Brevet FR3073714A1 — publié le 20190524

Domaine technique de l'invention : La présente invention décrit un procédé de transformation de la vanille verte (fruit du vanillier, famille des Orchidaceae, genre Vanille), basé uniquement sur l'action de la ou les enzymes endogènes du fruit - sans aucun ajout d'enzymes exogènes ou autres produits, naturels ou non - et permettant d'obtenir une hydrolyse de la glucovanilline pratiquement complète (et des autres glycosides) en évitant pratiquement toute perte en vanilline (et leurs aglycones respectifs). Problématique et état de la technique antérieure : Le genre Vanilla compte plus d'une centaine d'espèces, dont la plus largement cultivée commercialement est Vanille planifolia G. Jackson [syn. V. fragrans Andrews, V. fragrans (Salisbury) Ames, etc...]. D'autres espèces, comme V. tahitensis J.W. Moore, V. pompona ou V. odorata, sont également cultivées dans un but commercial mais à une échelle moindre. Les espèces du genre Vanilla diffèrent, entre autres, par la composition en précurseurs glycosylés de leurs fruits verts. Ces précurseurs glycosylés peuvent être hydrolysés, par une ou plusieurs enzymes endogènes possédant une activité glucosidasique, et conduire à la libération de leurs aglycones respectifs, lesquels aglycones possèdent ou non des propriétés organoleptiques d'intérêt industriel. Cette hydrolyse se produit naturellement au cours de la maturation du fruit, mais à un stade très avancé pendant la sénescence - et également au cours des procédés de transformation mis au point par les hommes au cours des âges, qui diffèrent selon les zones de production et selon les espèces cultivées. Les aglycones ainsi libérés sont plus ou moins réactifs selon leur classe chimique et peuvent eux-mêmes devenir substrats de réactions secondaires conduisant à des modifications chimiques plus ou moins profondes de l'aglycone d'origine et dans des proportions plus ou moins importantes. Le cas d'école qui a été le plus étudié concerne la réactivité de la vanilline, l'aglycone libéré après l'hydrolyse de son précurseur, la glucovanilline, compte tenu de l'importance économique de cette molécule, notamment dans le fruit de l'espèce la plus cultivée, Vanilla planifolia G. Jackson. Cette réactivité conduirait à une polymérisation de la vanilline (sur le modèle des réactions de brunissements enzymatique ou non-enzymatique, type réactions de Maillard), ce qui se concrétise par des pertes en vanilline significatives par rapport au potentiel initial du fruit vert. Quelle que soit la nature exacte de ce phénomène, d'un point de vue technologique et industriel, la gestion de ces réactions antagonistes que sont l'hydrolyse de la glucovanilline et les pertes en vanilline est une problématique compliquée car : 2 1- elles se produisent simultanément, avec seulement un décalage de leur initiation dans le temps, puisque le produit de la 1' réaction, la vanilline, devient, au fur et à mesure qu'il est produit, et dès qu'il se trouve en concentration suffisante, le substrat de la 2nde réaction. 2- les conditions classiquement favorables à l'hydrolyse de la glucovanilline (notamment 5 température et activité de l'eau suffisantes) sont également les conditions favorables aux pertes en vanilline. 3- les conditions défavorables aux pertes en vanilline (température et/ou activité de l'eau suffisamment faibles) sont également des conditions classiquement défavorables à l'hydrolyse de la glucovanilline, et ne peuvent donc être appliquées que si l'hydrolyse est 10 presque complète, c'est-à-dire à un stade où les pertes en vanilline sont déjà significatives. Répondre à cette problématique peut se résumer fondamentalement à identifier des conditions favorables à l'hydrolyse de la glucovanilline et défavorables aux pertes en vanilline, c'est-à-dire à dissocier ces 2 réactions antagonistes dans le temps ; la solution 15 idéale étant d'identifier des conditions qui permettent d'empêcher totalement les pertes en vanilline, mais qui permettent néanmoins à l'hydrolyse de la glucovanilline de se dérouler. En pratique, le procédé traditionnel de transformation de la vanille le plus largement utilisé en zones de production (Madagascar notamment), et qui peut être considéré comme la 20 référence, conduit inévitablement à des pertes en vanilline supérieures à 50% du potentiel initial. Les solutions industrielles brevetées et basées sur l'action de l'enzyme endogène du fruit (USPO 2274120, USPO 2621127, USPO 2835591, USPO 3352690, USPO 3663238, EP 0354118B1, US 2011/0081448A1) ne permettent pas de répondre à la problématique 25 exposée car elles sont principalement basées sur l'optimisation de la cinétique d'hydrolyse de la glucovanilline (mise en contact entre enzyme et substrat, température, etc...), ce qui n'a pas un impact suffisant sur les pertes en vanilline car les 2 réactions antagonistes ne sont pas suffisamment dissociées. Les solutions industrielles basées sur l'ajout d'enzyme commerciale (WO 9304597A, 30 W02004/091316A1, WO 2010/066060A1, US 7803412B1) permettent d'accélérer notablement les cinétiques d'hydrolyse de la glucovanilline, et peuvent ainsi permettre de limiter considérablement les pertes en vanilline, même si les réactions de pertes en vanilline ne sont pas formellement arrêtées. Par contre, elles ont une incidence sur le profil aromatique global et présentent différents inconvénients (coûts de production plus élevés, 35 mise en oeuvre sur sites de production plus complexe, appellation des extraits de vanille obtenus, etc...). 3 Exposé de l'invention : Le procédé décrit selon le présent brevet permet de répondre à la problématique en évitant les différents inconvénients inhérents aux procédés brevetés antérieurement. En effet, le 5 principe de base de l'invention est de réaliser l'hydrolyse de la glucovanilline (et des autres glycosides) in situ par la ou les enzymes endogènes du fruit à des températures inférieures à 0°C, sans aucun autre ajout de produits exogènes, naturels ou non. Cette possibilité de réaliser une hydrolyse enzymatique des précurseurs glycosylés dans ces conditions de températures dans le fruit du vanillier est totalement contre-intuitive pour l'homme de l'art et 10 ne peut d'ailleurs conduire à des taux d'hydrolyse de la glucovanilline suffisamment élevés, qu'avec des fruits arrivés à un stade de maturité particulier, et ce, pour des raisons qui ne sont pas connues. Dans ces conditions de températures, la vanilline libérée reste chimiquement stable et ne devient pas substrat de réactions secondaires, ce qui permet de conserver son potentiel initial intact ou pratiquement intact ; ce phénomène concerne 15 également certains autres aglycones chimiquement réactifs. Le descriptif détaillé du procédé qui fait l'objet du présent brevet est le suivant : 1-Etape de maturation de la vanille : La vanille doit être récoltée à un stade de maturité 20 optimal et / ou être soumise à une étape de maturation post-récolte, par exemple sur le modèle de ce qui peut être réalisé avec certains fruits climatériques. Au fur et à mesure de l'avancement de cette maturation, les fruits qui sont considérés comme mûrs sont prélevés pour subir l'étape de traitement thermique décrite au paragraphe 2. L'homme de l'art sera à même de distinguer le fruit non mûr du fruit mûr sur la base de critères visuels connus des 25 professionnels du domaine et de son expérience de la vanille. Cette étape de tri de la vanille est primordiale car le stade de maturité est étroitement corrélé avec les taux d'hydrolyse de la glucovanilline (et autres glycosides) obtenus au cours de l'étape suivante. 2- Etape de traitement thermique : Les gousses sélectionnées dans l'étape précédente sont 30 placées à une température inférieure à 0°C mais pas inférieure à -15°C, la température optimale se situant entre -1°C et -8°C. Les gousses de vanille sont maintenues à ces températures pendant une durée comprise entre 2 jours et 50 jours, la durée optimale se situant entre 5 jours et 20 jours. Soumise à ces conditions de température, la vanille brunit progressivement et passe de sa couleur verte au stade de récolte habituel à une couleur 35 marron très foncée, voire noire. Cette étape de traitement thermique peut être réalisée sur gousses entières, découpées en morceaux ou broyées selon les étapes ultérieures de stabilisation et de stockage qui seront envisagées (extraction, séchage, etc...). 4 Exemple de réalisation de l'invention : 1.856 g de vanille verte d'origine de l'Île de la Réunion sont mis en maturation post-récolte 5 à réception dans un carton à température ambiante ; entre le jour de réception et la fin de l'étape de maturation, en l'occurrence 8 jours, des tris sont réalisés quotidiennement pour sélectionner la vanille considérée comme apte à subir la suite du procédé. La vanille sélectionnée est coupée en morceaux de 1 cm de longueur et 15% en masse de cette vanille sont prélevés au hasard et congelés à -18°C afin de constituer un 10 échantillonnage représentatif destiné à déterminer la valeur du potentiel initial en vanilline et servir de témoin. Les 85% restants sont placés dans un pot en verre et le pot est placé dans un congélateur dont le thermostat est réglé de façon à atteindre une température de la vanille de -2°C (le thermostat d'origine a été remplacé par un thermostat universel réglable sur une plage de régulation de température comprise entre +30°C et -30°C). 15 Cette opération est répétée quotidiennement pendant les 8 jours de maturation, jusqu'à ce que toutes les gousses de vanille aient mûri. A la fin de ce protocole, 278 g de vanille verte ont ainsi été congelées à -18°C, constituant le témoin, et 1.578 g de vanille verte ont été placées à -2°C, constituant l'essai. Après 15 j de traitement à -2°C, le 1 er pot est sorti et la vanille, devenue totalement brun 20 foncé, est placée à -18°C en attendant que le lot complet soit traité. Cette opération est répétée quotidiennement, et ainsi chaque pot qui a atteint 15 j de traitement est sorti et la vanille est stockée à -18°C. Lorsque le dernier pot est sorti, les 1.578 g de vanille sont mélangés et homogénéisés, et un échantillonnage représentatif, environ 15% de la masse totale, est prélevé afin de déterminer les teneurs en glucovanilline et vanilline de l'essai. 25 Le témoin montre une teneur en potentiel vanilline de 3,3 g/100 g de matière sèche (MS) dont 3,1 g/100 g MS sous forme glucovanilline et 0,2 g/100 g MS sous forme vanilline, alors que l'essai montre une teneur en potentiel vanilline de 3,2 g/100 g MS dont 0,3 g/100 MS sous forme de glucovanilline et 2,9 g/100 g MS sous forme de vanilline ; ce qui signifie que les pertes en vanilline peuvent être évaluées à 0,1 g/100 g MS (inférieures à la marge 30 d'erreur liée à l'échantillonnage, l'extraction et l'analyse) et le taux d'hydrolyse de la glucovanilline à 91% environ (que l'on tienne compte ou non d'une perte éventuelle en vanilline). On obtient donc par traitement de la vanille selon l'invention décrite, une hydrolyse de la glucovanilline pratiquement totale et des pertes en vanilline pratiquement nulles, du moins 35 non significatives. 5 Application industrielle : Compte tenu de sa simplicité, tant en termes de mise en oeuvre que de technologie utilisée, l'application industrielle de la présente invention est tout particulièrement destinée à la 5 transformation de la vanille verte, quelles que soient les espèces concernées. Les applications pourront néanmoins potentiellement être étendues à tout produit dont une activité enzymatique endogène libère une molécule d'intérêt instable à partir d'un précurseur, comme par exemple certaines molécules constitutives de l'arôme REVENDICATIONS1) Procédé de transformation de la vanille verte caractérisé en ce que les gousses de 5 vanille verte - entières, découpées en morceaux ou broyées - sont soumises après récolte à un traitement thermique à une température comprise entre 0 et -15°C pendant une durée comprise entre 2 et 50 jours. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le traitement thermique est 10 réalisé à une température comprise entre -1 et -8°C. 3) Procédé selon le revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le traitement thermique est réalisé pendant une durée comprise entre 5 et 20 jours. 15 4) Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les gousses de vanille verte ont été récoltées sur la plante à un stade de maturité optimal. 5) Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les gousses de vanille verte ont subi un traitement de maturation post-récolte adapté. 20