CA1085669A - Procede de fabrication de proteines texturees d'origine vegetale et leur utilisation - Google Patents
Procede de fabrication de proteines texturees d'origine vegetale et leur utilisationInfo
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Abstract
Procédé de fabrication de protéines texturées d'origine végétale, caractérisé par le fait que l'on réalise par mélange une pâte contenant de 5 à 12% en poids d'eau et de 95 à 88% en poids d'une farine de graines de légumineuses ayant une teneur en matières grasses inférieure à 5% en poids, une teneur en protéines végétales comprise entre 55 et 75% en poids et une teneur en eau comprise entre 8 et 12% en poids; qu'en maintenant sous pression ladite pâte, on augmente progressivement sa température jusqu'à environ 200 à 300.degree.C, le mélange eau/farine étant maintenu à une température supérieure à 100.degree.C pendant un temps inférieur à 2 mn et compris, de préférence, entre 15 et 45 secondes environ; et que, sous l'action de la pression établie, on extrude le produit à travers au moins une filière à un ou plusieurs orifices.
Description
i6~
~ La presente invention concerne un procéde de fabrica--~ tion de proteines texturees d'origine végétale.
,~ On sait qu'il est nécessaire, pour que la nutrition humaine soit équilibrée, de prévoir la consommation par l'homme , d'une certaine quantité de protéines. L'origine la plus courante des protéines actuellement absorbées par l'homme est la viande qui contient approximativement 15 a 25% en poids de proteines et ~' 65~ d'eau. Compte-tenu du prix elevé de la viande et des besoins ' sans cesse croissants pour l'alimentation humaine, on a été amené
a rechercher a substituer partiellement aux protéines d'origine animale des protéines d'origine végétale. On a donc cherché a fabriquer des produits ayant une texture analogue a celle de la viande, ces produits ayant une teneur en proteines d'origine vé~
' gétale voisine de la teneur de la viande en protéines animales.
Ce type de produits denommés " proteines texturées'l, a '~' , deja éte obtenu ~ partir du soja. La Société déposante a égale- '' , ment proposé dans sa demande de brevet fran~ais No. 74-34 273, un procédé de fabrication de protéines texturées a partir d'un '~
mélange de 70 à 90~ en poids d'une farine de faves à haute teneur en protéines et de 10 à 30% en poids d'un liant pulvérulant biologiquement assimilable, tel que le gluten par,exemple. Ce' ;, procédé antérieurement décrlt donne toute satisfaction mais oblige ;
a l'emploi d'une quantité appréciable de gluten, qui constitue une matiere premiare de prix éle,vé.
Le but de la présente invention est d'obtenir des protéi-' nes texturées a partir de végétaux produits dans différentes part1es du monde et en France en particulier, au moyen d'un procé-dén~,lexi~eant pas la présence de gluten. Il est clair que la présente invention constitue, sur le plan économique, un progrès sensible par rapport au procédé ant~rieurement décrit dans lequel le gluten joualt le rôle de liant biologiquement assimilable.
Selon l'invention, on a également constaté que les protéines tex- '' , * pub'liée le 7 mai 1976, sous le numéro 2,287,177 ~85669 ' turées pouvaient être obtenues non seulement à partir de farines de fèves à haute teneur en protéines mais également à partir de farines de graines de légumineuses autres que les fèves à haute teneur en protéines telles que par exemple les pois, les pois ' chiches, les haricots et les lentilles~
Le processus de fabrication des farines de légumineuses, tel' qu'il est actuellement connu, comporte tou~e une série d'opé-rations telles que le nettoyage, le calibrage, le décorticage des graines, le classement densimétrique et la réduction progressive des granulats obtenus; cette réduction slopère sur des broyeurs ~' spécifiques montés en série, les transports de produits entre ma- ~
'~; chines s'effectuant pneumatiquement. La granulation des particules de farine ainsi ohtenues varie dans une large propartion; les particules les plus fines contiennent un pourcentage élevé de protéines. Il est possible, par exemple, par turboséparation, ;' de classer les particules de farine de tailles différentes et, par suite, de fabriquer des farines de légumineuses à teneur en '' protéines élevée. La présente invention utilise ces farines de ' légumineuses à taux de protéines élevé comme matières premières pour l'obtention de protéines texturées.
La présente invention a donc pour objet un nouveau pro-cédé de fabrication de protéines texturées d'origine végétale, caractérisé par le fait que l'on réalise par une pate contenant un mélange de 5 à 12~ en poids d'eau et de 95 à 88% en poids d'une farine de graines de légumineuses ayant une teneur en matières grasses inférieure à 5% en poids, une teneur en protéines végétales comprise entre 55 et 75% en poids et une teneur en eau comprise entre 8 et 12% en poids; ~u'en maintenant ~ous pression ladite ' pâte, on augmente progressivement sa température jusqu'à environ 200 à 300~C, le mélange eau/farine étant maintenu à une tempéra-ture supérieure à 100~C pendant un temps inférieur à 2 mn et compris, de préférence, entre 15 et 45 secondes environ; et .. . . :... .. , :
.. . ... ....
B566~ .
que, sous l'action de la pression établie, on extrude le produit a travers au ~oins une filière à un ou plusieurs orifices.
:. Dans un mode préferé de mise en oeuvre du procédé selon l'invention le temps total de chauffage du mélange eau/farine depuis la température ambiante jusqu'à la temperature la plus -elevee obtenue avant extrusion est inférieur à 120 secondes en-viron; la farine a une teneur en proteines veg~tales comprise entre 60 et 70% en poids et une teneur en eau d'environ 10~ en ' poids; la quantité d'eau mélangée a la farine de légl7mineuses ~ ::
est comprise entre 6,5 et 9% en poids par rapport au poids du mélange; la farine de légumineuses est choisie dans le groupe formé par les farines de faves, de pois, de pois chiches, de haricots ou de lentilles; la réalisation du melange de farine et d'eau, la mise en pression et le chauffage dudit mélange et l'extrusion de la pâte sont effectues dans une extrudeuse a deux vis parallales, les deux vis ayant leurs filets imbriques et : forc~ant la pâte a se deplacer en direction de la ( ou des) filie~ ~: :
re (s) d'extrusion, la température de paroi de l'extrudeuse étant :
croissante depuis la zone ou l'eau et la farine sont introduites séparément jusqu'a la zone d'extrusion, la temperature de paroi ~ dans la zone d'alimentation etant, de préference, inférieure a 100~C; dans la zone d'alimentation, les deux vis de l'extrudeuse comportent des filets auto-racleurs s'imbriquant llun dans l'autre avec un tres faible jeu afin d'éviter un bouchage à l'entree de l'extrudeuse; la zone des filets auto-râcleurs est suivie d'une ~' zone de filets a pas inverse par rapport au pas des filets auto- "
~ racleurs,lesdits filets à pas inverse constituant une section anti-retour et etant interrompus pour former au moins un canal d'ecoulement entre la zone d'alimentation situee en amont et la . 30 zone aval des vis d'extrusion: le pas des filets disposés immé- :
diatement en aval de la section anti-retour est supérieur au pas ~~ des filets disposés au voisinage de la filiere d'extrusion; dans .:. . .
~ - 3 -, . :.: ... .
~3566~
une variante, on peut eventuellement menager entre la section anti-retour et la filière d'extrusion, sur la paroi de l'extru- .
deuse, un puits de dégazage permettant l'evacuation a l'etat vapeur d'une partie de l'eau contenue dans le melange eau/farine la temperature de paroi de l'extrudeuse immediatement en amont du puits de dégazage etant superieure a 100~C et le filet des deux vis d'extrusion ayant localement, dans toute la zone adiacen-te au puits de degazage, un pas superieur au pas du filet situe en amont de ladite zone adjacente, de facon à creer une decompres-sion de la pâte; la quantité d'eau introduite dans la pate au moment du melange avec la farine de legumineuses comporte un ~ :
-: excédent par rapport à la gamme de 5 a 12% que l'on atteint apres : ~ :
le passage au droit du puits de degazage; entre la section anti-retour et la zone d'extrusion, on dispose sur les vis d'extrusion des disques melangeurs excentres par r~ort aux axes des visl.
on menage sur l'extrudeuse trois tron~ons de regulation de tem-perature de la paroi, le premier dispose au voisinage de la zone d'alimentation assurant une temperature de paroi comprise entre 60 et 90~C, le troisieme dispose au voisinage de la zone d'extru- ;
sion assurant une temperature de paroi comprise entre 230 et 280~C
et le second, compris entre les premier e-t troisiame troncons, ~. assurant une température de paroi comprise entre 1~0 et 150~C;
entre l'extrémité des deux vis d'extrusion et la paroi d'entree de la filière d'extrusion, qui correspond a chacune de ces deux vis, on ménage un jeu reduit ayant une valeur voisine de 1 mm;
on prolonge la filiere d'extrusion par un canal ayant une section voisine de celle de la filiere mais de dimension au plus égale à
celle de la section de passage de ladite filiere, ledit canal com-portant au moins un coude brusque, on dispose a la sortie du canal qui prolonge la filière d'extrusion une zone de section restreinte eventuellement suivie d'une zone de refroidissement et/
ou d'une zone comportant des lamelles de lissage.
~566~
~ .
; La mise en oeuvre du procédé selon l'invention peut .
être réalisée au moyen d'une machine de type connu telle que ~.
celle qui est décrite dans le brevet français 73-39 885, cette machine étant adaptée pour permettre la mise en oeuvre du procé- :~
dé selon l'invention. .
Les protéines texturees que l'on obtient à la sortie de .:.
la machine dlextrusion se présentent sous la forme d'un amas .
fibrilaire constituant un boudin légèrement expansé et contenant sensiblement la même teneur en eau que la farine utilisée comme matière première. On peut ~ventuell~ment prévoir un séchage complémentaire pour diminuer l'humidité résiduelle et augmenter :.
la stabilité du produit, mais de toute façon le produit obtenu ,~ .
est exempt de bactéries et le reste en raison de sa ~aible .:
teneur en eau. Ce produit comporte une teneur en proteines correspondant à celle de la farine utilisée comme matière premiè-: re et il est destiné à être utilisé après réhydratation, cette . réhydratation pouvant avantageusements'effectuer par simple ~ immersion du produit dans l'eau. Le produit sec obtenu reprend alors une quantité d'eau comprise entre 1,5 et 3,5 fois son ; .
~ 20 poids; le produit réhydraté a une structure fibreuse visible à
.. .
~ l'oeil nu, l'orientation des fibres correspondant à la direction d'extrusion; le produit se presente comme une masse souple posse-dant au toucher une certaine ~lasticite.
On a constate que si l'on augmentait la quantite d'eau ajoutée à la farine au-delà des limites indiquées pour le procédé ::
selon l'invention, le produit sec obtenu ne gardait pas sa cohé- ~ .
sion au moment de la rehydratation et se deli-tait dans l'eau de ~ rehydratation. Pour définir la capacité du produit ~ conserver sa texture fibreuse a l'état réhydraté, on utilise un test à
l'autoclave en soumettant le produit réhydraté à un chauffage ~ à 120~C sous une pression relative de 1 bar pendant une heure; à '~
; la suite de ce traitement, le produit est considere comme satis-. _ 5 _ ~85~
faisant s'il ne s'est pas delite dans l'eau o~ il etait plonge : pendant ledit traitement. On a constate egalement qu'en dimi-nuant la quantite d'eau ajoutee à la farine pour obtenir le me-lange extrudé, on augmentait la cohesion et la compacite du pro-duit extrude de sorte que l'extrudat n ' est pas susceptible de se rehydrater convenablement et que l'on risque un bouchage de ' la machine en cours de fabrication. Il n'est donc pas possible de descendre au-dessous de la limite in~erieure indiquee pour le procede selon 1'invention. En d'autres termes, la gamme de te-neurs en eau, qui a éte indiquee, est critique pour l'obtention d'un produit qui, d'une part, sort de l'extrudeuse sous forme d'un boudin continu et d'autre part, conserve sans délitage une structure fibreuse après réhydratation; les taux de rëhydrata-tion habituellement obtenus sont compris entre 250 et 300%, de sorte que le produit réhydraté a une teneur en protéines voisine de celle de la viande. Le produit réhydraté peut être coloré et aromatisé à volonté et, en raison de sa structure fibreuse et ; elastique, il peut être melange à de la viande hachee pour obte-~;~
nir un produit consommable ayant une teneur en proteines voisine de celle de la viande hachée.
Il est possible également de pr~voir une coloration de la pâte soumise à l'extrusion pour ob-tenir des protéines textu-rées colorées sans qu'il soit nécessaire de procéder à une co-loration postérieure à l'extrusion. Pour ce faire, il est sou-vent nécessaire d'augmenter la quantité d'eau utilisée pour la réalisation du mélange dans la zone d'alimentation de l'extru-deuse. Pour éviter de soumettre ~ l'extrusion une pâte ayant une teneur en eau trop importante, ce qui entraînerait les inconvé-nients ci-dessus indiqués, on prevoit alors dans la paroi de ' 30 l'extrudeuse un puits de degazage qui permet l'evacuation sous forme de vapeur d'une partie de l'eau initialement introduite, ~-de façon que la pate soumise à l'extrusion dans la filière ait ~)8~66~
une teneur en eau comprise dans la gamme indiquée dans la dé~
nition ~u procédé selon l'in~ention. Dans un tel cas, les vis d'extrusion comportent un filet qui, au droit du puits de déga-zage, a un pas accru de façon a décomprimer la pâte et à éviter son ejection par le puits de degazage.
On a constaté que si le chauffage de la chambre o~ s'ef-fectue la mise en pression du mélange est insuffisant, le pro-duit extrude obtenu est trop compact, ce qui nuit à sa réhydra-tation et à sa texturation, alors que, si le chauffage de ladite chambre s'effectue ~usqu'a une temperature trop elevee, le pro-duit obtenu n'a pas une cohesion suffisante et n'a plus la tex-ture fibreuse desiree. Par ailleurs, si la pâte soumise à la pression et a la temperature reste trop peu de temps dans la chambre d'extrusion, la structure obtenue ne présente pas la cohesion désirable; au contraire, si le temps de séjour est trop important, la structure obtenue est trop compacte. Il faut donc, pour que la production de protéines texturées selon l'in-vention soit convenable, rester pour une machine donnee, pour une alimentation donnée et pour des conditions de chauffage données, dans une gamme déterminee de débit, c'est-à-dire dans une gamme déterminée de vitesse de rotation pour les vis d'extrusion.
On a constaté également ~ue la cohésion du produit ex-; trudé était augmentée par la présence d'un canal prolongeant la filière d'extrusion. On a obtenu de bons résultats en prévoyant un canal ayant la meme section que la filière et comportant un coude ~ angle droit disposé au milieu de sa longueur, la longueur ; du canal etarlt prevue de facon que le temps de sejour du boudin extrudé dans le canal soit cornpris entre 0,4 seconde et 0,6 se-conde. On a constaté egalement que la cohésion du boudin extru-dé etait augmentée en disposant a la sortie du canal une section restreinte correspondant ~ une deuxieme extrusion,la surface de cette section restreinte étant comprise entre 25% et 50% de la de la section de la fili~re d'extrusion.
Par ailleurs, on a constaté qu'en disposant à la sortie du canal un système de refroidissement, on pouvait créer à la surface du boudin extrudé une sorte de peau qui diminue la fria-bilité du produit au cours du conditionnement et du transport.
Ce résultat est encore augmente lorsque le système de refroidis-sement est suivi par des lamelles de lissage qui enserrent le ~oudin extrudé a la sortie du systême de refroidissement, la section laissée libre entre lesdites lamelles correspondant, de préférence, à une légere restriction de la section du boudin extrudé.
La presente invention a enfin pour objet un procédé ;
d'utilisation de protéines texturées préparées à partir du procé-dé ci-dessus défini, caracterise par le fait que l'on rehydrate le produit sec extrudé pour l'amener à contenir de 1,5 à 3,5 fois son poids d'eau; qu'éventuellement on le coupe, on le colore et ' on l'aromatise; et qu'on le melanye à des produits protéinés d'origine animale dans une proportion comprise entre 0,1 et 1,5 partie en poids pour 1 partie en poids de produits protéiné d'o-rigine animale.
L'intérêt de la fabrication des protéines texturées se-lon l'invention et de leur utilisation en mélange avec des pro-duits protéinés d'origine animale est d'une part, un intérêt nu-tritionnel et d'autre part, un intérêt economique. Sur le plan nutritionnel, le mélange de protéines animales et de proteines d'origine végétale constitue, par rapport à un produit contenant uniquement des protéines animales, un perfectionnement diététi-que important en raison de l'~quilibre des acides aminés et d'une diminution du taux de matieres grasses par rapport a la viande.
Sur le plan économique, il convient de constater que l'unité de poids de protéines végétales mises en oeuvre sous forme de pro-téines texturées comme ci-dessus indiqué, à un prix de revient sensiblement cinq à dix fois plus faible pour le consommateur .
~L~8S~i~9 que l'unité de poids des protéines animales de la viande. On peut donc ainsi obtenir un produit consommable a base de viande hachée ayant un prix de revient réduit, une teneur en protéines analogues à celle de la viande hachée et un goût très satisfai-sant. De plu6, étant donné que le traitemen~ que l'on ~ait subir aux matières premières pour obtenir les protéines texturées selon l'invention est un traitement purement physique et étant donné
que les matières premières sont des constituants de légumineuses, il est clair que les protéines texturées selon l'invention ne peuvent être nocives pour l'organisme humain. ~;
; On a vérifié que les traitements physiques que l'on fait subir aux protéines de la farine de légumineuses n'altèrent pas les chaines protéiques. A cet égard, on a fait agir des pro-téases sur le produit texturé obtenu par le procédé selon l'in-vention et l'on a constaté que les acides aminés résultant de l'action de ces protéases sont les mêmes, qualitativement et quantitativement, que ceux que l'on obtient lorsque l'on fait agir les memes protéases sur les protéines des matières premières non traitées.
Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va décrire maintenant, à titre d'exemples purement illustratifs et non limitatifs, un mode de mise en oeuvre préférentiel du pro-cédé selon l'invention et un mode de réalisation de la machine d'extrusion correspondante, cette description étant effectuée en se référant au dessin annexé.
Sur ce dessin:
- la figure l représente schématiquement en élévation, une machine d'extrusion permettant la mise en oeuvre du procédé
selon l'invention;
- la figure 2 représente la machine de la figure 1, vue en plan;
- la figure 3 représente schématiquement les différentes zones de l'une des vis d'extrusion de la machine de la figure l;
856~
- - la figure 4 représente, en coupe, la zone d'extrusion de la machine de la figure l;
- la figure 5 represente une vue selon V-V de la figure 4;
- la figure 6 représente le détail A de la figure 4.
En se referant au dessin, on voit que la machine pour la mise en oeuvre du procéde selon l'invention comporte une unité
d'entraînement 101 qui permet la mise en rotation de deux vis parallèles identiques 102 tournant à la même vitesse, dans le même sens. Les deux vis 102 sont disposées à l'intérieur d'une chambre 103 pratiquée dans un porte-filière 104 qui est supporté
par le bâti 105 de la machine par l'intermédiaire d'un jeu de glissières 106. Le porte-filière 104 se raccorde à l'unité d'en-traînement 101 par une pla~ue 107 qui est boulonné sur l'unité
101 au moyen de quatre boulons 108 traversant la plaque 107. A
l'extrémité du porte-filière 104, qui est opposée à celle où se trouve la plaque 107, on a fixé une filière 110, qui est main-tenue sur le porte-filière au moyen de cinq boulons 111. Dans la zone du porte-filière 104, qui se trouve au voisinage de la pla-.; . .
que 107, on a disposé, a la partie superleure du porte-filière, un distributeur a hélice 113 dont l'ouverture d'alimentation 11~
permet de débiter régulièrement de la farine de fèves comportant 66,43~ de protéines, 3,30~ de matières grass~s, 6,55% de matières minérales et 10,5% d'eau. A la partie supérieure du porte-filiè-re et au voisinage immédiat du distributeur 114, en direction de la filière 110, on a disposé une pompe doseuse 115 dont l'orifice de sortie pcrmet de delivrer dans la chambre 103 un debit d'eau régulier. Les emplacements des alimentations en farine et en eau ont été repér~s sur la figure 3 par les flèches Fl et F2 respectivement. Autour du porte-filière 104, entre le distribu-teur 114 et la filière 110, on a disposé trois manchons de regu-lation de température 116, 117, 118 indépendants les uns des autres.
~.~
~ 8~6~
"
La filière 110 comporte, en vis-à-vis des deux extré-mités des deux vis 102, des logements coniques 119 ou viennent se placer les extrémités coniques des vis 102. Dans la zone cen-trale de chaque logement 119, on a pratiqué un alésage 120a, qui se prolonge ver$ l'extérieur par un alésage 120b de plus petit diamètre, ce qui ménage entres les alésages 120a et 120b un redent annulaire 121. Dans chaque ensemble constitué par les alé-sages 120a, 120b, on a introduit un bouchon de filière 122 où est pratiquée une canalisationAcylindrique 123 qui constitue un orifice de filière. La face du bouchon 122, qui se trouve en - vis-à-vis de la vis 102, est profilée de façon conique pour venir dans le prolongement du logement 119 lorsque le bouchon 122 est en position dans les alésages 120a et 120b. Le bouchon 122 est retenu dans son logement par le redent 121 avec lequel coopère un redent correspondant du bouchon, ledit bouchon comportant deux parties de diamètres différents correspondant aux diamètres des deux alésages 120a et 120b. La distance ménagée entre l'extré-mité conique de chaque vis 102 et le logement conique qui lui fait vis-à-vis est de l mm, mesurée perpendiculairement aux gé-nératrices du cône.
Les deux vis 102 de la machine sont disposées parallèle-ment de ~aço~ que les filets hélicoPdaux de l'une pénètrent dans .
les gorges hélico~dales de l'autre, comme il est représenté sur la Eigure 2. La forme de la section transversale de la chambre 103 épouse le contour de l'ensemble formé par les deux vis 102 en ménageant un très faible jeu entre la paroi de la chambre 103 et la face extérieure des filets des deux vis 102. Chacune des deux vis est constituée par des manchons cannelés intérieurement et disposés sur un arbre cannelé, les deux arbres cannelés étant entralnés en rotation à la même vitesse et dans le même sens par -- l'unité 101.
Chaque vis 102 comporte six zones successives représen-:
1~38S~9 tées sur la figure 3. La zone d'alimentation où se trouvent les ~lèches Fl et F2 comporte une zone filetée A constituée d'un filet épais ayant un pas de 80 mm sur une longueur de 400 mm.
Dans cette zone, les filets sont auto-râcleurs, c'est-à-dire qu'entre les deux vis on a ménagé un très faible jeu pour que le râclage d'un filet par l'autre permette d'éviter tout bouchage de la zone d'alimentation. A la suite de cette zone d'alimenta-tion, on a dispose une section anti-retour B constituée d'un fi-~ let à pas inverse disposé sur une longueur de 20 mm, le pas du ~ 10 filet étant de 35 mm; on prévoit des voies de passage constituées par des interruptions de filets, pour permettre le passage de la matière à travers la section anti-retour. Cette section anti-re~tour constitue un bouchon de matière pour former un joint d'étanchéité entre la zone d'alimentation de la zone aval de la vis. Chaque vis comporte en outre, au voisinage de la filière 110, un filet ayant un pas de 30 mm sur une longueur de 300 mm, ; ce filet correspondant à la zone F de la figure 3. Le filetage de la zone F est précédé d'une zone E, dans la~uelle on a dispo-sé des disques mélangeurs excentrés par rapport aux axes des vis, ces disques étant au nombre de cinq et étant convenablement décalés pour que la rotation des deux vis puisse s'effectuer sans que les disques se heurtent.
Entre la zone E des disques mélangeurs et la zone B de la section anti-retour, chaque vis comporte deux zones C et D, .
de 200 mm de longueur chacune, constituées l'une d'un filet ayant un pas de 60 mm et l'autre d'un filet ayant un pas de 4S mm.
Lorsque, comme c'est le cas pour la réalisation représentée sur le dessin, le porte-filière 104 est muni d'un puits de dégazage 109, que l'on peut obturer par un bouchon lO9a fixé par une vis lO9b, la section ayant le p~us petit pas est disposée en amont de la section ayant le plus grans pas, de façon que l'on crée une décompression au niveau du puits de dégazage 109. Au contraire, ~Sl~69 s'il n' existe pas de puits de dégazage, la section de plus grand pas est disposee en amont de la section de plus petit pas.
Les manchons.ll6,117, 118 se trouvent respectivementdisposes au droit des zones de vis indiquees par M3, M2 et Ml sur la figure 3. Le manchon 118 correspondant au tron~on 1 per-met de maintenir une temperature de paroi de la chambre 103 d'en- :~
viron 85~C; le manchon 117 correspondant au tronçon M2 permet de maintenir une température de paroi de la chambre 103 d'envi-ron 135~C; le manchon 116 correspondant au tronçon M3 permet de maintenir une température de paroi de la chambre 103 d'environ Z50~C. Les manchons 116 et 117 comportent un chauffage par in duction alors que le manchon 118 comporte, au contraire, une cir-culation d'air ou d'eau destinée a maintenir la temperature dans ;....................................................................... ;, la gamme ci-dessus indiquee en raison de l'ecoulement de chaleur qui se produit longitudinalement le long du porte-filière 104 depuis les manchons 116 et 117 en direction de la plaque 107.
La sortie du canal 123 de la filière 122 est disposee en vis-à-vis d'un canal 124 qui comporte un coude a angle droit;
: .
le canal 124 a une longueur de 4 cm de part et d'autre de l'an-gle droit et il est constitué par des alésages pratiques dans une piece-couvercle 125, qui recouvre la Eace frontale de la filiere 110 et qui est boulonnee sur le porte-filière par les boulons 111 qui assurent la fixation de la fil.iere 110. La sor-tie du canal 12~ est verticale et, sur cette sortie, est dispo-see une lame reglable 126 dont la position par rapport au couver-cle 125 peut être reglee au moyen de la vis 127. La lame regla-ble 126 fait plus ou moins saillie dans le canal 124, de sorte que son décalage par rapport au couvercle 125 provoque une res-triction de la section de passage du boudin extrudé, ce qui cons-titue une deuxième extrusion. A la sortie du canal 124, apres la deuxieme extrusion, on a mis en place un dispositif de re-froidissement 128 a la sortie duquel on a prévu un dispositif de "
.
.
~85~i6~
.. , lissage 129. Le dispositi~ de refroidissement 128 peut être par exemple un échangeur à air et le dispositif de lissage 129 peut être constitué, comme il est représenté sur la figure 6, par un ensemble de lamelles flexibles 130 qui délimitent une section de passage plus ou moins grande suivant la position d'un anneau de réglage 131. Le diamètre des canaux 123 et 124 est de ~ mm. La restriction de section au niveau de la lame 126 est de 25 à 50%; la section du boudin expansé est réduite d'environ 15 à 30% par les lamelles 130.
La machine d'extrusion, qui vient d'être décrite, est prête à fonctionner lorsque le porte-filière coulissant 104 a été boulonné par sa plaque d'extrémité 107 sur l'unité d'entral-nement 101, la filière 110 étant elle-même boulonné sur l'extré-mité opposée du porte-filière 104. La vitesse de rotation des vis 102 est, dans l'exemple de mise en oeuvre, qui est décrit, de 74 tours/minute. Le distributeur 113-114 délivre la farine .
de fèves au débit désiré; la pompe 115 délivre l'eau au débit ci-- dessus indiqué. Le produit qui sort des lamelles 130 est un boudin continu que l'on coupe à longueur constante au moyen d'un couteau circulaire 132, les tronçons coupés étant récupéres dans une caisse 133. Le produit obtenu est parfaitement régulier. Il a une teneur en protéines de 66,4%, une teneur en matières gras-ses de 1,~6~, une teneur en matières minérales de 6,58% et une teneur en eau de 8,60%. Lorsqu'on laisse tremper le produit sec ainsi obtenu pendant une demi-heure dans de l'eau froide, on constate que le produit se réhydrate et reprend environ un poids d'eau égal à 280~ du poids sec initial; cette détermination est effectuée en soumettant le produit réhydraté à une centrifuga-tion pendant 1 minute à l~g. Le produit réhydraté a une texture fibreuse visible à l'oeil nu et présente au toucher une certaine élasticité. Le goûtdu produit est neutre; le produit peut être aromatisé et coloré à volonté.
1~356~;~
Si l'on soumet le produit rehydrate à un traitement en autoclave à 120~C sous une pression de 1 bar, pendant 1 heure, on constate qu'il ne se produit pratiquemen-t aucun delitage du -produit dans l'eau de l'autoclave, de sorte que le produit rehy-drate peut être utilise dans l'industrie de la conserve alimen-taire.
I1 convient de mentionner que le produit sec obtenu par extrusion peut être stocke pendant un temps important sans alte-ration. Par ailleurs, il est peu sensible à l'effrittement au cours du conditionn~en~ et du transport: on pense que cette - caracteristique interessante Iui est~conferee par la presence -~ du système de refroidissement 128 et du système de lissage 129.
Le produit rehydrate, aromatise pour avoir sensiblement le goût de la viande, et teinte a la couleur de la viande, peut être malaxe avec de la viande haché dans la proportion de 25 parties de produit pour 100 parties de viande hachee, par exem-ple. On constate que le melange resultant a une saveur tout à
fait analogue à celle de la viande hachee; par ailleurs, sur le ;
plan nutritionnel, la quantite de proteines contenues dans le me-lange realise est satisfaisante. Sur le plan du prix de revient, la realisation du mélange ci-dessus indique constitué de protei-nes texturées et de viande hachée, permet, par rapport à la viande hachée pure, de diminuer le prix du produit consommable dans une ' proportion importante.
Il est bien entendu que les modes de réalisation et de mise en oeuvre ci-dessus décrits ne sont aucunement limitatifs et pourront donner lieu à toutes modifications desirables, sans sortir pour cela du cadre de l'invention.
, : ,-,. ~;
.~.
.; .
~ La presente invention concerne un procéde de fabrica--~ tion de proteines texturees d'origine végétale.
,~ On sait qu'il est nécessaire, pour que la nutrition humaine soit équilibrée, de prévoir la consommation par l'homme , d'une certaine quantité de protéines. L'origine la plus courante des protéines actuellement absorbées par l'homme est la viande qui contient approximativement 15 a 25% en poids de proteines et ~' 65~ d'eau. Compte-tenu du prix elevé de la viande et des besoins ' sans cesse croissants pour l'alimentation humaine, on a été amené
a rechercher a substituer partiellement aux protéines d'origine animale des protéines d'origine végétale. On a donc cherché a fabriquer des produits ayant une texture analogue a celle de la viande, ces produits ayant une teneur en proteines d'origine vé~
' gétale voisine de la teneur de la viande en protéines animales.
Ce type de produits denommés " proteines texturées'l, a '~' , deja éte obtenu ~ partir du soja. La Société déposante a égale- '' , ment proposé dans sa demande de brevet fran~ais No. 74-34 273, un procédé de fabrication de protéines texturées a partir d'un '~
mélange de 70 à 90~ en poids d'une farine de faves à haute teneur en protéines et de 10 à 30% en poids d'un liant pulvérulant biologiquement assimilable, tel que le gluten par,exemple. Ce' ;, procédé antérieurement décrlt donne toute satisfaction mais oblige ;
a l'emploi d'une quantité appréciable de gluten, qui constitue une matiere premiare de prix éle,vé.
Le but de la présente invention est d'obtenir des protéi-' nes texturées a partir de végétaux produits dans différentes part1es du monde et en France en particulier, au moyen d'un procé-dén~,lexi~eant pas la présence de gluten. Il est clair que la présente invention constitue, sur le plan économique, un progrès sensible par rapport au procédé ant~rieurement décrit dans lequel le gluten joualt le rôle de liant biologiquement assimilable.
Selon l'invention, on a également constaté que les protéines tex- '' , * pub'liée le 7 mai 1976, sous le numéro 2,287,177 ~85669 ' turées pouvaient être obtenues non seulement à partir de farines de fèves à haute teneur en protéines mais également à partir de farines de graines de légumineuses autres que les fèves à haute teneur en protéines telles que par exemple les pois, les pois ' chiches, les haricots et les lentilles~
Le processus de fabrication des farines de légumineuses, tel' qu'il est actuellement connu, comporte tou~e une série d'opé-rations telles que le nettoyage, le calibrage, le décorticage des graines, le classement densimétrique et la réduction progressive des granulats obtenus; cette réduction slopère sur des broyeurs ~' spécifiques montés en série, les transports de produits entre ma- ~
'~; chines s'effectuant pneumatiquement. La granulation des particules de farine ainsi ohtenues varie dans une large propartion; les particules les plus fines contiennent un pourcentage élevé de protéines. Il est possible, par exemple, par turboséparation, ;' de classer les particules de farine de tailles différentes et, par suite, de fabriquer des farines de légumineuses à teneur en '' protéines élevée. La présente invention utilise ces farines de ' légumineuses à taux de protéines élevé comme matières premières pour l'obtention de protéines texturées.
La présente invention a donc pour objet un nouveau pro-cédé de fabrication de protéines texturées d'origine végétale, caractérisé par le fait que l'on réalise par une pate contenant un mélange de 5 à 12~ en poids d'eau et de 95 à 88% en poids d'une farine de graines de légumineuses ayant une teneur en matières grasses inférieure à 5% en poids, une teneur en protéines végétales comprise entre 55 et 75% en poids et une teneur en eau comprise entre 8 et 12% en poids; ~u'en maintenant ~ous pression ladite ' pâte, on augmente progressivement sa température jusqu'à environ 200 à 300~C, le mélange eau/farine étant maintenu à une tempéra-ture supérieure à 100~C pendant un temps inférieur à 2 mn et compris, de préférence, entre 15 et 45 secondes environ; et .. . . :... .. , :
.. . ... ....
B566~ .
que, sous l'action de la pression établie, on extrude le produit a travers au ~oins une filière à un ou plusieurs orifices.
:. Dans un mode préferé de mise en oeuvre du procédé selon l'invention le temps total de chauffage du mélange eau/farine depuis la température ambiante jusqu'à la temperature la plus -elevee obtenue avant extrusion est inférieur à 120 secondes en-viron; la farine a une teneur en proteines veg~tales comprise entre 60 et 70% en poids et une teneur en eau d'environ 10~ en ' poids; la quantité d'eau mélangée a la farine de légl7mineuses ~ ::
est comprise entre 6,5 et 9% en poids par rapport au poids du mélange; la farine de légumineuses est choisie dans le groupe formé par les farines de faves, de pois, de pois chiches, de haricots ou de lentilles; la réalisation du melange de farine et d'eau, la mise en pression et le chauffage dudit mélange et l'extrusion de la pâte sont effectues dans une extrudeuse a deux vis parallales, les deux vis ayant leurs filets imbriques et : forc~ant la pâte a se deplacer en direction de la ( ou des) filie~ ~: :
re (s) d'extrusion, la température de paroi de l'extrudeuse étant :
croissante depuis la zone ou l'eau et la farine sont introduites séparément jusqu'a la zone d'extrusion, la temperature de paroi ~ dans la zone d'alimentation etant, de préference, inférieure a 100~C; dans la zone d'alimentation, les deux vis de l'extrudeuse comportent des filets auto-racleurs s'imbriquant llun dans l'autre avec un tres faible jeu afin d'éviter un bouchage à l'entree de l'extrudeuse; la zone des filets auto-râcleurs est suivie d'une ~' zone de filets a pas inverse par rapport au pas des filets auto- "
~ racleurs,lesdits filets à pas inverse constituant une section anti-retour et etant interrompus pour former au moins un canal d'ecoulement entre la zone d'alimentation situee en amont et la . 30 zone aval des vis d'extrusion: le pas des filets disposés immé- :
diatement en aval de la section anti-retour est supérieur au pas ~~ des filets disposés au voisinage de la filiere d'extrusion; dans .:. . .
~ - 3 -, . :.: ... .
~3566~
une variante, on peut eventuellement menager entre la section anti-retour et la filière d'extrusion, sur la paroi de l'extru- .
deuse, un puits de dégazage permettant l'evacuation a l'etat vapeur d'une partie de l'eau contenue dans le melange eau/farine la temperature de paroi de l'extrudeuse immediatement en amont du puits de dégazage etant superieure a 100~C et le filet des deux vis d'extrusion ayant localement, dans toute la zone adiacen-te au puits de degazage, un pas superieur au pas du filet situe en amont de ladite zone adjacente, de facon à creer une decompres-sion de la pâte; la quantité d'eau introduite dans la pate au moment du melange avec la farine de legumineuses comporte un ~ :
-: excédent par rapport à la gamme de 5 a 12% que l'on atteint apres : ~ :
le passage au droit du puits de degazage; entre la section anti-retour et la zone d'extrusion, on dispose sur les vis d'extrusion des disques melangeurs excentres par r~ort aux axes des visl.
on menage sur l'extrudeuse trois tron~ons de regulation de tem-perature de la paroi, le premier dispose au voisinage de la zone d'alimentation assurant une temperature de paroi comprise entre 60 et 90~C, le troisieme dispose au voisinage de la zone d'extru- ;
sion assurant une temperature de paroi comprise entre 230 et 280~C
et le second, compris entre les premier e-t troisiame troncons, ~. assurant une température de paroi comprise entre 1~0 et 150~C;
entre l'extrémité des deux vis d'extrusion et la paroi d'entree de la filière d'extrusion, qui correspond a chacune de ces deux vis, on ménage un jeu reduit ayant une valeur voisine de 1 mm;
on prolonge la filiere d'extrusion par un canal ayant une section voisine de celle de la filiere mais de dimension au plus égale à
celle de la section de passage de ladite filiere, ledit canal com-portant au moins un coude brusque, on dispose a la sortie du canal qui prolonge la filière d'extrusion une zone de section restreinte eventuellement suivie d'une zone de refroidissement et/
ou d'une zone comportant des lamelles de lissage.
~566~
~ .
; La mise en oeuvre du procédé selon l'invention peut .
être réalisée au moyen d'une machine de type connu telle que ~.
celle qui est décrite dans le brevet français 73-39 885, cette machine étant adaptée pour permettre la mise en oeuvre du procé- :~
dé selon l'invention. .
Les protéines texturees que l'on obtient à la sortie de .:.
la machine dlextrusion se présentent sous la forme d'un amas .
fibrilaire constituant un boudin légèrement expansé et contenant sensiblement la même teneur en eau que la farine utilisée comme matière première. On peut ~ventuell~ment prévoir un séchage complémentaire pour diminuer l'humidité résiduelle et augmenter :.
la stabilité du produit, mais de toute façon le produit obtenu ,~ .
est exempt de bactéries et le reste en raison de sa ~aible .:
teneur en eau. Ce produit comporte une teneur en proteines correspondant à celle de la farine utilisée comme matière premiè-: re et il est destiné à être utilisé après réhydratation, cette . réhydratation pouvant avantageusements'effectuer par simple ~ immersion du produit dans l'eau. Le produit sec obtenu reprend alors une quantité d'eau comprise entre 1,5 et 3,5 fois son ; .
~ 20 poids; le produit réhydraté a une structure fibreuse visible à
.. .
~ l'oeil nu, l'orientation des fibres correspondant à la direction d'extrusion; le produit se presente comme une masse souple posse-dant au toucher une certaine ~lasticite.
On a constate que si l'on augmentait la quantite d'eau ajoutée à la farine au-delà des limites indiquées pour le procédé ::
selon l'invention, le produit sec obtenu ne gardait pas sa cohé- ~ .
sion au moment de la rehydratation et se deli-tait dans l'eau de ~ rehydratation. Pour définir la capacité du produit ~ conserver sa texture fibreuse a l'état réhydraté, on utilise un test à
l'autoclave en soumettant le produit réhydraté à un chauffage ~ à 120~C sous une pression relative de 1 bar pendant une heure; à '~
; la suite de ce traitement, le produit est considere comme satis-. _ 5 _ ~85~
faisant s'il ne s'est pas delite dans l'eau o~ il etait plonge : pendant ledit traitement. On a constate egalement qu'en dimi-nuant la quantite d'eau ajoutee à la farine pour obtenir le me-lange extrudé, on augmentait la cohesion et la compacite du pro-duit extrude de sorte que l'extrudat n ' est pas susceptible de se rehydrater convenablement et que l'on risque un bouchage de ' la machine en cours de fabrication. Il n'est donc pas possible de descendre au-dessous de la limite in~erieure indiquee pour le procede selon 1'invention. En d'autres termes, la gamme de te-neurs en eau, qui a éte indiquee, est critique pour l'obtention d'un produit qui, d'une part, sort de l'extrudeuse sous forme d'un boudin continu et d'autre part, conserve sans délitage une structure fibreuse après réhydratation; les taux de rëhydrata-tion habituellement obtenus sont compris entre 250 et 300%, de sorte que le produit réhydraté a une teneur en protéines voisine de celle de la viande. Le produit réhydraté peut être coloré et aromatisé à volonté et, en raison de sa structure fibreuse et ; elastique, il peut être melange à de la viande hachee pour obte-~;~
nir un produit consommable ayant une teneur en proteines voisine de celle de la viande hachée.
Il est possible également de pr~voir une coloration de la pâte soumise à l'extrusion pour ob-tenir des protéines textu-rées colorées sans qu'il soit nécessaire de procéder à une co-loration postérieure à l'extrusion. Pour ce faire, il est sou-vent nécessaire d'augmenter la quantité d'eau utilisée pour la réalisation du mélange dans la zone d'alimentation de l'extru-deuse. Pour éviter de soumettre ~ l'extrusion une pâte ayant une teneur en eau trop importante, ce qui entraînerait les inconvé-nients ci-dessus indiqués, on prevoit alors dans la paroi de ' 30 l'extrudeuse un puits de degazage qui permet l'evacuation sous forme de vapeur d'une partie de l'eau initialement introduite, ~-de façon que la pate soumise à l'extrusion dans la filière ait ~)8~66~
une teneur en eau comprise dans la gamme indiquée dans la dé~
nition ~u procédé selon l'in~ention. Dans un tel cas, les vis d'extrusion comportent un filet qui, au droit du puits de déga-zage, a un pas accru de façon a décomprimer la pâte et à éviter son ejection par le puits de degazage.
On a constaté que si le chauffage de la chambre o~ s'ef-fectue la mise en pression du mélange est insuffisant, le pro-duit extrude obtenu est trop compact, ce qui nuit à sa réhydra-tation et à sa texturation, alors que, si le chauffage de ladite chambre s'effectue ~usqu'a une temperature trop elevee, le pro-duit obtenu n'a pas une cohesion suffisante et n'a plus la tex-ture fibreuse desiree. Par ailleurs, si la pâte soumise à la pression et a la temperature reste trop peu de temps dans la chambre d'extrusion, la structure obtenue ne présente pas la cohesion désirable; au contraire, si le temps de séjour est trop important, la structure obtenue est trop compacte. Il faut donc, pour que la production de protéines texturées selon l'in-vention soit convenable, rester pour une machine donnee, pour une alimentation donnée et pour des conditions de chauffage données, dans une gamme déterminee de débit, c'est-à-dire dans une gamme déterminée de vitesse de rotation pour les vis d'extrusion.
On a constaté également ~ue la cohésion du produit ex-; trudé était augmentée par la présence d'un canal prolongeant la filière d'extrusion. On a obtenu de bons résultats en prévoyant un canal ayant la meme section que la filière et comportant un coude ~ angle droit disposé au milieu de sa longueur, la longueur ; du canal etarlt prevue de facon que le temps de sejour du boudin extrudé dans le canal soit cornpris entre 0,4 seconde et 0,6 se-conde. On a constaté egalement que la cohésion du boudin extru-dé etait augmentée en disposant a la sortie du canal une section restreinte correspondant ~ une deuxieme extrusion,la surface de cette section restreinte étant comprise entre 25% et 50% de la de la section de la fili~re d'extrusion.
Par ailleurs, on a constaté qu'en disposant à la sortie du canal un système de refroidissement, on pouvait créer à la surface du boudin extrudé une sorte de peau qui diminue la fria-bilité du produit au cours du conditionnement et du transport.
Ce résultat est encore augmente lorsque le système de refroidis-sement est suivi par des lamelles de lissage qui enserrent le ~oudin extrudé a la sortie du systême de refroidissement, la section laissée libre entre lesdites lamelles correspondant, de préférence, à une légere restriction de la section du boudin extrudé.
La presente invention a enfin pour objet un procédé ;
d'utilisation de protéines texturées préparées à partir du procé-dé ci-dessus défini, caracterise par le fait que l'on rehydrate le produit sec extrudé pour l'amener à contenir de 1,5 à 3,5 fois son poids d'eau; qu'éventuellement on le coupe, on le colore et ' on l'aromatise; et qu'on le melanye à des produits protéinés d'origine animale dans une proportion comprise entre 0,1 et 1,5 partie en poids pour 1 partie en poids de produits protéiné d'o-rigine animale.
L'intérêt de la fabrication des protéines texturées se-lon l'invention et de leur utilisation en mélange avec des pro-duits protéinés d'origine animale est d'une part, un intérêt nu-tritionnel et d'autre part, un intérêt economique. Sur le plan nutritionnel, le mélange de protéines animales et de proteines d'origine végétale constitue, par rapport à un produit contenant uniquement des protéines animales, un perfectionnement diététi-que important en raison de l'~quilibre des acides aminés et d'une diminution du taux de matieres grasses par rapport a la viande.
Sur le plan économique, il convient de constater que l'unité de poids de protéines végétales mises en oeuvre sous forme de pro-téines texturées comme ci-dessus indiqué, à un prix de revient sensiblement cinq à dix fois plus faible pour le consommateur .
~L~8S~i~9 que l'unité de poids des protéines animales de la viande. On peut donc ainsi obtenir un produit consommable a base de viande hachée ayant un prix de revient réduit, une teneur en protéines analogues à celle de la viande hachée et un goût très satisfai-sant. De plu6, étant donné que le traitemen~ que l'on ~ait subir aux matières premières pour obtenir les protéines texturées selon l'invention est un traitement purement physique et étant donné
que les matières premières sont des constituants de légumineuses, il est clair que les protéines texturées selon l'invention ne peuvent être nocives pour l'organisme humain. ~;
; On a vérifié que les traitements physiques que l'on fait subir aux protéines de la farine de légumineuses n'altèrent pas les chaines protéiques. A cet égard, on a fait agir des pro-téases sur le produit texturé obtenu par le procédé selon l'in-vention et l'on a constaté que les acides aminés résultant de l'action de ces protéases sont les mêmes, qualitativement et quantitativement, que ceux que l'on obtient lorsque l'on fait agir les memes protéases sur les protéines des matières premières non traitées.
Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va décrire maintenant, à titre d'exemples purement illustratifs et non limitatifs, un mode de mise en oeuvre préférentiel du pro-cédé selon l'invention et un mode de réalisation de la machine d'extrusion correspondante, cette description étant effectuée en se référant au dessin annexé.
Sur ce dessin:
- la figure l représente schématiquement en élévation, une machine d'extrusion permettant la mise en oeuvre du procédé
selon l'invention;
- la figure 2 représente la machine de la figure 1, vue en plan;
- la figure 3 représente schématiquement les différentes zones de l'une des vis d'extrusion de la machine de la figure l;
856~
- - la figure 4 représente, en coupe, la zone d'extrusion de la machine de la figure l;
- la figure 5 represente une vue selon V-V de la figure 4;
- la figure 6 représente le détail A de la figure 4.
En se referant au dessin, on voit que la machine pour la mise en oeuvre du procéde selon l'invention comporte une unité
d'entraînement 101 qui permet la mise en rotation de deux vis parallèles identiques 102 tournant à la même vitesse, dans le même sens. Les deux vis 102 sont disposées à l'intérieur d'une chambre 103 pratiquée dans un porte-filière 104 qui est supporté
par le bâti 105 de la machine par l'intermédiaire d'un jeu de glissières 106. Le porte-filière 104 se raccorde à l'unité d'en-traînement 101 par une pla~ue 107 qui est boulonné sur l'unité
101 au moyen de quatre boulons 108 traversant la plaque 107. A
l'extrémité du porte-filière 104, qui est opposée à celle où se trouve la plaque 107, on a fixé une filière 110, qui est main-tenue sur le porte-filière au moyen de cinq boulons 111. Dans la zone du porte-filière 104, qui se trouve au voisinage de la pla-.; . .
que 107, on a disposé, a la partie superleure du porte-filière, un distributeur a hélice 113 dont l'ouverture d'alimentation 11~
permet de débiter régulièrement de la farine de fèves comportant 66,43~ de protéines, 3,30~ de matières grass~s, 6,55% de matières minérales et 10,5% d'eau. A la partie supérieure du porte-filiè-re et au voisinage immédiat du distributeur 114, en direction de la filière 110, on a disposé une pompe doseuse 115 dont l'orifice de sortie pcrmet de delivrer dans la chambre 103 un debit d'eau régulier. Les emplacements des alimentations en farine et en eau ont été repér~s sur la figure 3 par les flèches Fl et F2 respectivement. Autour du porte-filière 104, entre le distribu-teur 114 et la filière 110, on a disposé trois manchons de regu-lation de température 116, 117, 118 indépendants les uns des autres.
~.~
~ 8~6~
"
La filière 110 comporte, en vis-à-vis des deux extré-mités des deux vis 102, des logements coniques 119 ou viennent se placer les extrémités coniques des vis 102. Dans la zone cen-trale de chaque logement 119, on a pratiqué un alésage 120a, qui se prolonge ver$ l'extérieur par un alésage 120b de plus petit diamètre, ce qui ménage entres les alésages 120a et 120b un redent annulaire 121. Dans chaque ensemble constitué par les alé-sages 120a, 120b, on a introduit un bouchon de filière 122 où est pratiquée une canalisationAcylindrique 123 qui constitue un orifice de filière. La face du bouchon 122, qui se trouve en - vis-à-vis de la vis 102, est profilée de façon conique pour venir dans le prolongement du logement 119 lorsque le bouchon 122 est en position dans les alésages 120a et 120b. Le bouchon 122 est retenu dans son logement par le redent 121 avec lequel coopère un redent correspondant du bouchon, ledit bouchon comportant deux parties de diamètres différents correspondant aux diamètres des deux alésages 120a et 120b. La distance ménagée entre l'extré-mité conique de chaque vis 102 et le logement conique qui lui fait vis-à-vis est de l mm, mesurée perpendiculairement aux gé-nératrices du cône.
Les deux vis 102 de la machine sont disposées parallèle-ment de ~aço~ que les filets hélicoPdaux de l'une pénètrent dans .
les gorges hélico~dales de l'autre, comme il est représenté sur la Eigure 2. La forme de la section transversale de la chambre 103 épouse le contour de l'ensemble formé par les deux vis 102 en ménageant un très faible jeu entre la paroi de la chambre 103 et la face extérieure des filets des deux vis 102. Chacune des deux vis est constituée par des manchons cannelés intérieurement et disposés sur un arbre cannelé, les deux arbres cannelés étant entralnés en rotation à la même vitesse et dans le même sens par -- l'unité 101.
Chaque vis 102 comporte six zones successives représen-:
1~38S~9 tées sur la figure 3. La zone d'alimentation où se trouvent les ~lèches Fl et F2 comporte une zone filetée A constituée d'un filet épais ayant un pas de 80 mm sur une longueur de 400 mm.
Dans cette zone, les filets sont auto-râcleurs, c'est-à-dire qu'entre les deux vis on a ménagé un très faible jeu pour que le râclage d'un filet par l'autre permette d'éviter tout bouchage de la zone d'alimentation. A la suite de cette zone d'alimenta-tion, on a dispose une section anti-retour B constituée d'un fi-~ let à pas inverse disposé sur une longueur de 20 mm, le pas du ~ 10 filet étant de 35 mm; on prévoit des voies de passage constituées par des interruptions de filets, pour permettre le passage de la matière à travers la section anti-retour. Cette section anti-re~tour constitue un bouchon de matière pour former un joint d'étanchéité entre la zone d'alimentation de la zone aval de la vis. Chaque vis comporte en outre, au voisinage de la filière 110, un filet ayant un pas de 30 mm sur une longueur de 300 mm, ; ce filet correspondant à la zone F de la figure 3. Le filetage de la zone F est précédé d'une zone E, dans la~uelle on a dispo-sé des disques mélangeurs excentrés par rapport aux axes des vis, ces disques étant au nombre de cinq et étant convenablement décalés pour que la rotation des deux vis puisse s'effectuer sans que les disques se heurtent.
Entre la zone E des disques mélangeurs et la zone B de la section anti-retour, chaque vis comporte deux zones C et D, .
de 200 mm de longueur chacune, constituées l'une d'un filet ayant un pas de 60 mm et l'autre d'un filet ayant un pas de 4S mm.
Lorsque, comme c'est le cas pour la réalisation représentée sur le dessin, le porte-filière 104 est muni d'un puits de dégazage 109, que l'on peut obturer par un bouchon lO9a fixé par une vis lO9b, la section ayant le p~us petit pas est disposée en amont de la section ayant le plus grans pas, de façon que l'on crée une décompression au niveau du puits de dégazage 109. Au contraire, ~Sl~69 s'il n' existe pas de puits de dégazage, la section de plus grand pas est disposee en amont de la section de plus petit pas.
Les manchons.ll6,117, 118 se trouvent respectivementdisposes au droit des zones de vis indiquees par M3, M2 et Ml sur la figure 3. Le manchon 118 correspondant au tron~on 1 per-met de maintenir une temperature de paroi de la chambre 103 d'en- :~
viron 85~C; le manchon 117 correspondant au tronçon M2 permet de maintenir une température de paroi de la chambre 103 d'envi-ron 135~C; le manchon 116 correspondant au tronçon M3 permet de maintenir une température de paroi de la chambre 103 d'environ Z50~C. Les manchons 116 et 117 comportent un chauffage par in duction alors que le manchon 118 comporte, au contraire, une cir-culation d'air ou d'eau destinée a maintenir la temperature dans ;....................................................................... ;, la gamme ci-dessus indiquee en raison de l'ecoulement de chaleur qui se produit longitudinalement le long du porte-filière 104 depuis les manchons 116 et 117 en direction de la plaque 107.
La sortie du canal 123 de la filière 122 est disposee en vis-à-vis d'un canal 124 qui comporte un coude a angle droit;
: .
le canal 124 a une longueur de 4 cm de part et d'autre de l'an-gle droit et il est constitué par des alésages pratiques dans une piece-couvercle 125, qui recouvre la Eace frontale de la filiere 110 et qui est boulonnee sur le porte-filière par les boulons 111 qui assurent la fixation de la fil.iere 110. La sor-tie du canal 12~ est verticale et, sur cette sortie, est dispo-see une lame reglable 126 dont la position par rapport au couver-cle 125 peut être reglee au moyen de la vis 127. La lame regla-ble 126 fait plus ou moins saillie dans le canal 124, de sorte que son décalage par rapport au couvercle 125 provoque une res-triction de la section de passage du boudin extrudé, ce qui cons-titue une deuxième extrusion. A la sortie du canal 124, apres la deuxieme extrusion, on a mis en place un dispositif de re-froidissement 128 a la sortie duquel on a prévu un dispositif de "
.
.
~85~i6~
.. , lissage 129. Le dispositi~ de refroidissement 128 peut être par exemple un échangeur à air et le dispositif de lissage 129 peut être constitué, comme il est représenté sur la figure 6, par un ensemble de lamelles flexibles 130 qui délimitent une section de passage plus ou moins grande suivant la position d'un anneau de réglage 131. Le diamètre des canaux 123 et 124 est de ~ mm. La restriction de section au niveau de la lame 126 est de 25 à 50%; la section du boudin expansé est réduite d'environ 15 à 30% par les lamelles 130.
La machine d'extrusion, qui vient d'être décrite, est prête à fonctionner lorsque le porte-filière coulissant 104 a été boulonné par sa plaque d'extrémité 107 sur l'unité d'entral-nement 101, la filière 110 étant elle-même boulonné sur l'extré-mité opposée du porte-filière 104. La vitesse de rotation des vis 102 est, dans l'exemple de mise en oeuvre, qui est décrit, de 74 tours/minute. Le distributeur 113-114 délivre la farine .
de fèves au débit désiré; la pompe 115 délivre l'eau au débit ci-- dessus indiqué. Le produit qui sort des lamelles 130 est un boudin continu que l'on coupe à longueur constante au moyen d'un couteau circulaire 132, les tronçons coupés étant récupéres dans une caisse 133. Le produit obtenu est parfaitement régulier. Il a une teneur en protéines de 66,4%, une teneur en matières gras-ses de 1,~6~, une teneur en matières minérales de 6,58% et une teneur en eau de 8,60%. Lorsqu'on laisse tremper le produit sec ainsi obtenu pendant une demi-heure dans de l'eau froide, on constate que le produit se réhydrate et reprend environ un poids d'eau égal à 280~ du poids sec initial; cette détermination est effectuée en soumettant le produit réhydraté à une centrifuga-tion pendant 1 minute à l~g. Le produit réhydraté a une texture fibreuse visible à l'oeil nu et présente au toucher une certaine élasticité. Le goûtdu produit est neutre; le produit peut être aromatisé et coloré à volonté.
1~356~;~
Si l'on soumet le produit rehydrate à un traitement en autoclave à 120~C sous une pression de 1 bar, pendant 1 heure, on constate qu'il ne se produit pratiquemen-t aucun delitage du -produit dans l'eau de l'autoclave, de sorte que le produit rehy-drate peut être utilise dans l'industrie de la conserve alimen-taire.
I1 convient de mentionner que le produit sec obtenu par extrusion peut être stocke pendant un temps important sans alte-ration. Par ailleurs, il est peu sensible à l'effrittement au cours du conditionn~en~ et du transport: on pense que cette - caracteristique interessante Iui est~conferee par la presence -~ du système de refroidissement 128 et du système de lissage 129.
Le produit rehydrate, aromatise pour avoir sensiblement le goût de la viande, et teinte a la couleur de la viande, peut être malaxe avec de la viande haché dans la proportion de 25 parties de produit pour 100 parties de viande hachee, par exem-ple. On constate que le melange resultant a une saveur tout à
fait analogue à celle de la viande hachee; par ailleurs, sur le ;
plan nutritionnel, la quantite de proteines contenues dans le me-lange realise est satisfaisante. Sur le plan du prix de revient, la realisation du mélange ci-dessus indique constitué de protei-nes texturées et de viande hachée, permet, par rapport à la viande hachée pure, de diminuer le prix du produit consommable dans une ' proportion importante.
Il est bien entendu que les modes de réalisation et de mise en oeuvre ci-dessus décrits ne sont aucunement limitatifs et pourront donner lieu à toutes modifications desirables, sans sortir pour cela du cadre de l'invention.
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Claims (20)
1.Procédé de fabrication de protéines texturées d'ori-gine végétale, caractérisé par le fait que l'on réalise par mé-lange une pâte contenant de 5 à 12% en poids d'eau et de 95 à
88% en poids d'une farine de graines de légumineuses ayant une teneur en matières grasses inférieure à 5% en poids, une teneur en protéines végétales comprise entre 55 et 75% en poids et une teneur en eau comprise entre 8 et 12% en poids; qu'en maintenant sous pression ladite pâte, on augmente progressivement sa tempe-rature jusqu'a environ 200 à 300°C, le mélange eau/farine étant maintenu à une température supérieure à 100°C pendant un temps inférieur à 2 mn; et que, sous l'action de la pression établie, on extrude le produit à travers au moins une filière à un ou plusieurs orifices.
88% en poids d'une farine de graines de légumineuses ayant une teneur en matières grasses inférieure à 5% en poids, une teneur en protéines végétales comprise entre 55 et 75% en poids et une teneur en eau comprise entre 8 et 12% en poids; qu'en maintenant sous pression ladite pâte, on augmente progressivement sa tempe-rature jusqu'a environ 200 à 300°C, le mélange eau/farine étant maintenu à une température supérieure à 100°C pendant un temps inférieur à 2 mn; et que, sous l'action de la pression établie, on extrude le produit à travers au moins une filière à un ou plusieurs orifices.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le temps total de chauffage du mélange eau/farine depuis la température ambiante jusqu'a la température la plus éle-vée obtenue avant extrusion est inférieur à 120 secondes environ.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la farine a une teneur en protéines végétales comprise entre 60 et 70% en poids et une teneur en eau d'environ 10% en poids.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la quantité d'eau mélangée à la farine de légumineuses est comprise entre 6,5 et 9% en poids par rapport au poids du me-lange.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la farine de légumineuse est choisie dans le groupe formé par les farines de fèves, de pois, de pois chiches, de ha ricots ou de lentilles.
6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la réalisation du mélange de farine et d'eau, la mise en pression et le chauffage dudit mélange et l'extrusion de la pâte sont effectues dans une extrudeuse à deux vis parallèles, les deux vis ayant leurs filets imbriques et forçant la pâte à
se déplacer en direction de la filière ou des filières d'extru-sion, la température de la paroi de l'extrudeuse étant croissante depuis la zone ou l'eau et la farine sont introduites séparé-ment jusqu'à la zone d'extrusion.
se déplacer en direction de la filière ou des filières d'extru-sion, la température de la paroi de l'extrudeuse étant croissante depuis la zone ou l'eau et la farine sont introduites séparé-ment jusqu'à la zone d'extrusion.
7.Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que, dans la zone d'alimentation, les deux vis de l'ex-trudeuse comportent des filets auto-râcleurs s'imbriquant l'un dans l'autre avec un très faible jeu.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la zone des filets auto-râcleurs des deux vis de l'extrudeuse est suivie d'une zone de filets à pas inverse par rapport au pas des filets auto-râcleurs, lesdits filets à pas inverse constituant une section anti-retour et étant interrompus pour former au moins un canal d'écoulement entre la zone d'ali-mentation située en amont et la zone aval des vis d'extrusion.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le pas des filets disposés immédiatement en aval de la section anti-retour est supérieur au pas des filets disposés au voisinage de la filière d'extrusion.
10.Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'entre la section anti-retour et la filière d'extrusion, on ménage sur la paroi de l'extrudeuse un puits de dégazage, la température de paroi en amont du puits de dégazage étant supérieu-re à 100°C et le filet des deux vis d'extrusion ayant localement, dans toute la zone adjacente au puits de dégazage, un pas supé-rieur au pas du filet situé en amont de ladite zone adjacente, la quantité d'eau introduite dans la pâte au moment du mélange avec la farine de légumineuse comportant un excédent par rapport à la gamme de 5 à 12% que l'on atteint après le passage au droit du puits de dégazage.
11.Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'entre la section anti-retour et la zone d'extrusion on dispose sur les vis d'extrusion des disques mélangeurs excentrés par rapport aux axes des vis.
12.Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'on ménage sur l'extrudeuse trois tronçons de régu-lation de la température de la paroi, le premier disposé au voi-sinage de la zone d'alimentation assurant une température de paroi comprise entre 60 et 90°C, le troisième dispose au voisinage de la zone d'extrusion assurant une température de paroi comprise entre 230 et 280°C et le second, compris entre les premier et troisième tronçons, assurant une température de paroi comprise entre 120 et 150°C.
13. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'entre l'extrémité des deux vis d'extrusion et la paroi d'entrée de la filière d'extrusion, qui correspond à chacune de ces deux vis, on ménage un jeu réduit ayant une valeur voisine de 1 mm.
14. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'on prolonge la filière d'extrusion par un canal ayant une section voisine de celle de la filière, mais de dimen-sion au plus égale à celle de la section de passage de ladite filière, ledit canal comportant au moins un coude brusque.
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé par le fait que l'on dispose à la sortie du canal qui prolonge la filière d'extrusion, une zone de section restreinte éventuelle-ment suivie d'une zone de refroidissement et/ou d'une zone de lissage.
16. Procédé selon la revendication 14, caractérisé
par le fait que l'on prévoit, après la filière d'extrusion, une longueur de canal suffisante pour que le boudin extrudé séjourne dans ledit canal pendant un temps compris entre 0,4 seconde et 0,6 seconde.
par le fait que l'on prévoit, après la filière d'extrusion, une longueur de canal suffisante pour que le boudin extrudé séjourne dans ledit canal pendant un temps compris entre 0,4 seconde et 0,6 seconde.
17. Procédé selon la revendication 15, caractérisé
par le fait que la section restreinte disposée à la sortie du canal qui prolonge la filière d'extrusion, à une surface com-prise entre 25% et 50% de la section de la filière d'extrusion.
par le fait que la section restreinte disposée à la sortie du canal qui prolonge la filière d'extrusion, à une surface com-prise entre 25% et 50% de la section de la filière d'extrusion.
18. Procédé d'utilisation de protéines texturées préparées en appliquant le procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on réhydrate le produit sec extrudé pour l'amener à contenir de 1,5 à 3,5 fois son poids d'eau; qu'on le coupe, on le colore et on l'aromatise; et qu'on le mélange à des produits protéines d'origine animale, dans une proportion comprise entre 0,1 et 1,5 parties en poids pour une partie en poids de produits protéinés d'origine animale.
19. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que le mélange eau/farine est maintenu à une température supérieure à 100°C pendant un temps compris entre 15 et 45 secondes environ.
en ce que le mélange eau/farine est maintenu à une température supérieure à 100°C pendant un temps compris entre 15 et 45 secondes environ.
20. Procédé selon la revendication 6, caractérisé
en ce que la température de paroi dans la zone d'alimentation est inférieure à 100°C.
en ce que la température de paroi dans la zone d'alimentation est inférieure à 100°C.
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ID=9168742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CA (1) | CA1085669A (fr) |
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