Brevet FR2902607A1 — publié le 20071228

1) Ce brevet protège les droits de fabrication d'un produit utilisé en craker, en amuse-bouche, petit déjeuner ou produit alimentaire extrudé à partir d'hydrolysats de protéines végétales ou 10 animales, la teneur en protéines du produit final (N x 6.25: N représentant le taux d'azote) étant égale ou supérieure à 60%, et pouvant atteindre 92 %. 2) Les hydrolysats sont produits à partir de protéines végétales, animales ou de fermentation exemple : blé, pois, maïs, pomme de terre, soja, riz, sésame, quinoa, sarrasin, guar, algue, 15 micro algues ou tous autres concentrats ou isolats protéiques d'une teneur en protéines du produit final (N x 6.25) supérieures à 60% obtenus à partir de céréales, légumineuses, fruits, semences, téguments, albumens. Les hydrolysats étant également appelés peptides ou polypeptides sont majoritairement solubles dans l'eau dans une gamme de pH allant de 3 à 11. 20 3) Les hydrolysats repris en 1 sont également produits à partir de protéines animales : lait ou fraction de lait (à partir des caséines, lactosérum) d'une teneur en protéines du produit final (N x 6.25) égale ou supérieure à 60%. 25 4) Les hydrolysats repris en 2 et 3 sont produits à partir d'enzymes protéolytiques préférentiellement ou par hydrolyse acide ou basique. Le poids moléculaire étant compris entre 200 et 100 000 Dalton avec une préférence pour les poids moléculaires compris entre 200 et 20 000 Dalton. 30 5) L'hydrolyse peut être suivie d'une filtration, micro ou ultra filtration, centrifugation, décantation et séparation de toute nature destinée à séparer les hydrolysats des autres éléments du substrat (fibres, gommes, amidons, lipides, minéraux, glucides, polyols...) et en augmenter la teneur en protéines totales au-dessus d'une valeur de 60%. 1 6) Les hydrolysats sont réduits en poudre ou préférentiellement granulés, la taille étant comprise entre 50 microns et 3 mm avec une préférence de dimension comprise entre 200 microns et 1 mm. 7) Le séchage des hydrolysats est effectué par tous moyens de séchages classiques connus de l'homme de l'art, séchage par nébulisation (atomisation), séchage sur rouleaux, micro-ondes, micro-ondes sous vide, séchage flash, tambour ou tambour sous vide, lyophilisation. 8) La détermination de la teneur en protéines est calculée par méthode de minéralisation 10 (appelée KJELDHAL, DIGESDHAL ou autre), l'azote total déterminé étant affecté d'un coefficient multiplicateur de 6.25 utilisé et connu de tous les hommes de l'art. 9) L'extrusion est un moyen de présentation des hydrolysats de protéines sous forme solide, permettant un effet craquant de par les dimensions du produit fini, ce produit pouvant être 15 présenté sous toutes formes pouvant être avalées, mastiquées, croquées par la dent (exemple non limitatif de formes extrudées : voir tableau 4). 10) L'hydrolysat peut être extrudé sans additif, la poudre fine ou granulée de préférence étant avant ou pendant la phase d'extrusion additivée d'eau pour une valeur comprise entre 5 et 20 40% par rapport à la matière sèche totale, préférentiellement une teneur comprise entre 8 et 30%. 11) L'hydrolysat peut être extrudé avec l'aide d'agents levants ou expansants tels que le bicarbonate de sodium, sa teneur étant comprise entre 0.1 et 3% par rapport à la masse totale 25 avec une préférence de 0.5 à 1.5%. 12) L'hydrolysat peut être extrudé en additivant des agents d'expansion complémentaires tels que l'acide citrique, ascorbique ou tout autre acide organique ou minéral permettant, du fait de la réaction entre un acide et le bicarbonate de sodium, de réaliser un dégagement de gaz 30 carbonique augmentant l'effet d'expansion. 13) L'hydrolysat avant d'être extrudé ou, pendant la phase de mélange dans les vis de l'extrudeur, peut être additivé de tous produits ou molécules, organiques ou minérales, végétales ou animales, de telle sorte que la teneur en protéines du produit final (N x 6.25) reste égale ou supérieure à 60%. 14) Les produits repris au 13 pouvant être des arômes, des agents de textures, des produits à effets nutritionnels, molécules pharmaceutiques, diététiques, anti-oxydantes, anti-radicalaires, pré ou pro biotiques, de toutes compositions glucidique, lipidique, protéique, fibreuse, terpénique...dans le respect des dispositions des hydrolysats repris en 1. 15) Les produits repris en 13 et 14 pouvant être des protéines végétales ou animales. 10 16) L'utilisation des hydrolysats de protéines extrudés, décrite dans le présent brevet, est l'application des crakers, amuse bouche, petits déjeuners ou produit alimentaire à haute teneur en protéines destinée à l'alimentation humaine ou animale (pharmacie, diététique, vétérinaire et tous produits alimentaires en règle générale) pour les effets nutritionnels, satiété, anti 15 obésité, anti cholestérol, anabolisme musculaire, amincissement, stress musculaire et tous autres effets développés par les hydrolysats de protéines. 17) Ces produits repris en 1 peuvent, après extrusion être soumis à un enrobage comprenant des agents de sapidité (exemple : sel), des arômes sous forme de poudre ou d'huiles ou un 20 mélange des deux ou, pendant la phase de mélange de l'extrusion, recevoir en continu l'injection d'arômes en poudre ou huile aromatisant dans la masse. 18) L'extrusion est réalisée par procédé dénommé extrusion bi vis comportant deux vis tournant dans le même sens à l'intérieur d'un fourreau ; la vitesse de rotation des vis étant 25 comprise entre 180 tours/mn et 1000 T/mn avec une préférence pour une rotation comprise entre 300 et 800 T/mn. 19) L'extrusion des hydrolysats reprise en 1, reprise en 14 est réalisée à une teneur en température supérieure à 20 C et inférieure à 150 C, avec ou sans régulation, avec une 30 préférence de température comprise entre 20 et 130 C, la température variant suivant les différents manchons de fourreaux. La température de sortie des hydrolysats extrudés ,mesurée à l'intérieur de la plaque avant convergente (tpac) peut varier de 40 C à 110 C suivant régulations. 20) La pression de l'extrusion mesurée à l'intérieur du fourreau au niveau de la plaque avant, peut varier de 3 à 100 MPas (3 et 100 Bar) de préférence 10 à 60 Bar, en fonction de la vitesse des vis, de la charge de produit, de la teneur en eau. 21) L'apport d'eau dans la vis, pour la formation d'une pâte, est proportionnelle au débit du produit dans les vis ; La teneur en eau du produit circulant dans les vis est comprise entre 5 et 40%, préférentiellement entre 8 et 30%. 22) Un couteau rotatif raclant est installé contre la plaque avant, en sortie d'extrudeur et comprend de 1 à 4 lames. Sa vitesse de rotation est comprise entre 500 et 4000 tours /minute en fonction de la longueur des produits extrudés à obtenir. ART CONNU ACTUELLEMENT DANS LES PROCEDES D'EXTRUSION Brevets déposés concernant soit les hydrolysats de protéines, soit les produits extrudés Brevet JP 2005102571 û La teneur en protéines non hydrolysées étant inférieure à 60%. Brevet GB 1261299 û Pour l'utilisation de protéines pour application de fibres plastiques. Brevet US 2004161519 - Sur l'utilisation de protéines de lactosérum non hydrolysées pour production de produits alimentaires. Brevet US 2003003104 û Sur l'extrusion comportant une structure fibreuse à partir de protéines provenant de lactosérum. Brevet FR 2803721 û Procédé d'extrusion de caséinate à partir de la caséine en poudre, protéine non soluble provenant du lait. Brevet EP 0910961 - Sur l'extrusion d'hydrolysats de protéines pour la formation de films, d'enrobages, de feuilles, utilisés pour l'emballage. Brevet JP 7008177 - Pour la production par extrusion de produits alimentaires protéinés, à faible teneur calorifique. Brevet US 5427809 û Pour la production par extrusion de produit alimentaire de type couscous à partir de farine de blé dur. Brevet JP 6209728 û Pour la préparation de gâteau de riz par extrusion. Brevet JP 63157937 û Pour la préparation de matières premières alimentaires par extrusion. Brevet GB 2085273 û Pour la production par extrusion de snacks de protéines de lait mélange de caséinate et de caséine, de protéines de soja et de protéines de céréales. La teneur globale en protéines variant de 51 à 95% du poids sec, ce brevet ne fait pas mention d'hydrolysats revendiqués dans le présent brevet. Brevet FR 2574254 û Préparation par extrusion de produits diététiques de type tablettes de chewing-gum par utilisation de protéines et autres ingrédients. Brevet MXPA 04000480 û Pour la préparation d'hydrolysats de protéines de lait pour l'industrie alimentaire. Ce brevet ne fait pas mention d'extrusion revendiquée dans le présent brevet. Brevet US 2004151738 û Pour la préparation de produits diététiques à base d'hydrolysats de protéines de levures. Brevet GB 685376 û Procédé pour la préparation d'hydrolysats de gluten à destination de l'alimentation animale. Brevet US 5000968 û Procédé de fabrication de crakers par utilisation d'enzymes protéolytiques pour formation de peptides. Brevet JP 9191831 û Pour la production de snacks, tortillas, crakers à faible taux de lipides par extrusion d'un mélange à base de farine ou semoule de féculent. Brevet GB 1099711 û Pour la préparation de composés aromatiques comprenant des protéines et hydrolysats de protéines, ce brevet ne faisant pas mention d'extrusion comme dans le présent brevet. Exemples de recettes : Tableau 1 Recette Rl à R6 en poids (Kilos) par batch Ingrédient RI R2 R3 R4 RS R6 hydrolysat protéine blé 20 20 20 20 20 20 hydrolysat ou protéine laitière 10 10 10 10 10 10 lysine 1,07 1,07 1 1 1 bicarbonate de sodium 0,36 0,36 acide citrique ou ascorbique 0,36 0, 36 malto-dextrine 1,79 1,79 fructose 0,36 0,36 sel 0,36 0,36 arôme tomate (poudre) 0,9 arôme liquide pizza (base huile) 0,63 huile de moutarde ou autre huile 1,43 Les arômes des recettes R3, R5, R6 étant extrudés dans la masse avec les autres composants, 25 pour les autres recettes, l'aromatisation s'effectue par enrobage ultérieur ou laissés nature. Paramètres machine : Tableau 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Recette 2 2 3 1 1 4 4 4 4 5 6 Filière 3*2,8 3*2,8 3*2,8 3*2,8 1*2,8 1*2,8 Etoile Patte Zigzag Zigzag Zigzag Doseur (kg/h) 70 90 90 45 45 45 45 45 45 55 65 Eau (1/h) 6 8 8 13 13 13 13 11 13 13 9 Vitesse (rpm) 180 250 250 325 325 325 325 325 325 550 350 Intensité (A) 78 77 53 35 34 33 39 32 33 25 40 Pression 21 24 13 13 22 22 27 13 14 3 11 (bars) TI ( C) 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 T2 ( C) 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 50 T3 ( C) 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 T4 ( C) 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 T5 ( C) 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 Tpac ( C) 99 99 98 102 90 100 82 82 85 92 97 Nb lame 1 1 1 1 2 2 4 4 4 4 4 Vitesse lame 3000 3700 4000 2000 1600 1300 2500 900 1200 1000 1200 (rpm) Ces paramètres ont été fixés sur un extrudeur bi vis dont la filière débouche sur un orifice pouvant posséder différentes formes telles que présentées dans le tableau 3. L'expansion réalisée en sortie est d'un facteur compris entre 2 et 10, dépendant de la recette, du nombre d'orifices en sortie de filière. Par exemple, dans le tableau 2, la mention filière : 3*2,8 représente 3 orifices circulaires d'un diamètre de 2,8 mm, cette forme servant à produire des bâtonnets ou des curly . 6 REVENDICATIONS 1- Procédé de préparation d'extrudats d'hydrolysats de protéine et d'additifs à partir d'hydrolysats de protéines végétales ou animales caractérisé en ce qu'on soumet les dits hydrolysats à une extrusion à une température supérieure à 20 C et inférieure à 150 C avec ou sans régulation au moyen d'un dispositif d'extrusion bi-vis comportant au moins un orifice de forme étudiée pour une présentation en forme de cracker. 2- Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le poids moléculaire étant compris entre 200 et 100 000 dalton avec une préférence pour les poids moléculaires compris entre 15 200 et 20 000 dalton.. 3- Procédé selon la revendication 1 et la revendication 2 dans lequel la vitesse de rotation des bi-vis est comprise entre 180 t/min et 1000 t/min. 20 4- Procédé selon la revendication 1 et la revendication 2 caractérisé en ce que le chauffage au cours de l'extrusion est réalisé au moyen de manchons dont la température est comprise entre 20 et 150 C. 5- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le dispositif d'extrusion 25 bi-vis comporte une plaque avant convergente dont la température varie de 40 à 110 C. 6- Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel la pression à l'intérieur du fourreau est comprise entre 3 et 100 bars, de préférence de 10 et 60 bars. 30 7- Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le dispositif d'extrusion comporte un couteau rotatif raclant muni de 1 à 4 lames dont la vitesse de rotation est comprise entre 500 et 4000 t/min en fonction de la longueur des produits extrudés. 8- Procédé de préparation d'extrudats d'hydrolysats de protéine selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'hydrolyse est effectuée à partir de protéines végétales, animales ou de fermentation au moyen d'enzymes protéolytiques ou par hydrolyse acide ou basique pour obtenir des polypeptides ou des peptides majoritairement solubles dans l'eau. 9- Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'extrusion est réalisée à partir de poudre ou de granulés, la teneur en eau étant ajustée avant ou pendant l'extrusion entre 5 et 40 % par rapport à la matière sèche totale, la teneur en eau du produit fini, après extrusion, étant comprise entre 4 et 15 %. 10)- Procédé selon les revendications 1 à 9 caractérisé en ce que la teneur finale en protéines du produit fini est égale ou supérieure à 60 %. 11)- Procédé selon les revendications 1 à 9 dans lequel l'extrusion est réalisée si désiré, en présence d'agents levants ou expansants. 12)- Procédé selon les revendications 1 à 9 dans lequel l'hydrolysat de protéine est réduit en poudre ou granulé avant extrusion. 13)- Hydrolysats de protéines sous forme extrudée obtenus par le procédé des revendications 1 à 9 possédant une teneur protéique (N x 6.25 N représentant le taux d'azote après minéralisation) finale en sortie d'extrudeur égale ou supérieure à 60 % et un poids moléculaire compris entre 200 et 100.000 daltons. 14)- Hydrolysats de protéines extrudés obtenus par le procédé selon la revendication 1, caractérisé en qu'ils sont aromatisés, soit dans la masse du produit par un mélange avec des arômes en poudre ou huile, avant extrusion ou pendant l'extrusion par injection, soit par enrobage post-extrusion en utilisant des poudres ou des huiles pulvérisées, après séchage éventuel complémentaire. 15)- Utilisation des hydrolysats selon les revendications 10 et 11 sous forme de crackers, snacks, amuse bouche et autres spécialités alimentaires à destination de l'alimentation humaine et animale pour les effets nutritionnels, les effets de satiété, anti-obésité, anti- cholestérol, l'anabolisme musculaire et amincissement, le stress musculaire et tous autres effets développés par les hydrolysats de protéines, à déguster secs ou mélangés dans un liquide. 15 20 25 30 35 40 45