non inférieure à 10 %. 7. Procédé selon l'une quelconque des Revendications 2 à 4 ou selon la Revendication 6, CARACTERISE EN CE QU' il consiste à incorporer en outre des substances inertes et acaloriques comme substituts des substances amylacées. 8. Procédé selon la Revendication 7, CARACTERISE EN CE QUE lesdites substances inertes et acaloriques sont choisies parmi les issues de céréales, le kaolin colloïdal, I'argile, le talc, la cellulose végétale ou de synthèse, les hydrocolloides, les mucilages. 9. Procédé selon l'une quelconque des Revendications 2 à 4 ou selon la Revendication 6, CARACTERISE EN CE QU' il consiste à incorporer en outre des substances protéiques complémentaires comme substituts des substances amylacées. 10. Procédé selon la Revendication 9, CARACTERISE EN CE QUE lesdites substances pro téiques complémentaires sont choisies parmi le gluten, la gélatine, les hydrolysats protéiques. 11. Procédé selon la Revendication 7 ou 9, CARACTERISE EN CE QUE le taux de substitution global des substances amylacées est compris en 10 et 50 %.