CA1301529C - Procede de production et installation, a partir d'un substrat vegetal hydrocarbone quelconque, d'un produit naturel alimentaire et produit obtenu par ce procede - Google Patents

Procede de production et installation, a partir d'un substrat vegetal hydrocarbone quelconque, d'un produit naturel alimentaire et produit obtenu par ce procede

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Abstract

L'invention se rapporte à un procédé de production, à partir d'un substrat végétal hydrocarboné, d'un produit naturel alimentaire, dans lequel on soumet le substrat végétal hydrocarboné à une première étape d'hydrolyse, sous l'action spécifique d'enzymes hydrosolubilisantes sur les glucides de ce substrat, puis à une deuxième étape de fermentation des glucides hydrosolubilisés, sous l'action d'une levure, caractérisé en ce qu'on soumet ensuite le produit à une troisième étape de thermolyse à une température allant de 80.degree. à 140.degree.C, pendant une période de temps allant respectivement d'une heure à 30 secondes.

Description

~3~1S~

La présente invention concerne un nouveau procédé de production, à partir d'un substrat végétal hydrocarboné quelconque, d'un produit naturel alimen-taire à haute valeur nutritionnelle, riche en aromes, en protéines et en vitamines du groupe B et ayant des propriétés fonctionnelles particulières, ainsi qu'un nouveau produit alimentaire obtenu par ce procédé et un dispositif mettant en oeuvre ce procédé.
On connaît déjà un procédé dans lequel on traite une matière première végétale contenant des pro-téines et des ylucides en vue d'obtenir une composition alimentaire de haute valeur nutritionnelle, à teneur élevée en protéines. Un tel procédé qui est décrit dans le brevet FR-A-2 165 191 et qui est appliqué plus particulièrement au soja, fait intervenir, dans une première étape, l'action spécifique d'enzymes hydro-solubilisantes sur les glucides de la farine de soja et, dans une seconde étape, une fermentation des gluci-des hydrosolubilisés, sous l'action de levures, cette fermentation ayant pour l'effet d'augmenter la teneur en protéines de la composition et la diminution corré-lative de la teneur en glucides.
La présente invention concerne des perfec-tionnements apportés à un tel procédé dans le but d'ameliorer sensiblement les qualités du produit ali-mentaire obtenu.
A cet effet ce procédé de production, à par-tir d'un substrat végétal hydrocarboné, d'un produit naturel alimentaire dans lequel on soumet le substrat végétal hydrocarboné à une première étape d'hydrolyse, sous l'action spécifique d'enzymes hydrosolubilisantes sur les glucides de ce substrat, puis à une deuxième étape de fermentation des glucides hydrosolubilisés, sous l'action d'une levure, est caractérisé en ce qu'on ~30:~LSZ9 soumet ensuite le produit à une troisième étape de thermolyse, à une température allant de 80 à 140C
pendant une période de temps correspondante allant res-pectivement d'une heure à 30 secondes. On peut soumet-tre le produit soit à une thermolyse conventionnelle,c'est-à-dire à une température allant de 80 à 100C, pendant une période de temps allant respectivement de 1 heure à 20 minutes, ou bien encore à une thermolyse flash à une température allant de 100 à 140C, pendant une période de temps allant respectivement de 20 minu-tes à 30 secondes.
Suivant une autre caractéristique complémen-taire de l'invention on utilise, en tant que souche pour l'étape de fermentation, Candida Utilis. Cette souche de levure est parfaitement apte à la production continue des protéines de levures à l'échelle indus-trielle grâce à sa stabilité pendant de longues pério-des de culture continue. La souche utilisée a les caractéristiques de l'espèce Candida Utilis.
On utilise un milieu de fermentatior. pauvre à
pH relativement bas, de l'ordre de 3 à 5. Le milieu de fermentation pauvre contient uniquement du phosphore, du potassium, du soufre et de l'azote ammoniacal. Ces conditions, à savoir le traitement en continu, un mi-lieu de fermentation pauvre, un pH de culture acide, et une souche particulièrement adaptée, permettent d'évi-ter toute prolifération des autres microorganismes.
La culture en continu de Candida Utilis en présence d'un milieu parfaitement défini, permet de fabriquer un produit dont la composition et les quali-tés demeurent constantes avec le temps.
Le procédé suivant l'invention peut utiliser en tant que matière première de départ, n'importe quel substrat végétal hydrocarboné. Parmi ces matières pre-mières on peut citer notamment:

~3~s2g - dans la famille des légumineuses, des quan-tités importantes de graines qui sont actuellement utilisées en alimentation humaine et animale, telles que les fèves, les haricots, les pois, les lentilles, etc.
- dans la famille des solanées, le tubercule de Solanum tuberosum, la pomme de terre, qui est bien entendu universellement consommée, et, - dans la famille des europhorbiacées, la cassave (Manihot esculenta) qui fournit une racine dont on tire le manioc ou tapioca, aliment de base des pays d'Afrique, d'Amérique du Sud, etc.
Le procédé suivant l'invention permet d'obte-nir un produit alimentaire riche en protéines ayant des propriétés fonctionnelles particulières. Il s'est ré-vélé en effet avoir un pouvoir émulsifiant très élevé, pratiquement deux fois supérieur à celui de la caséine, émulsifiant couramment utilisé dans l'industrie alimen-taire. Le produit obtenu se prête également très bien à une agglomération pour donner des comprimés. Il a un bon pouvoir foisonnant et une bonne aptitude à fixer les lipides.
Suivant les conditions du traitement et no-tamment de la mise en oeuvre de la thermolyse on peut obtenir des produits alimentaires ayant des goûts variés et agréables.
On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente inven-tion, en référence aux dessins annexés sur lesquels:
La figure 1 est un schéma synoptique des sec-tions d'hydrolyse et de fermentation d'une installation mettant en oeuvre le procédé suivant l'invention.
La figure 2 est un schérna synoptique d'une section de la thermolyse de l'installation.

,~

i3~LS29 En se référant aux figures 1 et 2, on voit que le procédé suivant l'invention est mis en oeuvre dans une installation comprenant un réacteur d'hydro-lyse 1, un réacteur de fermentation 2, et un étage de thermolyse en ligne 3.
Dans la description qui va suivre on consi-dérera, à titre d'exemple d'application du procédé, le traitement, en tant que substrat végétal hydrocarboné, d'une farine de manioc contenant à l'origine 2% de pro-téines. Cette farine de manioc est introduite dans leréacteur d'hydrolyse 1 conjointement avec une enzyme telle que l'amylase. La première étape d'hydrolyse s'effectue, par exemple, à une température de 90C, pendant une heure, dans le réacteur d'hydrolyse 1. Un bac tampon hydrolyseur 4 équipé d'un agitateur 5 avec variation de vitesse dans lequel se poursuit la réac-tion de saccharification du substrat amylacé avec une enzyme telle que l'amyloglucosidase, est disposé entre le réacteur d'hydrolyse 1 et le réacteur de fermenta-tion 2. L'injection de l'hydrolysat dans le réacteurde fermentation 2 s'effectue au moyen d'une pompe. Le bac tampon 4 est placé sur un système de pesée afin de pouvoir comptabiliser l'hydrolysat injecté.
Le contrôle du poids du bac tampon du milieu minéral concentré 7, identique au bac tampon hydroly-seur 4 mais sans agitation, permet de contrôler le débit d'injection du milieu minéral dans le fermenteur.
L'injection de milieu concentré dans le réacteur de fermentation 2 s'effectue par l'intermédiaire d'une pompe 8. Le milieu minéral de fermentation utilisé
dans l'étape de fermentation est un milieu pauvre à pH
de l'ordre de 3 à 5, par exemple de 3, 5. Le milieu de fermentation contient uniquement du phosphore du potas-sium, du soufre et de l'azote ammoniacal.

~3~529 Le taux de dilution utilisé, qui présente le rapport du débit d'injection du milieu minéral et du substrat carboné sur le volume liquide présent dans le ferrnenteur est de 0,II h-l, et la température est de 35 C. L'eau de dilution du milieu minéral est injectée dans le réacteur de fermentation 2 au moyen d'une pompe 9.
Le réacteur de fermentation 2 est placé sur un peson relié à une vanne électropneumatique. Cette installation permet de maintenir constante, au cours du temps, la quantité de moût de fermentation à l'inté-rieur du réacteur.
Le moût de fermentation s'écoule dans un bac tampon 11 équipé d'un agitateur 12 et ce moût est repris par une pompe 13 pour être envoyé dans un bac de lavage 14. L'eau de lavage est introduite dans ]e bac 14 par une pompe 15 et le débit d'eau est compatibilisé
au moyen d'un compteur à eau.
Le fond du bac de lavage 14 est relié à une 2a centrifugeuse 16, pour alimenter celle-ci en moût lavé.
La centrifugeuse 16 fournit à sa sortie, dans une première canalisation 17, un jus clair, et, dans une seconde canalisation 18, la crème de levures qui est recueillie dans un bac tampon 19.
La crème de levures recueillie dans le bac tampon 19 est reprise par une pompe 21 pour être intro-duite dans l'étage de thermolyse 3. Cet étage 3 com-prend un échangeur de chaleur 22 du type serpentin dans lequel le produit soumis à la thermolyse est porté à
3a une température allant de 80 à 140C, le temps de séjour correspondant dans l'échangeur de thermolyse 22 allant de 1 heure à 30 secondes.
La sortie de l'échangeur 22 est relié à un récipient de maintien 23 qui alimente, à travers un régulateur de pression 24, un échangeur froid 25 ~ri refroidi par une circulation d'eau. Le produit alimen-taire final obtenu à la suite de la transformation du substrat végétal hydrocarboné original sort en continu par une canalisation 26.
L,e réglage de la température de l'échangeur 22 s'effectue par action automatique sur une vanne d'alimentation en vapeur 27 qui est commandée par un indicateur-régulateur de température 28 fixé sur la bouteille de maintien 23. L'ensemble de l'étage de thermolyse 3 es-t maintenu sous une pression suffisante, par l'intermédiaire du régulateur de pression 24, afin de ne pas vaporiser le liquide à thermolyser.
Les essais qui ont été effectués en traitant, en tant que substrat végétal hydrocarboné, une même farine de manioc, ont permis d'obtenir des produits alimentaires riches en protéines. La teneur en protéi-nes du produit obtenu à partir d'une farine de manioc originale à 2~ de protéines, a été portée à 42~ en poids.
2Q Par ailleurs on a constaté, suivant les con-ditions dans lesquelles est effectuée l'étape de ther-molyse, que l'on obtient des produits alimentaires ayant des goûts typiques différents. Ainsi dans le cas de conditions d'une thermolyse flash effectuée dans 25 l'échangeur 22 à 130C pendant 2 minutes on obtient un produit final présentant un goût carné type poulet rôti. Si on limite la période de thermolyse à l minute mais toujours à une température de 130, on obtient un produit ayant un goût de malt.
Si on réalise les conditions d'une thermolyse classique, à 85C pendant une période de 30 minutes, on obtient un produit alimentaire ayant un goût de foie.
Le tableau ci-dessous donne, à titre d'exem-ple non limitatif, la composition d'un produit alimen-taire obtenu par le traitement précité de la farine de manioc:

~3~:)1529 % en poids Azote total 7,2 Protéines (N x 6,25)45,0 Lipides 5,4 Cellulose 5,6 Matières minérales 7,1 Glucides 28,9 Humidité 8,0 Sodium O,Og Potassium 2,2 Magnésium 0~22 Calcium 0,46 Zinc 50 ppm Phosphore 1,36 Par ailleurs l'analyse bactériologique a montré une absence totale de bactéries pathogènes dans le produit obtenu et une flore fongique réduite. Les résultats détaillés de cette analyse sont les suivants:

microorganismesdénombrement Flore totalelO0 germes/g Enterobactéries absent Coliformes absent Escherichia coliabsent Salmonelles absent Staphylocoques absent A.S.R.T. absent Clostridium perfrigens absent Streptocoques fécauxabsent Pseudomonas absent Moisissures70 germes/g Levures lO germes/g

Claims (15)

1. Procédé de production, à partir d'un substrat végétal hydrocarboné, d'un produit naturel alimentaire, dans lequel on soumet le substrat végétal hydrocarboné à une première étape d'hydrolyse, sous l'action spécifique d'enzymes hydrosolubilisantes sur les glucides de ce substrat, puis à une deuxième étape de fermentation des glucides hydrosolubilisés, sous l'action d'une levure, caractérisé en ce qu'on soumet ensuite le produit à une troisième étape de thermolyse (3) à une température allant de 80° à 140°C, pendant une période de temps allant respectivement d'une heure à 30 secondes.
2. Procédé suivant la revendication caractérisé en ce qu'on soumet le produit à une thermolyse conventionnelle, à une température allant de 80° à 100°C, pendant une période de temps allant respectivement de 1 heure à 20 minutes.
3. Procédé suivant la revendication caractérisé en ce qu'on soumet le produit à une thermolyse flash, à une température allant de 100° à
140°C, pendant une période de temps allant respectivement de 20 minutes à 30 secondes.
4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel on utilise, en tant que souche de levure pour l'étape de fermentation Candida Utilis, caractérisé en ce qu'on pratique la fermentation en un milieu de fermentation pauvre, à pH compris entre 3 et 5.
5. Procédé suivant la revendication 4 caractérisé en ce que le milieu de fermentation pauvre est minéral et contient uniquement du phosphore, du potassium, du soufre et de l'azote ammoniacal.
6. Procédé suivant la revendication caractérisé en ce que le substrat végétal hydrocarboné
est du manioc.
7. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, 5 et 6 caractérisé en ce qu'il comprend un étage de thermolyse (3) constitué d'un échangeur de chaleur (22) relié à un récipient de maintien (23) alimentant, à
travers un régulateur de pression (24), un échangeur froid (25) pourvu d'une canalisation (26) de sortie en continu du produit alimentaire obtenu en final.
8. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'il comprend un étage de thermolyse (3) constitué d'un échangeur de chaleur (22) relié à un récipient de maintien (23) alimentant, à travers un régulateur de pression (24), un échangeur froid (25) pourvu d'une canalisation (26) de sortie en continu du produit alimentaire obtenu en final.
9. Dispositif suivant la revendication 7 caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (22) est alimenté par une vanne d'alimentation en vapeur (27) commandée par un indicateur-régulateur de température (28) fixé sur le récipient de maintien (23).
10. Produit naturel alimentaire à haute valeur nutritionnelle, riche en arômes, en protéines et en vitamines B, obtenu par le procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, 5 et 6 caractérisé
en ce qu'il présente un goût carné type poulet rôti si la thermolyse flash est effectuée à 130°C pendant 2 minutes.
11. Produit naturel alimentaire à haute valeur nutritionnelle, riche en arômes, en protéines et en vitamines B, obtenu par le procédé suivant la revendication 4 caractérisé en ce qu'il présente un goût carné type poulet rôti si la thermolyse flash est effectuée à 130°C pendant 2 minutes.
12. Produit naturel alimentaire à haute valeur nutritionnelle, riche en arômes, en protéines et en vitamines B, obtenu par le procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, 5 et 6 caractérisé
en ce qu'il présente un goût de malt si la période de thermolyse flash est effectuée à 130°C pendant 1 minute.
13. Produit naturel alimentaire à haute valeur nutritionnelle, riche en arômes, en protéines et en vitamines B, obtenu par le procédé suivant la revendication 4 caractérisé en ce qu'il présente un goût carné type poulet rôti si la thermolyse flash est effectuée à 130°C pendant 2 minutes.
14. Produit naturel alimentaire à haute valeur nutritionnelle, riche en arômes, en protéines et en vitamines B, obtenu par le procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, 5 et 6 caractérisé

en ce qu'il présente un goût de foie si la thermolyse (3) est classique, à 85°C pendant une période de 30 minutes.
15. Produit naturel alimentaire à haute valeur nutritionnelle, riche en arômes, en protéines et en vitamines B, obtenu par le procédé suivant la revendication 4 caractérisé en ce qu'il présente un goût de foie si la thermolyse (3) est classique, à 85°C
pendant une période de 30 minutes.
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