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Les arômes sont issus ou constitués des composants suivants : substances aromatisantes, préparations aromatisantes, arômes de fumée, arômes obtenus par traitement thermique, précurseurs d'arômes et autres arômes.
Dans le cadre de la présente invention, on entend préférentiellement par arôme, une substance aromatisante. Une substance aromatisante est une "substance chimique définie possédant des propriétés aromatisantes" (définition article 3.b du Règlement CE 1334/2008).
Une substance aromatisante naturelle est "obtenue par des procédés physiques, enzymatiques ou microbiologiques appropriés, à partir de matières d’origine végétale, animale ou microbiologique prises en l’état ou après leur transformation pour la consommation humaine par un ou plusieurs des procédés traditionnels de préparation des denrées alimentaires dont la liste figure à l’annexe II du Règlement CE 1334/2008" (article 3.c du Règlement CE 1334/2008).
Les substances aromatisantes naturelles correspondent aux substances qui sont naturellement présentes et identifiées dans la nature. Les substances aromatisantes peuvent également être issues d’autres sources naturelles que la source naturelle « première », il s’agit alors de synthétiser la molécule et de la reproduire. D’autres molécules, non identifiées dans la nature, peuvent également être plus puissantes en goût que les molécules naturelles.
Un cas particulier de substance aromatisante sera la génération de composés issus de la réaction de Maillard. Cette réaction chimique entre les composés réducteurs comme les sucres et les composés aminés comme les protéines génère des composés colorés et odorants.
Par “colorants”, on entend tout type de composés, voire de combinaison de composés, ayant la capacité de modifier le coloris d’un autre composé (voire mélange de composés) de par son introduction.
Le colorant peut porter par lui-même sa fonctionnalité. Ces colorants seront de tous types tels que les colorants naturels (tels que les concentrats et/ou les extraits de fruits & légumes) ou artificiels. Dans le cadre de notre invention, les colorants particulièrement intéressants peuvent être sélectionnés, sans que cela soit limitatif, dans la liste : betanine de betterave, lycopene de tomates, extrait de poivron (paprika), caramel. En effet, ces colorants rouges et/ou marron permettent d’imiter assez facilement la couleur de la viande rouge.
La coloration peut également être générée lors de l’extrusion par réaction chimique avec un composé des protéines. On peut citer ici de nouveau la Réaction de Maillard mais également l’utilisation de sels de Fer.
La teneur en protéine du mélange alimentant le procédé selon l’invention est avantageusement de 60% à 80%, préférentiellement de 70% à 80% en poids sur la matière sèche totale. Pour analyser cette teneur en protéines, n’importe quelle méthode bien connue par la personne du métier est utilisable. De préférence, on dosera la quantité d’azote total et l’on multipliera cette teneur par le coefficient 6,25. Cette méthode est particulièrement connue et utilisée pour les protéines végétales.
La seconde étape du procédé selon l’invention consiste en une texturation par cuisson-extrusion dudit mélange obtenu à l’étape 1. Lors de cette deuxième étape, ce mélange va ensuite être texturé ce qui revient à dire que les protéines vont subir une déstructuration thermique et une réorganisation afin de former des fibres, un allongement continu en lignes droites parallèles, simulant les fibres présentes dans les viandes. Tout procédé bien connu de la personne du métier conviendra, en particulier par extrusion.
Par « texturée » ou « texturation », on entend dans la présente demande tout procédé physique et/ou chimique visant à modifier une composition comportant des protéines afin de lui conférer une structure ordonnée spécifique. Dans le cadre de l’invention, la texturation des protéines vise à donner l’aspect d’une fibre, telles que présentes dans les viandes animales.
Historiquement, les premières protéines utilisées pour ces procédés de production d’analogues de viande ont été extraites du soja et du blé. Le soja est ensuite rapidement devenu la source principale pour ce domaine d’applications.
Les protéines de légumineuses telles que celles issues du pois et de la féverole ont fait aussi l’objet de travaux, tant dans le domaine de leur isolement que dans celui de leur cuisson-extrusion “humide”.
De nombreuses études ont été entreprises sur les protéines de légumineuses, et en particulier de pois, étant donné leurs propriétés fonctionnelles et nutritives particulières, mais aussi pour leur caractère non génétiquement modifié.
Malgré les efforts de recherche importants et une croissance importante au cours de ces dernières années, la pénétration de ces produits à base de protéines texturées sur le marché alimentaire est encore sujette à optimisation.
Une des raisons en particulier tient dans la mauvaise fibration en extrusion humide des isolats de protéines de légumineuses, et en particulier de pois. En effet, Il est à noter dans la thèse “Texturization of pea protein isolates using high moisture extrusion cooking” (Osen, 2017) que la qualité de la protéine utilisée en alimentation de l’extrudeur est un paramètre essentiel dans cette quête d’optimisation de ce procédé, en particulier d’un point de vue texture.
Cette moins bonne fibration est d’ailleurs mise en évidence dans la demande de brevet CN114946994. La titulaire propose l’ajout de glucono-delta-lactone afin d’améliorer celle-ci. Si la solution marche, il n’en reste pas moins qu’un additif est ici ajouté ce qui complexifie l’étiquetage, le statut réglementaire et alourdit le procédé ainsi que le coût final du produit obtenu.
Il est du mérite de la demanderesse d’avoir résolu les problèmes ci-dessus et d’avoir développé un procédé intégrant l’utilisation d’un isolat de protéine de pois dont la solubilité dans l’eau à pH 7 et 20°C est inférieure à 30%.
DESCRIPTION GENERALE DE LA PRESENTE INVENTION La présente invention est relative à un procédé de production d’une composition de protéines végétales comprenant les étapes suivantes : 1) Fourniture d’un mélange de poudres comprenant : - des protéines végétales, préférentiellement des protéines de légumineuses, préférentiellement des protéines de pois, - et un isolat de protéines de pois, ledit isolat ayant une solubilité dans l’eau à pH 7 et 20°C inférieure à 30%, ledit mélange présentant un ratio en poids sec respectif des protéines végétales / isolat de protéine de pois allant de 70/30 à 95/5, préférentiellement de 75/25 à 95/5, plus préférentiellement de 80/20 à 95/5, encore plus préférentiellement de 85/15 à 95/5 ;
De manière préférée, les protéines végétales, préférentiellement de légumineuses, mises en œuvre dans le procédé dans l’étape 1 selon l’invention sont sélectionnées dans la liste contenant le pois ou la féverolle, encore plus préférentiellement de la protéine de pois.
De manière préférée, la cuisson-extrusion en voie humide de l’étape 2 du procédé selon l’invention est réalisée dans un extrudeur bi-vis.
La présente invention est également relative à une composition comprenant des protéines de légumineuses texturées susceptibles d’être obtenues par un procédé de production selon l’invention
De manière préférée, la teneur en protéines au sein de la composition selon l’invention est de 60% à 80%, préférentiellement de 70% à 80% en poids sec par rapport au poids total de matière sèche de la composition.
La présente invention est enfin relative à l’utilisation de la composition de protéines de légumineuses texturées selon l’invention telle que décrite ci-dessus dans des applications industrielles telles que par exemple l’industrie alimentaire humaine et animale, la pharmacie industrielle ou la cosmétique.
Dans un des usages préférentiels qui seront faits de l’invention, à savoir l’entraînement de volets roulants, l’espace dévolu au moteur d’entraînement du volet est spécifique à l’application : le moteur est placé à l’intérieur de l’enrouleur du volet, lequel est constitué d’un tube cylindrique creux. Pour s’adapter à cette configuration cylindrique, le carter du moteur se présente dès lors sous la forme d’un cylindre allongé dont les dimensions sont compatibles avec celles du volume cylindrique intérieur du tube d’enroulement du volet roulant.
Ce type de moteur est autopiloté, c’est-à-dire que la machine tournante dont il est question doit comporter un dispositif de commande électronique prévu pour générer les courants alternatifs nécessaires à la création des champs tournants par le stator en réponse à une information de positionnement du rotor. S’agissant de moteurs synchrones, il faut que l’induction magnétique générée par le stator reste constamment calée en fréquence par rapport au champ tournant créé par les aimants permanents du rotor.
En général, les moteurs sans balais comportent trois bobinages statoriques à plusieurs enroulements répartis sur le pourtour du stator, pour une commande de type triphasée qui permet d’atteindre un optimum entre puissance consommée, stabilité du couple moteur délivré et longueur de conducteur bobinée. Il faut alors assurer la commutation électronique de l’alimentation dans les enroulements statoriques, problème qui ne se pose évidemment pas dans les moteurs à courant continu à balais pour lesquels la commutation est mécanique, précisément assurée par les balais sur un collecteur.
Différentes techniques sont connues et déjà couramment appliquées pour l’alimentation du stator d’un moteur sans balais. Ces solutions sont de complexité, d’efficacité et de coût variables. Il est ainsi possible d’effectuer une commande par blocs qui alimentent successivement et de manière cyclique les enroulements de deux bobinages parmi les trois disponibles. Alternativement, il est aussi connu de mettre en œuvre des commandes vectorielles séparant les flux magnétisants des flux générateurs de couple en se basant sur une modélisation mathématique du moteur, qui est rendue possible par des mesures physiques en temps réel.
Dans tous les cas, il est impératif de connaître la position du rotor en vue de générer le champ statorique adapté. Là encore, les solutions pratiques pour obtenir l’information sur la position instantanée du rotor sont nombreuses. Synthétiquement, elles se divisent en des configurations utilisant des capteurs ou des solutions basées sur des modèles mathématiques prédictifs traitant des signaux mesurables au niveau du moteur. Parmi les solutions à capteur(s), on peut citer l’utilisation de résolveurs, c’est-à-dire de transducteurs électromagnétiques traduisant le changement d’angle d’un rotor en une valeur électrique, ou l’emploi d’une bague magnétique associée à des capteurs sensibles au champ magnétique, par exemple des capteurs à effet Hall ou des capteurs magnéto-résistifs. Les capteurs utilisés peuvent aussi être des capteurs angulaires non magnétiques, notamment des capteurs optiques ou des capteurs de proximité classiques.
Si l’angle est estimé via un modèle mathématique prédictif, sa connaissance est basée sur des mesures de paramètres physiques liés au fonctionnement du moteur, de type tension ou courant, et sur la caractérisation précise du moteur utilisé. Dans le cas de la commande par blocs, l’estimation repose sur l’observation de la force contre-électromotrice qui apparaît sur les connexions du moteur non alimenté.
Quelle que soit la solution utilisée, le but est de connaître à tout moment la position du rotor, et d’adapter en conséquence l’alimentation des bobinages statoriques, et par conséquent les caractéristiques du champ magnétique tournant. Par exemple, lorsqu’un capteur détecte le changement de polarisation magnétique d’un aimant permanent du rotor qui passe à son niveau, le circuit de commande électronique procède à la commutation desdites bobines. Le rôle combiné de la détection et de la commande électronique vise à assurer les conditions d’un autopilotage optimal du moteur, ce qui revient en pratique à tenter de maintenir à chaque instant l'orthogonalité du flux magnétique statorique et du flux rotorique.
Les solutions sans capteurs peuvent certainement être vues comme économiquement avantageuses, car elles suppriment des composants, ce qui enlève dès lors la nécessité de leur intégration mécanique au système, mais cette suppression présente des inconvénients qui ne sont pas toujours anodins. Ainsi, l’estimation de l’angle rotorique nécessite la présence d’une force contre-électromotrice mesurable, condition qui n’advient qu’à une certaine vitesse de rotation. Le démarrage ne peut par conséquent s’effectuer qu’en boucle ouverte, avec réalignement et stabilisation ultérieures. Or, cette phase peut provoquer des vibrations et un comportement mal maîtrisé du moteur, allant jusqu’à une impossibilité de tourner si le démarrage s’effectue selon le couple nominal.
Les solutions à capteur(s) restent en pratique le gage de démarrages assurés et rapides quelle que soit la position initiale du rotor par rapport au stator. Mais la question de leur intégration mécanique se pose alors. Or, cette intégration matérielle est en général délicate, et parfois coûteuse. Ajouter un dispositif de mesure d’angle sur l’arbre rotatif du rotor nécessite en effet d’une part une indexation précise par rapport aux pôles magnétiques des aimants du rotor, et d’autre part une connexion physique avec l’électronique de commande. Cette connexion impose l’existence d’une connectique sous forme de câbles, nappes ou connecteurs multi-points, encombrants et susceptibles de réduire la fiabilité du système à long terme.
Pour simplifier autant que possible la structure, on a par exemple cherché à éviter d’équiper l’arbre de rotation et à mesurer directement le champ magnétique des aimants du rotor via un ou plusieurs capteurs magnétiques. Selon une configuration connue, ce ou ces capteurs peuvent être implantés sur un circuit imprimé spécifique disposé perpendiculairement à l’axe de rotation, en bout du stator. C’est par exemple la solution qui est décrite dans le document EP 3 109 983 au nom du présent déposant. Cette configuration impose cependant un surcoût principalement lié à ce circuit imprimé additionnel, et à la connectique qui reste à mettre en place pour le relier au circuit imprimé principal, celui de la carte électronique dévolue au pilotage de la machine.
Dans le contexte des moteurs tubulaires implantés dans des tubes enrouleurs creux, par exemple de volets roulants, la carte de commande principale est séparée du moteur, et positionnée dans le sens de la longueur dans le tube. Pour les puissances requises dans l’entraînement de volets roulants, il est en effet possible d’intégrer la commande électronique de pilotage dans le tube, sous la forme de cartes électroniques/circuits imprimés de tailles compatibles avec le volume interne cylindrique. La carte de commande séparée doit ensuite évidemment être reliée électriquement d’une part aux moyens de détection de l’ensemble stator/rotor, et d’autre part aux enroulements statoriques.
Plus précisément, dans certaines solutions connues, par exemple celle qui est décrite dans le document EP 3 109 983 déjà mentionné, les moyens de détection de la position rotorique sont implantés sur un circuit imprimé placé au voisinage du rotor mais structurellement séparés de lui, un flasque supportant un palier étant interposé entre l’ensemble stator/rotor et ledit circuit. Dans ce cas, la gestion et la mise en place des fonctions électroniques de détection est clairement conçue pour être séparée des fonctionnalités proprement mécaniques du moteur, le flasque délimitant les deux domaines.
En pratique, cette carte électronique de détection est orientée transversalement par rapport à l’arbre tournant, chaque capteur de ladite carte de détection étant positionné, dans une direction radiale, au niveau des aimants permanents périphériques du rotor. Cette carte est intégrée dans un carter englobant l’ensemble stator/rotor et le flasque de séparation puis, donc, l’électronique liée à la détection. Une connectique spécifique permet ensuite une liaison au circuit imprimé principal de commande, qui est classiquement placé en dehors dudit carter, dans le tube enrouleur.
L’objectif de la présente invention est de simplifier la conception de l’ensemble en optimisant de manière encore bien plus aboutie la séparation des fonctions mécaniques et électroniques, de sorte qu’elles soient associables et dissociables à tout moment, au gré des besoins (installation, maintenance...). La conception de la partie électronique est par ailleurs telle que les liaisons électriques entre les différents étages électroniques permettant ensemble la commande du moteur autopiloté sans balais sont particulièrement robustes, et donc bien plus pérennes que dans les configurations existantes.
A cet effet, et en vue d’autres objectifs qui apparaîtront dans la suite, la machine électrique tournante synchrone autopilotée de l’invention, comporte classiquement :
- un stator à enroulements statoriques comportant trois ensembles de bobinage comportant chacun une ou plusieurs bobines,
L'extrusion consiste à forcer un produit à s'écouler à travers un orifice de petite dimension, la filière, sous l'action de pressions et de forces de cisaillements élevées, grâce à la rotation d’une ou deux vis d’Archimède. L'échauffement qui en résulte provoque une cuisson et/ou dénaturation du produit d'où le terme parfois utilisé de "cuisson-extrusion", puis une expansion par évaporation de l’eau en sortie de filière. Cette technique permet d'élaborer des produits extrêmement divers dans leur composition, leur structure (forme expansée et alvéolée du produit) et leurs propriétés fonctionnelles et nutritionnelles (dénaturation des facteurs antinutritionnels ou toxiques, stérilisation des aliments par exemple). Le traitement de protéines conduit souvent à des modifications structurelles qui se traduisent par l'obtention de produits à l’aspect fibreux, simulant les fibres de viandes animales.
De manière générale, l’étape 2 peut être réalisée avec un ratio massique eau/matière sèche dans l’extrudeur pouvant aller de 15% à 70%.
De manière plus préférentielle, le ratio massique eau/matière sèche dans l’extrudeur sera de 40% à 70%, encore plus préférentiellement de 50% à 65%. Ce ratio est obtenu en analysant le mélange entrant dans l’extrudeuse.
Sans être lié par une quelconque théorie, il est bien connu de la personne du métier de la cuisson-extrusion que c’est ce ratio préférentiel qui permet d’obtenir la qualité requise du produit final tant d’un point de vue texture, organoleptique ou aspect. Les valeurs de ce ratio seront donc potentiellement de 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69 ou 70%.
De manière préférée, la cuisson-extrusion en voie humide de l’étape 2 est réalisée par cuisson-extrusion dans un extrudeur, préférentiellement bi-vis, caractérisé par un ratio longueur/diamètre allant de 35 à 65, préférentiellement de 40 à 65, encore plus préférentiellement de 60, et équipé d’une succession d’éléments de convoyage, d’éléments de pétrissage, et d’éléments de pas inversé qui seront à sélectionner par la personne du métier pour assurer selon ses connaissances classiques du domaine une bonne extrusion.
Le ratio longueur/diamètre est un paramètre classique dans la cuisson-extrusion. Ce ratio pourra donc être de 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64 ou 65.
De manière encore plus préférée, on applique au mélange de poudre une énergie spécifique allant de 10 à 25 kWh/kg, en régulant la pression en sortie dans une gamme allant de 10 à 25 bars, préférentiellement de 12 à 16 bars.
De manière encore plus préférée, la sortie de l’extrudeur bi-vis est constituée d’une filière en sortie avec orifices débouchant sur un couteau.
D’une manière préférée, la sortie de l’extrudeur est constituée d’une filière refroidie afin de limiter l’expansion. La bande humide extrudée sera coupée, stockée et/ou mise en œuvre sous forme d’analogues de viandes ou de poisson.
Pour préciser ce mode, la filière décrite au point précédent peut-être constituée d’un ou plusieurs modules équipé(s) de circuits de refroidissement. Le refroidissement de la filière est dans la majorité des cas réalisé à contre-courant du flux de matière en provenance de l’extrudeur. La régulation de température peut être réalisée à l’aide de thermorégulateurs en appliquant des températures allant de 10 à 95°C.
Dans tous les modes décrits, il sera possible de réaliser des étapes post-production telles que de manière non exhaustive broyage, marinade, séchage, congélation, surgélation, saumurage, adsorption de colorants et/ou d’arômes.
Dans un mode préféré, on réalisera une marinade de colorants et d’arôme afin d’imbiber la composition de protéines de légumineuses texturées suivie d’un séchage. De part cette succession d’étapes, on pourra ainsi obtenir un « jerky » végétal, spécialité nord-américaine de viande séchée et salée de bœuf, découpée en fines lanières.
Dans un mode encore plus préféré, la composition de protéines végétales texturées sera broyée, additionnée de différents composés dont arômes et colorants, puis moulée en forme de steak haché.
La présente invention est également relative à la composition comprenant des protéines végétales texturées susceptibles d’être obtenues par le procédé selon l’invention.
Dans un mode particulier, la composition selon l’invention a une teneur en protéines allant de 60% à 80%, préférentiellement de 70% à 80% en poids sec par rapport au poids total de matière sèche de la composition.
L’ensemble électronique 1 est disposé d'un côté d'une extrémité axiale de la machine électrique. L’ensemble moteur 3 et l’ensemble électronique 1 se succèdent donc axialement.
La machine électrique peut être refroidie par huile ou par eau. L’ensemble électronique 1 peut être refroidi par eau. L’ensemble électronique 1 comprend un dissipateur thermique pour refroidir son espace intérieur dans lequel se trouvent les composants de puissance et qui chauffent lorsque l’ensemble fonctionne.
La machine comprend avantageusement une pièce de guidage et de maintien des barres omnibus parallèlement les unes aux autres, illustrée à la . Cette pièce assure notamment l’isolation électrique entre les barres omnibus. La pièce 9 est par exemple avantageusement en plastique tel que du polysulfure de phénylène, comprenant par exemple des fibres de verre pour le rigidifier. En variante la pièce est en résine. Cette pièce de guidage 9 assure également l’étanchéité entre l’intérieur et l’extérieur de l’ensemble électronique autour des barres omnibus. Un joint est notamment disposé entre cette pièce de guidage et le dissipateur non illustré qui se trouvé axialement au-dessus dans l’ensemble électronique.
La machine comprend également une pièce d’étanchéification 30 également illustrée à la qui assure l’étanchéité entre l’ensemble électronique 1 et l’ensemble moteur 3, de manière simple.
La machine électrique a à la fois une fonction d’alternateur et de moteur électrique. Plus précisément, la machine électrique est intégrée dans un véhicule automobile comportant un moteur thermique (non représenté) présentant un axe de sortie auquel la machine électrique est reliée par une courroie (non représentée). Le moteur thermique est destiné à entraîner des roues du véhicule automobile par l’intermédiaire de son axe de sortie. Ainsi, en fonctionnement comme alternateur, la machine électrique fournit de l’énergie électrique en direction de la source d’alimentation électrique à partir de la rotation de l’axe de sortie. En fonctionnement comme moteur électrique, la machine électrique entraîne l’arbre de sortie (en complément ou bien à la place du moteur thermique). La machine électrique est par exemple localisée dans une boîte de vitesses ou bien dans un embrayage du véhicule automobile ou bien en lieu et place de l’alternateur.
La puissance de la machine est comprise entre 10kW et 50kW.
La machine électrique présente avantageusement une tension de fonctionnement inférieure à 60 Volts, et valant de préférence 48 Volts. Typiquement, le couple fourni par la machine électrique est compris entre 50N.m et 150N.m.