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Procédé d'extraction fractionnée de pectine, avec -------------------------------------------------production partielle de pectine à très grosses molécules, et ------------------------------------------------------------
EMI1.1
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ libre d'amidon. ¯¯¯¯¯¯¯¯ --------------
La présente invention se rapporte à l'extraotion complète des matières peotiques, en partant d'éléments végétaux conte- nant de la peotine par extraction fraotionnée et obtention d'une partie des matières poétiques sous forme de molécules ayant des dimensions particulièrement grandes et exempte d'amidon.
On sait que, lors de la fabrication industrielle de la pectine, il est d'usage de procéder tout d'abord au lavage à fond des matières premières soumises à l'extraction consti- tuées de préférence par du marc de pommas à 6-8% d'humidité; Ce lavage se poursuit jusqu'à ce que plus aucune matière so- luble ne s'écoule. Le but de ce lavage est de libérer les matières premières végétales principalement des sucres, des acides, des tanins et des matières oolorantes. Alors que dans l'industrie américaine de la pectine, le lavage en ques- tion se fait à l'alcool, en Allemagne cependant, et pour des raisons d'ordre économique, cela n'est guère le cas, excep- tion faite pour les travaux scientifiques de laboratoire.
Dans le cas du lavage à l'alcool, le liquide de lavage ne
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contient que des matières de lest qui auraient une action no- cive lors de l'extractionproprement dite de la pectine. Si, par contre, on utilise de l'eau comme liquide de lavage, on ne peut éviter qu'en dehors des matières précitées, une frac- tion de la partie se trouvant sous la forme dite "de pectine libre" dans le complexe total des matières peotiques, ne pé- nètre aussi dans ce liquide de lavage. Pour éoarter, lors du traitement préliminaire, une quantité aussi faible que possi- ble de la fraction de pectine facilement soluble dans l'eau, on a, depuis lors, effectué ce lavage dans de l'eau froide, ou dans de l'eau ayant tout au plus une température de 40 (com- parer le brevet allemand 544.031).
Il est évident que, par cette opération, l'amidon ne passe pas en solution; si par suite de sa faible teneur en pectine, le liquide obtenu devait quand même être utilisé, il faudrait poursuivre son traitement en le coupant d'un ex- trait riche en pectine - la plupart du temps dans la propor- tion de 2:1 - pour en faire un "jus de pressage définitif" qui peut être utilisé pour la fabrication de gelées de pres- sage définitif.
Lorsque l'on procède au traitement préliminaire des ma- tières premières par l'eau et à des températures qui se trou- vent au-dessus de oelles de gélification de l'amidon contenu dans ces matières premières, il se fait que le produit d'ex- traction obtenu titre très peu d'amidon et de matières peoti- ques ayant des dimensions moléculaires réduites. Il en ré- sulte que, lors de l'extraction fractionnée subséquente de la pectine par des hydrolyses à l'aoide sulfureux et à l'eau chaude, on peut d'abord isoler une fraction de la pectine dont la grandeur moléculaire est supérieure à 200.000 et qui, de plus, est complètement libre d'amidon; ceci est aussi le cas pour la fraction suivante.
D'autre part, dans le procédé conforme à l'invention, le traitement préliminaire n'est plus
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un lavage, mais constitue déjà une extraotion; l'eau utili- sée pour le traitement préliminaire est à tel point enriohie en matières peotiques qu'on peut l'épaissir. Elle forme alors un moyen gélifiant dit "jus de pressage définitif", de valeur inférieure. Il n'en constitue pas moins un extrait contenant de la peotine de valeur restreinte et pouvant ser- vir parfaitement à des usages techniques tels le durcissement de l'acier, ou encore comme moyens d'apprêt et d'encollage, ainsi qu'à la fabrication subséquente de produits de nettoya- ge .
On sait qu'une petite partie seulement de la peotine qui se trouve dans les plantes sous forme d'un mélange de matières amorphes, colloïdales, est soluble dans l'eau. Cette partie de pectine provient sans aucun doute de pectine originelle- ment insoluble, appelée aussi protopeotine ou pectose, et qui a été décomposée par voie naturelle (enzyme, chaleur solaire, aoides de fruits ou autres influenoes analogues). La partie de loin la plus importante de la pectine naturelle qui est insoluble, ne peut être retirée sous une forme soluble dans l'eau que par extraction de la matière végétale au moyen d'eau bouillante ou de solutions acides chaudes.
Comme c'est le cas pour la majorité des procédés actuellement ap- pliqués pour la fabrication de la pectine, le mode opératoi- re propre à la présente invention, consiste également en une action de l'eau et de solutions aqueuses d'aoides, à chaud, laquelle aotion a pour effet de séparer, par voie d'hydroly- se, la molécule proprement dite de pectine des composants (araban, galaotan, matières des parois cellulaires) qui, dans le corps originel, lui sont toujours liés génériquement.
D'autre part la molécule de pectine est composée de chaînes plus ou moins longues d'acide galaoturonique partiellement méthylées. Voici, exposé en détail, comment on procède :
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On laisse tremper les végétaux ou parties végétales, dont on doit extraire la pectine, pendant deux heures dans une quantité d'eau égale à dix fois celui de la matière sèche traitée, et à la température de 70 . Par cette opération on dissout les impuretés solubles, les matières poétiques de faible grandeur moléculaire, ainsi que la fraction d'amidon qui, pendant ce temps, s'est presque complètement gélifiée.
On laisse alors égoutter le liquide; ensuite on procède à un lavage au moyen d'eau chaude dont la température est égale- ment de 70 . Ce lavage subséquent doit enlever tout le jus qui adhère encore aux matières premières de l'extraction.
La première eau d'extraction est évaporée en vue de la produc- tion d'un extrait de moindre valeur; ce dernier trouvera son emploi, sous forme de jus de pressage définitif, pour des usa- ges techniques. L'eau de lavage, dont l'évaporation ne serait pas économique à cause de sa faible teneur en substance sèche, est utilisée comme eau de première extraction pour le lot sui- vant de matières premières mises en oeuvre. La matière premiè- re ayant subi le traitement préliminaire qui vient d'être dé- crit est soumise à l'extraction fractionnée.
Dans ce but, on l'additionne d'une solution contenant environ 1% d'acide sulfureux, jusqu'à ce que l'on obtienne un poids qui égale sensiblement le décuple du poids des matières premières sè- ches mises initialement en oeuvre; l'extraction s'opère pen- dant 12 heures à la température de 50 , en remuant de temps en temps le mélange.
Par l'emploi de l'acide sulfureux on réalise sur une grande échelle la désagrégation des tissus cellulaires végétaux; si l'on s'est arrêté à la température de réaction relativement basse de 50 , c'est paroe que l'on a reconnu que la peotine à très grosses molécules ne supporte pas un échauffement prolongé à des températures plus élevées, particulièrement en présence d'aoides (voir Dr. Radolf Ripa
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"Die Pektinstoffe", Sème édition, Braunsohweig 1937, page 129).
D'autre part on garantit l'absenoe complète d'amidon dans cette fraotion de peotine, en se gardant d'atteindre des températures, auxquelles on pourrait réaliser la gélification de la petite partie d'amidon qui se trouve encore dans les matières premiè- res. En utilisant les marcs seos de pommes, qui sont presque toujours mis en oeuvre en Allemagne, les matières peotiques récoltées dans cette fraction atteignent des poids moléoulai- res moyens d'environ 250.000.
La matière d'extraction est légèrement pressée, puis à nouveau mélangée à une quantité d'eau égale à dix fois son poids initial, lequel mélange est soumis à l'extraction pen- dant a heures sous une température de 50., en remuant de temps en temps. L'extrait de pectine récolté au cours de cette opé- ration contient des matières peotiques dont la grandeur molé- oulaire est en moyenne d'environ 200.000; il est également li- bre d'amidon. Pour les deux extraits, et compte tenu de leur teneur en matières peotiques de haute valeur, il suffit de procédera une évaporation sensiblement moins poussée qu'il ne fût nécessaire auparavant, pour obtenir des extraits de pectine ayant un pouvoir gélifiant commercial.
Les fraotions suivantes s'obtiennent par extraction pen- dant deux heures, à l'eau, sous une température de 70', et finalement, en faisant bouillir pendant une heure. Elles oon- tiennent des matières peotiques de grandeur moléculaire bien plus réduite et ne sont, de plus, plus libres d'amidon.
Exemple de réalisation :
100 gr. de maro sec de pommes sont mélangés à 1.000 cm3 d'eau chaude à 70 ; ce mélange est remué de temps à autre et maintenu à la température de 70 dans un thermostat ou dans un bain d'eau chaude. On presse ensuite légèrement au tra- vers d'une toile à filtrer. De cette manière, on obtient
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730 cm3 d'extrait préliminaire, sous forme de jus. Si l'on prend 118 gr. de celui-ci (soit 2 gr. de matière sèche), qu'on l'additionne de 60 gr. de sucre et de 1,5 gr. d'aoide lactique à 20% et que l'on ramène par évaporation le poids de l'ensemble à 100 gr. on obtient une gelée moyennement con- sistante. Les autres données résultant de l'examen de ce jus sont mentionnées dans le tableau se trouvant à la fin du présent exemple de réalisation.
Le résidu du pressage est dilué dans de l'eau à 70. jus- qu'à atteindre un poids de 1.100 gr. et, après une réaction de dix minutes, on le presse à nouveau ; obtient alors 770 cm3 de liquide de lavage contenant de la pectine et dont les résultats d'analyse sont également consignés dans le ta- bleau cité.
Le résidu de ce lavage secondaire est de nouveau porté à 1.100 gr. par addition d'une solution à 0,8% d'aoide sulfureux.
Ce mélange est hydrolysé dans un thermostat ou un bain d'eau chaude pendant douze heures à 50 . On obtient ainsi l'extrait d'hydrolyse I dont la nature ressort également du tableau ci- té ci-avant.
On poursuit les opérations toujours en élevant chaque fois le résidu du pressage attaqué et on obtient successivement l'extrait d'hydrolyse II par extraotion pendant huit heures avec de l'eau à 50., puis l'extrait d'hydrolyse III par ex- traction pendant deux heures avec de l'eau à 70 , et en--fin le IV et dernier extrait d'hydrolyse obtenu par coction pen- dant une heure dans de l'eau.
Le tableau ci-dessous mentionne les données obtenues à l'examen de tous les extraits. Pour examiner le pouvoir gé- lifiant, on a chaque fois prélevé une quantité de jus corres- pondant à 2 gr. de matière sèche, à laquelle on a jouté 60 g. de sucre et 1,5 g. d'acide lactique à 20%, puis on a évaporé
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le mélange pour obtenir 100 g. de gelée dont la fermeté fut déterminée après un repos de 24 heures.
Tableau :
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-----------------------------------r---------------------------- Extraotiort Lavage Extrait d'hydrolyse :pré11m1nai subs quent -------- ------------- 7 ------- : : re à 70. : : l : 11 : III : I'P ,.¯¯¯¯-¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯.¯-1,¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯r¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯.¯
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<tb> :liquide <SEP> ob-: <SEP> 730 <SEP> 770 <SEP> : <SEP> 600 <SEP> : <SEP> 640 <SEP> ; <SEP> 680 <SEP> , <SEP> 670
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<tb> :tenu <SEP> en <SEP> cm3:
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¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯i¯¯¯¯¯-¯¯¯¯¯-¯¯¯¯¯¯r¯¯¯¯¯¯¯¯¯..¯¯¯¯r¯¯-¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ PH 3,54 : 3i70 : 2,40 : 2,30 : 2, r6 ; ',88 , ¯¯ -¯¯¯-¯¯ ¯¯ ¯.. ¯¯¯¯¯¯¯¯-¯¯¯¯ ¯¯ ¯ ¯ ¯ ¯¯--¯¯¯¯¯T¯¯ ¯ ¯¯¯T¯¯ ¯¯¯ ¯ ¯¯¯¯ ¯
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<tb> :Teneur <SEP> en <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP>
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<tb> :matière <SEP> sè-: <SEP> 1,69% <SEP> : <SEP> 0,49% <SEP> :
<SEP> 0,98%: <SEP> 0,72%: <SEP> 0,37%:. <SEP> 0,76%:
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<tb> :che <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> :
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¯-------------------------------------------------------¯
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<tb> .Examen <SEP> quant <SEP> fortement <SEP> : <SEP> faiblement:
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<tb> : <SEP> à <SEP> l'amidon <SEP> ; <SEP> positif <SEP> , <SEP> positif <SEP> négatif <SEP> positif
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:------------------------------------------------------------- :Teneur en : 1 è :peotate de ; 0,21$É : 0,lljl :
O,37: o,63#: 0,11%: 0,31%: :calcium : ;¯¯¯-¯¯¯¯¯--¯--------------------------------------------------
EMI7.8
<tb> :Poids <SEP> mole-: <SEP> :
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<tb> :oulaire <SEP> des: <SEP> --- <SEP> : <SEP> :242300: <SEP> 195300 <SEP> 77310: <SEP> 52770
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<tb> :matières <SEP> :
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<tb> :pectiques <SEP> :
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EMI7.9
:-------------------------------------------------------------1 :Acide total: :rapporté à : 0,17% o,07# : 0, 980: 0,29%: 0, lt'o; 0, 07 fo;
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<tb> :1'acide <SEP> ma-: <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> :
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<tb> :Teneur <SEP> en <SEP> : <SEP> :
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:50 --- --- , 0,4: 0,08%: 0,02%: traoe4 :--------------------------------------------------------------
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<tb> .Viscosité <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> :
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<tb> : <SEP> à <SEP> 20 <SEP> en <SEP> 4,02 <SEP> 1,80 <SEP> : <SEP> 18,68; <SEP> 7,72 <SEP> : <SEP> 3,86 <SEP> : <SEP> 4,8-
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