Brevet FR3106726A1 — publié le 20210806

L’invention concerne des extrudats et un procédé de préparation d’un extrait riche en phycobiliprotéines à partir de biomasse d’origine végétale (BOV), comprenant au moins les étapes qui consistent à obtenir d’une solution (1) par mélange d’une pâte de BOV, d’eau et d’un texturant, mettre en contact de la solution (1) avec une solution (2) contenant des cations multivalents et obtenir de l’extrait par infusion des extrudats résultants dans un volume d’eau ou de milieu aqueux ou hydrophile, dans lequel les phycobiliprotéines diffusent. Préparation d’un extrait riche en phycobiliprotéines La présente invention se rapporte à la préparation d’un extrait riche en phycobiliprotéines, en particulier à partir de biomasse d’origine végétale. Les phycobiliprotéines (PBP) sont des polymères naturels de protéines présents notamment dans les cyanobactéries, les Rhodophytes et les Glaucocystophytes, ainsi que libres dans le lumen des thylakoïdes chez les Cryptophytes. On rassemble sous le terme de biomasse d’origine végétale toutes les familles d’organismes dont le métabolisme repose sur la capture de l’énergie lumineuse. On trouve parmi ces organismes photosynthétiques des eucaryotes, tels que les algues et les microalgues, et des procaryotes, tels que les cyanobactéries, lesquelles se caractérisent par la présence en grande quantité de phycobiliprotéines, hydrosolubles. L'extraction des phycobiliprotéines à partir de biomasse d’origine végétale riche en phycobiliprotéines (BOV) est un processus complexe, d’autant plus que les molécules des PBP sont particulièrement fragiles. Par ailleurs, de nombreuses méthodes permettent d’extraire les PBP à partir de BOV : Selon les procédés à l’état de l’art, il est toujours nécessaire de déstructurer les cellules de BOV par destruction de leurs enveloppes membranaires délimitant le cytoplasme cellulaire, pour réaliser un homogénat cellulaire composé d’organites, de fragments et de substrat cytoplasmique, puis d’en extraire les PBP. Cette lyse des enveloppes cellulaires est principalement opérée par plusieurs types de procédés uniques ou en association comme : par voie mécanique (par ex. utilisation d’ultrasons, de choc de pression, broyage par moulins à billes, chocs cryogéniques par cycles gel-dégel), par choc osmotique (par ex. cf document CN1273795) par voie chimique (par ex. traitement acide, ), par voie enzymatique (par ex. traitement au lysozyme), par dessiccation, ou par une combinaison des méthodes susmentionnées. L’extraction des PBP est ensuite opérée sur la masse résultante par des procédés de raffinage classiques comme : la centrifugation, la filtration (cross-flow, dead-end ou dialyse, gel filtration, filtration tangentielle cf document FR2789399) la diffusion passive dans un solvant aqueux (eau, et/ou glycérine cf document WO20140451177) ou par une combinaison des méthodes susmentionnées. Ces méthodes présentent des inconvénients, notamment du fait que la destruction des structures cellulaires est couteuse en temps, en énergie et en moyens. Ces phases séquencées de lyse puis d’extraction peuvent également impacter la qualité de l’extrait résultant, du fait de la fragilité et de la sensibilité des PBP à la température, à la lumière, à l’oxydation ouvrant la voie à des dégradations des PBR, protéines fragiles. Sur le marché des compléments alimentaires, il est possible de trouver des extraits secs ou en solutions de PBP. Les formes de conditionnement des produits commercialisés sont variées : extraits secs en gélules contenant de la poudre sèche ou contenant des extraits pouvant être texturés avec des alginates, du chitosan, en solution libre ou sous forme de capsules ou de perles d’alginate de sodium obtenues par la réaction d'une solution contenant des ions calcium sur un mélange de PBP et d'alginate de sodium comme c’est communément pratiqué en cuisine moléculaire. Il existe aussi des gélules de spiruline fraîche, destinées à être ingérées, par ex. celles présentées dans le document CN101322568 qui décrit des gélules contenant, outre la spiruline, de l’alginate de sodium, du chitosan, des additifs et du chlorure de calcium, puis pasteurisées dans un emballage contenant de l'eau. La diffusion de PBP au cours du stockage à température ambiante n'est pas évoquée alors que, compte tenu de la coloration bleue intense des solutions de PC, elle n’aurait pas manqué d’être remarquée. Lorsque ces gélules sont immergées dans un milieu reproduisant la lumière intestinale (37°C, pH 7.59), elles se dissolvent en moins d'une heure, libérant la spiruline. Ces gélules ont un rôle galénique, visant à protéger les principes actifs pendant le stockage, à faciliter leur ingestion et à libérer des PBP uniquement au niveau de l’intestin. Elles ne peuvent donc être utilisées pour réaliser par exemple une boisson contenant des PBP. Le but de la présente invention est de proposer un procédé de production d’extrait riche en PBP à partir de BOV qui soit plus rapide et dont le rendement soit optimisé. Conformément à l’invention, un procédé de préparation d’un extrait riche en PBP à partir de biomasse d’origine végétale BOV, comprend au moins les étapes a, b et c qui consistent à : obtenir une solution (1) par mélange de BOV, d’eau et d’un texturant. mettre en contact la solution (1) avec une solution (2) contenant des cations multivalents notamment pour former des extrudats non solubles. obtenir l’extrait riche en phycobiliprotéines par infusion des extrudats issus des étapes a. et b. dans un milieu aqueux ou hydrophile. Dans une forme d’exécution, le texturant contenu dans la solution (1) est choisi parmi l’acide alginique et ses dérivés. De préférence, les cations multivalents de la solution (2) sont des ions calcium. Dans une forme d’exécution, les extrudats obtenus peuvent être conservées par réfrigération, congélation ou lyophilisation avant infusion. De préférence, les extrudats obtenus sont conditionnés dans un contenant non étanche présentant des pores de taille inférieure à la taille des extrudats, tel qu’un sachet, une capsule ou un boudin perforé ou dispositif analogue. Dans cette forme d’exécution préférentielle, les extrudats immersibles dans un milieu aqueux, contiennent en poids sec, entre 1 à 20 pour cent de texturant, entre 1 à 20 pour cent d’un sel de cations multivalents et entre 60 à 98 pour cent de BOV contenant au moins 5 pour cent de phycobiliprotéines, celles-ci se diffusant librement dans le milieu aqueux. Toujours selon cette forme d’exécution préférentielle, le texturant contenu dans ces extrudats est choisi parmi l’acide alginique et ses dérivés, les BOV appartiennent prioritairement aux cyanobactéries du genre Arthrospira ou des Rhodophytes ; et les cations multivalents sont des ions calcium. Dans un exemple non illustré : Etape a : des extrudats sont obtenus par la préparation d’un extrait riche en PBP à partir de biomasse d’origine végétale (BOV). Une première étape consiste à obtenir une solution (1) par mélange d’une pâte de BOV, d’eau et d’un texturant. On prépare la solution (1) en mélangeant 5% à 80% de BOV (en masse humide), de 0,1 à 25% d’alginate de sodium et de l’eau pour compléter. D’autres additifs peuvent être ajoutés à cette solution (1). Etape b : cette solution (1) est ensuite mise en contact, par exemple par un système d’extrusion, avec une solution (2) contenant des cations multivalents. Au contact de la solution (2), les extrudats forment des filaments ou des globules, d’un diamètre inférieur à 1cm et dont la texture périphérique est rigide. La solution (2) est une solution aqueuse contenant des cations divalents à une molarité comprise entre 0,0001 et 10M. Cette solution (2) peut également contenir des additifs. La durée de la mise en contact est inférieure à 8 heures.Dans cet exemple, pour l’infusion, les extrudats sont enrobés d’une enveloppe poreuse. Etape c : Obtention d’un extrait par infusion des extrudats dans un volume d’eau ou un milieu aqueux ou hydrophile. Pour ce faire, les extrudats sont plongées dans un volume important de liquide. La diffusion des PBP dans le liquide se manifeste par l’apparition rapide de la coloration et de la fluorescence caractéristique des PBP de l’espèce de BOV utilisée. Les extrudats peuvent être stockés tout en étant préservés de la dégradation par l’action du froid, soit par réfrigération, soit par congélation. L’absence de solvant chimique ou de produit d’origine animale dans ce procédé permet à la solution résultante d’être compatible avec une certification bio ou vegan. Le procédé simple et rapide de la présente invention est fondé sur la simultanéité de deux réactions induites à savoir d’une part un cation multivalent, permettant d’une part la formation de pores dans la paroi cellulaire des BOV permettant la libération extracellulaire des PBP, et d’autre part la formation d’un gel immobilisant les débris cellulaires tout en permettant la percolation des protéines solubles dans un milieu aqueux permettant à l’extraction des PBP et la séparation des débris cellulaires. Procédé d’élaboration d’un extrait enrichi en phycobiliprotéines à partir de biomasse d’origine végétale (BOV), comprenant les étapes suivantes : Etape a. Préparation d’une solution (1) par apport d’eau et d’un texturant à de la BOV sèche, liquide ou pâteuse préservant l’intégrité cytoplasmique et sans lyse des enveloppes des cellules composant la BOV. Etape b. Mise en contact de la solution (1) avec une solution aqueuse (2) contenant des cations multivalents ; Etape c. Extraction d’une solution (3) riche en phycobiliprotéines par infusion du résultat obtenu des étapes a et b dans un volume d’eau ou de milieu aqueux ou hydrophile Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le texturant intervenant dans la solution (1) est choisi parmi l’acide alginique et ses dérivés. Procédé selon l’une des revendications précédentes caractérisées par le fait que les cations multivalents de la solution (2) sont des ions calcium. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les BOV appartiennent aux cyanobactéries du genre Arthrospira ou aux Rhodophytes. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la mise en contact de la solution (1) avec la solution (2) produit des extrudats (filaments ou globules). Procédé selon l’une des revendications 5 ou 6, caractérisé par le fait que les extrudats sont obtenus en introduisant des filaments (extrusion continue), des globules (extrusion discontinue type goutte-à-goutte) ou de la solution (1) dans la solution (2) Procédé selon l’une des revendications 5 à 7, caractérisé par le fait que, pendant l’infusion, les extrudats sont conditionnées dans un contenant non étanche présentant des pores de taille inférieure à la taille des extrudats. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les extrudats contiennent en poids sec, entre 1 à 25 pour cent de texturant, entre 1 à 25 pour cent d’un sel de cations multivalents et entre 50 à 98 pour cent de BOV contenant au moins 5 pour cent de phycobiliprotéines.