Brevet FR2784549A1 — publié le 20000421

INGREDIENT ISSU D'ALGUES MARINES La présente invention concerne la fabrication et l'utilisation d'un ingrédient produit à partir d'algues marines. Les algues marines sont bien connues pour la richesse de la plupart d'entre elles en polysaccharides dont les propriétés rhéologiques (texturantes) intéressent de nombreuses industries, et notamment le secteur agro-alimentaire. A l'heure actuelle, un nombre restreint d'espèces sont traitées industriellement pour la production d'agents de texture. Ceux-ci, s'agissant pour l'essentiel d'alginates, de carraghénanes et d'agars, se présentent sous forme purifiée, obtenus par des techniques d'extraction qui laissent les autres constituants des algues traitées à l'état de sous- produits non valorisés. Or, sont ainsi éliminées d'autres potentialités, notamment nutritionnelles, aromatiques et gustatives. On connait pourtant l'intérêt croissant des industriels de l'agro- alimentaire, de l'agri-industrie, de la pharmacie, de la para-pharmacie et de la cosmétique pour la composition biochimique des algues marines. L'invention résulte d'une réflexion et d'une recherche en vue d'une exploitation plus rationnelle et plus complète des algues marines, et étendue à un nombre d'espèces plus important, pour la production d'ingrédients multifonctionnels aux performances texturantes satisfaisantes. Elle consiste en un nouveau produit issu d'algues marines, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un ingrédient destiné à être intégré dans une composition pour y accomplir une fonction texturante, lequel ingrédient est obtenu par traitement des algues dont il est issu, et composé de l'ensemble de la matière sèche de celles- ci. L'invention s'étend à l'ensemble des algues marines brunes, vertes ou rouges possédant des potentialités rhéologiques intéressantes, dont peuvent être issus des produits utilisables ailleurs que dans le cadre de l'alimentation humaine, notamment en alimentation animale, dans l'agri-industrie et les industries pharmaceutique, para-pharmaceutique et cosmétique. Elle a toutefois été développée plus particulièrement en vue de la fabrication de produits alimentaires intermédiaires associant à la fonction principale texturante une ou plusieurs autres fonctions nutritionnelle, aromatisante, gustative, etc., et dans lesquels sont conservés par ailleurs l'ensemble des composants de la matrice algale; et par conséquent à partir d'algues marines propres à l'alimentation humaine, s'agissant notamment des espèces suivantes: dans la catégorie des algues brunes: Ascophyllum nodosum, Fucus vesiculosus et Fucus serratus, Himanthalia elongata, Undaria pinnatifida, Laminaria sp, Hizikia sp; dans la catégorie des algues vertes: Ulva sp, Enteromorpha sp; dans la catégorie des algues rouges: Chondrus crispus, Gracilaria sp, Eucheuma sp, Gelidium sp. L'invention concerne également le traitement effectué sur les différentes algues pour obtenir un ingrédient tel que défini précédemment aux propriétés optimisées, ainsi que l'utilisation finale de ces ingrédients, notamment dans des applications alimentaires telles que la fabrication de sauces, soupes, terrines, pâtés, produits retexturés ou reconstitués par exemple steak, légumes, fruits, bardes; mais aussi dans des applications agro- alimentaires autres (alimentation animale), agricoles, diététiques, pharmaceutiques, para-pharmaceutiques ou cosmétiques. Le traitement des algues est caractérisé par le fait qu'il comprend dans tous les cas une étape de lavage, puis une étape de broyage en fines particules jusqu'à atteindre une granulométrie de préférence inférieure à 120 p[m. Le lavage sert avant tout à éliminer les éléments étrangers tels que sable et cailloux. Il est avantageusement effectué à l'eau de mer, et complété alors éventuellement par un rinçage à l'eau douce. Le broyage peut être effectué sur de la matière algale déshydratée par un séchage industriel, ou bien sur de la matière algale préfanée (séchage naturel). Toutefois, le broyage peut aussi être effectué sur des algues fraîches. L'ingrédient obtenu peut se présenter sous forme de poudre ou farine. Cependant, en variante, et selon une autre caractéristique importante de l'invention, il peut également être produit sous forme semi-humide ou pâteuse, congelable, en vue de faciliter son incorporation dans la composition de certains produits finis. Pour l'essentiel, ce traitement est suffisant pour des algues rouges telles que Chondrus crispus dont la substance texturante consiste en des carraghénanes qui sont solubles à chaud. Ceux-ci seront donc libérés lors de l'utilisation finale de l'ingrédient, par un traitement thermique qui peut être la pasteurisation ou u- la stérilisation du produit hôte, pour gélifier ou épaissir au refroidissement. La force de gel peut être augmentée par ajout de potassium. D'autre part, si l'ingrédient doit être produit sous forme semi-humide, le broyage peut avoir été assez grossier (granulométrie de l'ordre de 1 mm par exemple). Le polysaccharide texturant présent dans les algues brunes est l'alginate, principalement sous la forme d'un sel de calcium lequel est insoluble. De même, sont insolubles les ulvanes d'ions divalents présents dans les algues vertes. Il conviendra donc, pour les algues brunes et les algues vertes, d'ajouter dans le traitement une étape d'activation du pouvoir texturant des polysaccharides précités au sein de la matrice algale, sans procéder à leur extraction: à savoir un échange d'ions pour transformer les alginates et ulvanes d'ions divalents en alginates et ulvanes de sodium. Cette étape pourra consister à transformer ces polysaccharides dans leur forme acide (lixiviation), en traitant l'algue finement broyée en milieu acide, puis à neutraliser la suspension en présence d'un agent complexant du calcium. Pour les algues vertes, l'étape de neutralisation devra alors être effectuée à chaud, de préférence à une température voisine de 70 C. En cas de broyage effectué sur des algues fraîches, il sera préférable de l'effectuer avec un broyeur colloïdal pour obtenir la finesse de broyage nécessaire à un échange d'ions satisfaisants. En outre, l'étape de lixiviation est mise en oeuvre en présence d'un agent complexant, par exemple de l'acide citrique, de préférence pendant une durée d'environ deux heures; et la suspension obtenue est agitée en permanence lors de la neutralisation qui dure i-w également environ deux heures, mais peut être raccourcie à environ une heure à chaud pour les algues vertes. Suite à l'étape de neutralisation, la suspension obtenue peut être congelée, ou bien déshydratée, par exemple par passage en étuve ou sur cylindre chauffant, puis dans ce cas faire l'objet d'un nouveau broyage pour être réduit en farine à la granulométrie désirée (de préférence de l'ordre de 120 tm). Le tableau 1 fait état en résumé de traitements effectués sur l'algue rouge Chondrus crispus et ayant donné des produits satisfaisants, validés par des tests relatifs aux propriétés escomptées. De même pour le tableau 2 concernant les algues brunes Fucus vesiculosus et Himanthalia elongata, ainsi que l'algue verte Ulva sp; et le tableau 3 concernant plus particulièrement l'algue brune Fucus vesiculosus. TABLEAU 1 Farine Pâte Stabilisation Séchage à 60 C Frais matière première dans un séchoir à broyé à 1 mm tabac congelé broyé TABLEAU 2 % Matière algale/brut = 10 % H2SO,/brut = 0,75 % Acide citrique/brut = 0, 75 ou 1,5 LIXIVIATION 2 heures à température ambiante dans un mélangeur à bras en Z % NaOH/brut = 1,0 ou 1,5 2 heures à température ambiante NEUTRALISATION dans un mélangeur à bras en Z 1 heure à 70 C pour Ulva sp STABILISATION Séchage dans étuve ventilée à 600C ou congélation BROYAGE Broyeur avec une grille de 120 pm TABLEAU 3 Fucus frais Fucus séché Fucus préfané Traitement de Matière première Matière première Matière première stabilisation de la fraîche déshydratée en séchoir préfanée matière première Broyée en particules à tabac à 60 C Déshydratée à l'étuve à d'l mm Broyée R: déshydraté sur cylindre chauffant puis broyé reportés avec plus de détail sur le mode opératoire. 1) Essai avec Chondrus crispus (algue rouge) Les algues après récolte sont lavées à l'eau de mer pendant 30 mn à raison de 10 litres pour 1 kg de matière algale brute, afin d'éliminer les éléments étrangers tels que sable et cailloux. L'eau de mer est ensuite éliminée par trempage des algues pendant 10 mn dans de l'eau douce à raison de litres pour 1 kg de matière algale brute. Les algues sont déshydratées dans une étuve ventilée à 100 C. Puis elles sont réduites en particules de plus en plus petites jusqu'à atteindre une granulométrie inférieure à 120 [m. Le rendement de production est de 20 % de farine par rapport à la masse d'algues brutes de départ, l'ingrédient obtenu étant composé de 100 % d'algue. Le tableau 1 précédent rend compte d'autres essais ayant donné des produits satisfaisants, validés par des tests sur les propriétés escomptées. 2) Essai avec Fucus vesiculosus (algue brunel Les algues après récolte sont lavées à l'eau de mer pendant 30 mn à raison de 10 litres d'eau de mer pour 1 kg de matière algale brute, pour éliminer les éléments étrangers. Les algues fraîches sont ensuite réduites par broyage jusqu'à obtention de particules de grosseur inférieure à 1 mm. Les particules sont lr dispersées dans de l'eau douce à raison de 0,23 litre d'eau pour 1 kg de particules. La suspension est broyée avec un broyeur colloïdal. De l'eau douce, de l'acide sulfurique, et de l'acide citrique, respectivement à proportion de 0,57 litre, 10,7 g d'acide concentré et 20 g pour 1 kg de particules sont ajoutés à la bouillie pour une étape de lixiviation dans un mélangeur à bras en Z à un pH voisin de 2. Le mélange est agité pendant deux heures à température ambiante. De la soude est ajoutée à la suspension (65 g de soude technique à 30,5 % de concentration pour 1 kg de particules) pour atteindre un pH sensiblement égal à 7. La suspension est agitée pendant 2 heures à température ambiante. La suspension visqueuse résultante est déshydratée sur un cylindre chauffant. Les particules déshydratées sont broyées pour atteindre une granulométrie inférieure à 120 plm. Le rendement de production est de 15 % de farine par rapport à la masse d'algues brutes de départ, soit un rendement en matière sèche de 94 %. L'ingrédient obtenu est composé de 76,5 % d'algues et de sels: 8,3 % de sulfate de sodium et 15,2 % de citrate de calcium. Suivent à titre illustratif les diagrammes du mode opératoire, respectivement pour la fabrication de terrines de poisson pasteurisées et la fabrication de soupes de poisson appertisées, avec utilisation d'un ingrédient selon l'invention. TERRINES DE POISSON PASTEURISEES PRÉ-MÉLANGE DE L'INGRÉDIENT CHAUFFER ALGAL AVEC D'AUTRES LE FUMET DE POISSON A 80 C AGENTS DE TEXTURE CLASSIQUES TELS QUE CASÉINATES I CHAUFFER MIXER 30" VITESSE RAPIDE LA MATIERE GRASSE A 80 C CHAIR DE POISSON MIXER PENDANT 30" DECONGELÉE VITESSE RAPIDE + SEL POUR EMULSIONNER + AUTRES INGRÉDIENTS I MIXER PENDANT 15" VITESSE RAPIDE POUR HOMOGÉNÉISER DOSAGE MANUEL EN BARQUETTES ET THERMOSCELLAGE PASTEURISATION A 90 MONTÉE 10 MINUTES PALIER 120 MINUTES REFROIDISSEMENT 60 MINUTES EN CELLULE DE REFROIDISSEMENT SOUPES DE POISSON APPERTISÉES PRÉ-MÉLANGE FABRICATION DE L'INGRÉDIENT D'UNE SOUPE DE POISSON ALGAL AVEC D'AUTRES AGENTS SELON UNE FORMULE STANDARD DE TEXTURE CLASSIQUES TELS MAINTENUE A 80 AU BAIN MARIE A QUE COUVERT PROTÉINES DE LAIT, AMIDON RÉHYDRATATION AVEC LE COMPLÉMENT D'EAU FROIDE A 100 % MÉLANGE DE LA BASE SOUPE A 80 C (87%) ET DES AGENTS DE TEXTURE RÉHYDRATÉS (13%) _ MIXER 15" POUR HOMOGÉNÉISER _ DOSAGE MANUEL EN BOCAUX ET CAPSULAGE STERILISATION A 117 C MONTÉE 15 MINUTES PALIER 90 MINUTES A 117 C REFROIDISSEMET 20 MINUTES AGITATION EN SORTIE DE STÉRILISATEUR (60 C A COEUR) Des essais effectués à ce jour, notamment sur la base des diagrammes précédents, il a été constaté que le pouvoir texturant en fonction de la quantité de matière algale de départ était sensiblement supérieur avec des ingrédients selon l'invention qu'avec un agent texturant purifié extrait de la même matière première (alginate pour le Fucus et carraghénanes pour le Chondrus). A titre indicatif, dans la fabrication de soupes et de terrines, il a été obtenu sensiblement le même pouvoir épaississant et la même qualité de gel avec des dosages équivalents de Chondrus crispus (matière sèche) et de carraghénanes purs. Pour les soupes, des tests de comparaison ont consisté à amener le produit fini à la même viscosité pour les deux agents de texture utilisés: ingrédient selon l'invention et agent texturant purifié, en identifiant les doses d'incorporation. Pour les terrines, le même protocole a été suivi, mais en mesurant le degré de gélification. Les produits finis ont ensuite donné lieu à une étude de consommateurs dont les résultats sont reportés dans les deux tableaux suivants: SOUPE DE POISSON Taux Remarques d'incorporation Ingrédient issu 0,5% Consommation: de FUCUS Pas de différences Alginate pur 0,3% significatives Ingrédient issu 0,25% Consommation: de CHONDRUS Pas de différences Carraghénanes 0,2% significatives TERRINE DE Taux Remarques POISSON d'incorporation Ingrédient 0,6% ou 0,8% Consommation: issu de Pas de différences CHONDRUS significatives 0,6% ou 0,8% Carraghénanes Intentions de reconsommation: le produit à base de CHONDRUS 0,6% a obtenu plus de réponses positives que l'ensemble des autres produits. REVENDICATIONS 1) Produit issu d'algues marines, caractérisé en ce qu'il est un ingrédient destiné à être intégré dans une composition pour y accomplir une fonction texturante, lequel ingrédient est obtenu par traitement des algues dont il est issu, et composé de l'ensemble de la matière sèche de celles-ci. 2) Produit selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est issu d'algues brunes, rouge ou vertes possédant des propriétés rhéologiques potentielles. 3) Produit selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est destiné à être intégré dans la composition de préparations alimentaires animales, pharmaceutiques, para-pharmaceutiques, cosmétiques, agricoles. 4) Produit selon la revendication 1 ou 3, caractérisé en ce qu'il est issu d'algues propres à l'alimentation humaine, pour être utilisable en alimentation humaine ou en diététique. ) Produit selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est issu des algues suivantes: dans la catégorie des algues brunes: Ascophyllum nodosum, Fucus vesiculosus et Fucus serratus, Himanthalia elongata, Undaria pinnatifida, Laminaria sp, Hizikia sp; dans la catégorie des algues vertes: Ulva sp, Enteromorpha sp; dans la catégorie des algues rouges: Chondrus crispus, Gracilaria sp, Eucheuma sp, Gelidium sp. 6) Produit selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il se présente sous forme de farine. 7) Produit selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il a une granulométrie inférieure à 120.m. 8) Produit selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il se présente sous forme semi- humide ou pâteuse, congelable. 9) Procédé de traitement d'algues marines pour fabriquer un produit selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de lavage des algues, et une étape de broyage. 10) Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que pour les algues brunes et les algues vertes, il comprend une étape d'activation du pouvoir texturant des polysaccharides contenus dans ces algues, sans extraction de ceux-ci. 11) Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite étape d'activation consiste en un échange d'ions faisant suite à l'étape de broyage, en vue de transformer les alginates de calcium et les ulvanes d'ions divalents présents respectivement dans les algues brunes et les algues vertes en alginates et ulvanes de sodium solubles. 12) Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'étape d'échange d'ions comprend une phase de lixiviation mise en oeuvre en milieu acide, en présence d'un agent complexant tel qu'acide citrique, suivie d'une phase de neutralisation mise en oeuvre avec de la soude. 13) Procédé selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de séchage et de broyage postérieure à ladite étape d'activation. 14) Utilisation d'un produit selon la revendications 4 ou 5, ou l'une des revendications 6 à 1I-- 8, elles-mêmes dépendantes de la revendication 4, dans la fabrication de sauces, soupes, terrines, pâtés, produits retexturés ou reconstitués dont steaks, légumes, fruits, bardes, préparations diététiques. or_