La présente invention a pour objet un procédé de préparation d'un produit alimentaire par traitement d'une matière protéinique végétale dégraissée.
La présente invention a été conçue et développée en grande partie pour des matières à base de soya à cause des difficultés particulières qu'on rencontre avec de telles matières. Donc ce procédé sera expliqué en grande partie en se rapportant aux matières à base de soya, et le procédé s'applique particulièrement à de telles matières, bien qu'on puisse l'utiliser pour d'autres matières protéiniques végétales sous un aspect plus large de l'invention.
La préparation de produits protéiniques végétaux par divers procédés est connue, y compris celle de produits protéiniques de soya, en général à partir de protéine de soya isolée obtenue à partir de la farine de soya dont on a extrait l'huile. Si on prépare de tels produits à partir du soya pour la consommation humaine ou animale, normalement on les désigne comme protéine de soya comestible . Le produit a une teneur en protéine élevée et il a un pouvoir alimentaire important.
Cependant, comme le connaissent ceux du métier, c'est-à-dire ceux qui traitent des matières à base de soya, ainsi que les acheteurs et les acheteurs potentiels, ce produit garde une odeur et une saveur désavantageuses particulières caractéristiques de tous les produits à base de soya. La propriété de la saveur est souvent ap pelée amère beany . On ne sait pas exactement ce qui cause cette saveur, mais on croit qu'elle est due à des matières à l'état de traces retenues fortement par la structure de la molécule de protéines ou dans celleci. Ces protéines, de divers types, ont une
structure moléculaire complexe à configuration hélicoïdale ou tordue et on les appelle parfois des paquets de protéines.
De grands efforts ont été faits par de nombreuses personnes ces der
nières dizaines d'années afin de tenter d'éliminer cette difficulté de
l'odeur et de la saveur très gênantes, parce qu'elles représentent un empêchement important à l'adoption étendue du produit en tant qu'aliment. Plusieurs des techniques proposées pour amélio- rer le produit en diminuant ces propriétés désavantageuses ont un
effet d'amélioration dans une certaine mesure. Ces techniques incluent l'addition de réactifs spéciaux tels que les acides acétiques, chlorhydriques, sulfuriques, phosphoriques et sulfureux, I'ammo-
niac dilué, I'anhydride carbonique, I'éthylène, la vapeur d'eau di
luée avec de l'anhydride carbonique et de l'azote ainsi que d'au
tres.
Elles incluent l'extraction de l'huile des flocons de farine de
soya au moyen de l'éthanol, un traitement avec certaines enzymes.
un traitement en autoclave en discontinu ou l'ébullition à marmite
ouverte des matières pendant des périodes de temps prolongées,
avec ou sans agitation. De tels traitements sont obtenus en utili
sant des méthodes empiriques parce qu'on sait vraiment très peu
de choses concernant la structure et en particulier le comporte
ment de ces matières lorsqu'on les soumet à divers traitements.
De tels traitements à chaud entraînent des difficultés importantes
parce que lorsqu'on chauffe la matière au-dessus de 71"C environ
il se produit de la gélatine qui limite sérieusement l'utilité du pro
duit, parce que le produit est extrêmement coriace et caoutchou
teux, de manière à être à peine mangeable, et il est en grande par
tie insoluble dans l'eau. Ce produit obtenu ne peut être modifié
qu'en le chauffant pendant plusieurs heures jusqu'à une rupture
de la structure moléculaire elle-même. Cela est désavantageux du
point de vue du traitement, et à cause des limitations résultant de
l'utilité du produit. En fait, le chauffage de ces protéines végé
tales, par exemple en autoclave, notamment des protéines de soya
a normalement pour résultat des produits pratiquement imman
geables.
Même lorsqu'on utilise ces techniques relativement complexes
et coûteuses, certaines des propriétés d'amertume ou de goût
beany et d'odeur demeurent, bien que les personnes qui ont dé
veloppé de telles techniques aient dit que leurs produits étaient
suaves . Cette rétention d'une partie de la saveur désavanta
geuse a en fait empêché les produits couramment préparés d'être
acceptables par les acheteurs sauf lorsqu'on peut masquer fortement la saveur par d'autres saveurs, ou qu'on peut les introduire dans des produits de ceux qui ne peuvent pas se plaindre tels que des bébés. Les produits à base de protéines de soya actuels ne peuvent certainement pas être substitués à des produits tout à fait suaves tels que le lait par exemple, sans qu'on décèle ce dernier immédiatement. Cette restriction est très importante et très réelle.
En outre, le traitement à chaud de ces protéines végétales normalement diminue fortement leurs propriétés fonctionnelles. Plus particulièrement, bien que la dispersibilité aqueuse (le pouvoir de former partiellement une suspension colloïdale et de se dissoudre partiellement dans un liquide aqueux) des protéines végétales non traitées à chaud soit généralement relativement élevé, par exemple d'environ 87% plus ou moins, après un traitement à chaud la dispersibilité de ces matières tombe souvent à un taux de dispersibilité bas d'environ 20%. 1l en résulte que la matière ne se met pas en suspension de manière convenable et ne se dissout pas convenablement dans l'eau pour former un produit du type laiteux par exemple. Pour être efficace, le produit doit avoir une dispersibilité élevée au moins supérieure à 50% et en général supérieure à 75%.
Pourtant, plus la dispersibilité est élevée, plus la saveur désagréable est prononcée, du moment qu'on ne peut pas bien déceler la saveur lorsque la dispersibilité est faible. Donc, celui qui désire traiter ces matières a le choix entre tenter d'améliorer la fonctionnalité en maintenant une dispersibilité élevée tout en diminuant les propriétés de saveur amère et d'odeur qui sont plus marquées plus la dispersibilité est élevée.
Le procédé selon la présente invention, qui a pour but de remédier à ces inconvénients, est caractérisé en ce qu'on prépare une suspension aqueuse de la matière protéinique végétale ayant un pH inférieur à 8; on chauffe la suspension jusqu'à une température d'au moins 104"C et on la soumet à un travail physique; on maintient la suspension sous une pression suffisamment élevée pour empêcher la volatilisation de l'eau de la suspension chauffée; on relâche brusquement la pression pour provoquer la volatilisation par détente de vapeurs chargées de substances possédant des propriétés indésirables d'odeur et de saveur, et on sépare les vapeurs de la suspension pour l'obtention d'un produit protéinique végétal.
Le produit obtenu posséde des propriétés de goût excellentes et une excellente fonctionnalité. Il est fortement dispersible à partir de l'état sec. Et pourtant on le traite par un procédé utilisant la chaleur et des températures élevées. Le produit possède une association optimum des propriétés qu'on n'a pas obtenue jusqu'à maintenant, du fait qu'il possède une dispersibilité élevée, par exemple d'environ 86% comme on le désire, et il en résulte une fonctionnalité élevée, et il possède aussi une excellente saveur exempte de la saveur propre au soya. Ainsi on peut l'utiliser comme produit alimentaire sous diverses formes, avec une teneur en protéines élevée.
On peut aussi l'ajouter sélectivement à une grande variété d'autres produits alimentaires pour obtenir des résultats particuliers, pour ajouter une teneur réglée en protéines sans qu'il en résulte une saveur,désagréable.
De préférence le nouveau procédé traite le soya, c'est-à-dire la matière sous forme de suspension aqueuse, avec un chauffage dynamique rapide et réglé jusqu'à une gamme de température élevée, et avec un travail physique momentané dans des conditions dynamiques et dans des conditions de pression positive réglée et de température élevée de manière à exposer et à libérer les molécules de protéines complexes des substances désagréables. La suspension ainsi traitée est maintenue pendant une période de rétention réglée courte à température élevée et sous une pression positive.
On enlève alors les substances désagréables libérées en causant une vaporisation par détente en libérant la pression instantanée par la Suite, en évaporant une certaine quantité d'humidité chargée des substances désagréables odorantes entraînées suivie
de la séparation des matières vaporisées de la suspension. On séche alors la suspension en une poudre blanche redispersible at
trayante. Le produit ne forme pas un gel à moins qu'on règle la
gamme de solides, de température de traitement et de rétention de manière à former un produit ayant un taux de gélification réglé.
La description ci-dessous permettra de comprendre pleinement la nature et la signification du procédé et du produit.
Comme il est bien connu, les propriétés physiques et chiai ques, qui sont liées entre elles, des substances alimentaires naturelles sont tellement complexes qu'on sait ou comprend très peu de choses vraiment à leur sujet. La recherche du comportement et de la nature de ces propriétés et des modifications qu'elles subissent dans diverses conditions et après divers traitements dépend presque entièrement d'une approche empirique. En outre, I'accep tation de ces matières par des êtres humains ou des animaux et le degré d'utilité de celles-ci pour le système humain ou les systèmes animaux est aussi en grande partie expérimentale.
Cela est vrai des matières protéiniques végétales naturelles telles que les graines de soya, les arachides, les graines de lin, les graines de coton, les graines de sésame et les graines de tournesol, qui sont les plus importantes. On a conduit les recherches étendues sur celles-ci lors de tentatives à développer des produits alimentaires utiles. Il en résulte qu'actuellement certaines de ces matières sont traitées en quantités relativement restreintes pour produire des produits alimentaires couramment appelés protéines végétales comestibles.
Bien qu'on puisse traiter de telles matières protéiniques végétales de manière à les rendre utiles comme aliments, une restriction très importante concernant leur acceptation existe à cause de la saveur, de l'odeur et de l'aspect désavantageux de celles-ci.
C'est une difficulté particulièrement aiguë pour ce qui est des produits protéiniques comestibles préparés à partir des graines de soya et de la saveur amère, beany et de l'odeur, et de l'aspect jaunâtre de la protéine de soya comestible. Comme indiqué plus haut, on a suggéré de nombreux traitements pour diminuer ces propriétés désavantageuses, y compris l'addition de nombreux agents réactifs, divers procédés de cuisson et l'addition de réactifs masquant la saveur. Du moment que certaines de ces suggestions ont pour résultat un produit alimentaire assez appétissant, actuellement on prépare et met en vente des protéines comestibles pour un certain nombre d'utilisations restreintes où la saveur désavantageuse résiduelle et l'odeur ne seront pas remarquées ou peuvent être masquées.
Et pourtant, comme il est bien connu, des tentatives de substituer directement une protéine comestible telle que la protéine de soya pour des produits complètement suaves tels que des produits laitiers, en particulier le lait écrémé séché, n'ont pas eu de succès parce que la saveur et l'odeur désavantageuses apparaissent immédiatement. On décèle aisément la saveur amère caractéristique du produit jaunâtre, qu'il soit sous forme liquide ou séchée. De plus, lorsqu'on le chauffe, le produit présente l'odeur caractéristique. Par conséquent, des protéines végétales comestibles, particulièrement celles provenant des graines de soya, telles qu'on les prépare actuellement ont une utilité nettement restreinte pour les produits alimentaires.
Le nouveau produit a une excellente valeur alimentaire ainsi qu'une bonne palatabilité. On peut en outre le convertir en produits alimentaires ayant diverses formes, avec un taux de dispersibilité réglé, avec un taux de gélification réglé, sous forme liquide ou solide, avec les additifs aromatiques désirés.
Le nouveau procédé ne nécessite pas d'additif chimique particulier ni des périodes de traitement prolongées. Il ne détruit pas la nature de la protéine du soya et ne la dégrade pas. Il utilise des températures élevées bien en dessus des températures basses auxquelles antérieurement on convertissait le produit en un gel, et pourtant sans le convertir en un gel, à moins qu'on ne le désire.
En outre, bien qu'on le chauffe à des températures élevées, une cuisson prolongée n'est pas nécessaire pour dégrader par la suite un gel obtenu par décomposition chimique de la structure comme c'était le cas antérieurement. On considère que cette découverte est remarquable dans le domaine des protéines végétales comestibles, notamment pour des matières protéiniques à base de soya, permettant d'utiliser maintenant de telles matières pour l'industrie alimentaire de manière à fournir un aliment très acceptable et tout à fait appétissant à partir de matières qui antérieurement ne pouvaient être utilisées que de manière restreinte. Des expériences étendues avec des produits alimentaires ont prouvé son acceptabilité complète, même dans des produits de nature suave, les pro duits nécessitant le chauffage ainsi que beaucoup d'autres.
De préférence on utilise les stades de traitement de l'invention après avoir conduit certains stades préliminaires sur des matières à base de graines de soya. Du moment que ces stades de traitement selon l'invention sont utilisés de préférence en association avec certains stades préliminaires, et parce qu'on désire expliquer le procédé complet en détail, on explique ici l'invention en décrivant l'opération depuis le commencement.
On décrit l'opération pour ce qui est de la graine de soya et des produits protéiniques à base de soya comestible parce que c'était le domaine principal pour lequel on a découvert le procédé et parce que le procédé convient particulièrement pour enlever la saveur et l'odeur désagréables des matières à base de graines de soya.
En bref, on moud ou broie les graines de soya qui sont la matière de départ, on extrait l'huile pour qu'il reste de la farine ou des flocons de graines de soya, on sépare par dissolution les protéines et les sucres des flocons, on sépare par précipitation les protéines de la solution, les lave et les met en suspension aqueuse. On donne à la suspension une gamme de pH réglée comme décrit en détail ci-après. La suspension a aussi une gamme réglée de teneur en solides. On la chauffe alors dynamiquement et instantanément jusqu'à une gamme de température réglée élevée et la soumet à un traitement physique dynamique, de préférence du type à cisaillement, puis la maintient à des températures élevées contrôlées sous une pression positive pour empêcher la vaporisation pendant un intervalle de temps contrôlé et bref.
Lorsqu'on arrête subitement la pression afin de volatiliser instantanément une partie de l'humidité et pour causer l'entraînement par l'humidité volatilisée des composants désavantageux de type inconnu, les deux étant enlevés de la suspension, il en résulte l'enlèvement des propriétés de saveur et d'odeur désavantageuses, et la rétention d'une dispersibilité élevée bien supérieure à 75% et même à 85% environ. De préférence, on séche alors la suspension, mais ce n'est pas nécessaire, en une poudre blanche à saveur suave fortement redispersible.
Plus particulièrement, on broie ou moud les graines de soya de manière appropriée, et les fait passer à travers un appareil classique pour séparer l'huile. De préférence on sépare l'huile par extraction au moyen de solvants, en utilisant les solvants normalement utilisés dans ce but.
Les solides obtenus, couramment appelés farine de graines de soya, et normalement sous forme de flocons, contiennent de nombreux ingrédients y compris des protéines complexes, des sucres, des fibres, etc. De préférence alors on sépare par dissolution les protéines et les sucres des matières solides. On peut le faire en ajoutant les flocons à un bain aqueux puis en ajoutant une matière alcaline de qualité alimentaire pour élever le pH sensiblement au-dessus de 7. Des exemples de ces réactifs alcalins sont:
I'hydroxyde de sodium, I'hydroxyde de potassium, I'hydroxyde de calcium ou d'autres réactifs alcalins de qualité alimentaire cou
ramment acceptée. On cuit alors la matière pendant un temps suffisant pour mettre en solution les protéines et les sucres, habi
tuellement environ 30 minutes.
On sépare la solution liquide obte
nue des solides par exemple en faisant passer la matière à travers un tamis et/ou la centrifugeant. De préférence on fait alors passer
le liquide à travers un clarificateur pour enlever les particules mi
nuscules.
On précipite alors les protéines de soya du liquide en abaissant
le pH jusqu'à une valeur acide du point iso-électrique de la pro
téine, en général un pH de 4,6 à 4,9, par l'addition d'additifs de
qualité alimentaire communs tels que l'acide acétique, L'acide
phosphorique. L'acide citrique, L'acide tartrique, etc. On sépare alors le précipité, par exemple par centrifugation, et on le lave à l'eau pour enlever les sucres restants sauf une trace infime qu'il est pratiquement impossible d'enlever. On transforme alors le précipité en une suspension aqueuse par addition d'eau. La suspension telle que traitée préalablement forme le produit le plus avantageux pour ce qui est des caractéristiques cherchées actuellement, lorsqu'on le traite par la suite à la manière qui sera décrite.
Cependant, il est aussi possible de traiter ce qu'on appelle le lait de soya entier, le lait de soya dégraissé ou une suspension de graines de soya finement moulue dans l'eau, tous ces produits étant connus. On peut aussi traiter de la même manière d'autres protéines végétales mises en suspension.
On peut alors traiter la suspension comme il sera décrit de ma niera détaillée ci-après. Cependant, il est à noter que cette suspension de protéines de soya isolée peut aussi être séchée puis réhydratée par la suite et traitée de nouveau de la même manière que décrit ci-après. De préférence on sèche la protéine de soya isolée par une technique de vaporisation par détente, par exemple le séchage par pulvérisation ou un procédé équivalent, à cause du pouvoir de rétention de la redispersion. On peut emmagasiner la matière séchée pendant une certaine période de temps ou la remettre en suspension immédiatement pour un traitement ultérieur. On a trouvé que la matière séchée remise en suspension donne un produit final légèrement différent du produit final obtenu par le traitement ultérieur immédiat de la suspension de protéines isolée.
L'explication technique de ceci n'est pas comprise entièrement. Le produit final provenant de la protéine de soya isolée, séchée et remise en suspension est légèrement inférieur pour des utilisations telles que l'imitation de lait de laiterie, etc.
On ajuste alors le pH de la suspension. Cela est important pour obtenir un produit final ayant une dispersibilité dans l'eau élevée. On ajuste le pH à une gamme comprise entre environ 5,7 et 7,5, et de préférence environ 6,5 et 7,1. Lorsque le pH est inférieur à environ 5,7, la dispersibilité dans l'eau du produit final est très basse et il n'est pas utile pour de nombreux buts. Cependant, un tel produit lorsqu'on le chauffe comme décrit ci-après peut être utilisé avantageusement dans les cas où une saveur exempte d'amertume et un produit à dispersibilité faible est utile, par exemple dans des produits cuits au four, dans des matières céréales, etc.
Lorsque le pH est supérieur à 7,5 et s'approche de 8, le produit final a tendance à acquérir un goût savonneux désavantageux. Le taux de dispersibilité dans le produit final peut être réglé en faisant varier le pH dans les limites d'environ 5,7 à 7,5, pour assortir le produit à l'aliment final qu'on prépare. Il est facile de régler le pH par l'addition d'un réactif alcalin de qualité alimentaire tel que le bicarbonate de sodium, ou même en le lavant à l'eau pendant un certain temps.
La suspension devant subir un traitement ultérieur doit avoir une teneur réglée en solides d'environ 3% à 30 /O en poids et de préférence d'environ 5% à 17% en poids. Si cette teneur est inférieure à 3% environ, des stades de traitement ultérieurs ne sont pas à conseiller économiquement lorsqu'on utilise un procédé continu. Le séchage est particulièrement coûteux. Lorsque la teneur est supérieure à environ 17% de solides, le produit obtenu ne se prête pas ultérieurement aux techniques de séchage par vaporisation par détente telles que le séchage par pulvérisation en utilisant un jet ou un jet tournant, ou telles qu'une installation du type à moulin à marteau, de sorte qu'il faut utiliser d'autres techniques de séchage, pour obtenir un produit qui est moins avantageux au point de vue de ses propriétés fonctionnelles.
Lorsque la teneur en solides est supérieure à environ 30%, une coloration brunâtre du produit tend à se produire au cours du traitement, probablement due à la caramélisation de la très petite quantité de sucre qui reste dans la suspension.
On soumet alors chaque petite portion de cette suspension à un chauffage instantané dynamique à une température élevée, tandis qu'en même temps on la travaille physiquement dynamiquement, de préférence presque simultanément. Actuellement la manière la plus satisfaisante de ce faire est de faire passer la suspension à travers un dispositif couramment appelé Jet Cooker . Ce dernier comprend des orifices de buses adjacents, normalement concentriques, à travers lesquels la suspension et la vapeur sous pression utilisées comme moyen de chauffage sont éjectées à grande vitesse dans des directions d'écoulement qui se coupent, de sorte que chaque minuscule particule de suspension est instantanément chauffée dynamiquement par la vapeur tandis qu'elle est simultanément soumise à un travail physique intense en grande partie de la nature d'un cisaillement.
On croit que le traitement physique de chaque petite portion expose les substances désavantageuses à une nouvelle action et que ce traitement physique avec le traitement thermique à haute température affaiblit et/ou brise la liaison tenace entre ces substances et les molécules de protéines complexes, à un degré tel que ces substances peuvent être entraînées par des vapeurs d'entraînement comme décrit ci-après. Ce traitement physique et ce chauffage ont aussi tendance à éliminer une certaine partie de la saveur propre au soya, mais ce qui est plus important, ils préparent la matière aux stades de traitement ultérieurs.
La gamme de température à laquelle on chauffe la suspension pour obtenir les résultats désirés est comprise entre environ 104 et 204"C, bien que la température ne doive pas être dans la partie inférieure de cette gamme à moins que par la suite on évente le produit dans une chambre à vide après l'avoir gardé sous pression dans une chambre spéciale de rétention comme expliqué ci-après. Normalement, la température doit être d'environ 141 à 160"C pour obtenir les meilleurs résultats. Si on utilise des températures plus élevées au-dessus d'environ 1600C, le produit final aura tendance à être gélifiable, le taux de gélification étant généralement proportionnel à l'augmentation de la température au-dessus de cette gamme.
Normalement des températures au-dessus d'environ 240"C ne sont pas recommandables à cause des difficultés de traitement qui apparaissent et de la moins bonne qualité du produit obtenu. Avec des températures comprises entre environ 104"C et 141"C, la saveur désavantageuse n'est pas entièrement enlevée bien qu'on maintienne une dispersibilité élevée.
On introduit le produit dans la buse de l'appareil à cuire avec une pression positive. Cette pression doit être voisine de celle de la vapeur d'eau injectée dans la suspension, elle doit être suffisante pour causer une décharge de la suspension à grande vitesse à travers la buse et elle ne doit pas être supérieure à la pression dans la chambre de rétention spéciale immédiatement en aval de la buse.
Normalement la pression de vapeur est d'environ 5,60 à 5,95 kg/cm2, la pression dans le conduit de la suspension est légèrement supérieure à la pression de vapeur, en général d'environ 5,95 à 7,00 kg/cm2 et la pression de décharge dans la chambre en aval de la buse est d'environ 5,25 à 5,60 kg/cm2. La chute de pression de la suspension en travers de la buse est d'environ 0,35 à 1,05 kg/cm2, suivant les autres pressions, et souvent de 0,42 à 0,70 kg/cm2.
On estime que l'intervalle de temps de la suspension dans la buse est d'environ'l seconde ou moins. L'orifice de la buse pour la suspension est petit, d'environ 3,175 mm, de sorte que les solides de la suspension sont soumis à un travail physique dynamique sévère pendant leur passage. La vapeur se mélange intimement avec les matières solides dans la suspension éjectée. La quantité de vapeur nécessaire n'est pas très grande, normalement une quantité suffisante pour abaisser la teneur en solides de la suspension d'environ 1% à 2% en poids.
De préférence les orifices de la buse sont concentriques, la suspension étant éjectée de l'orifice central, par exemple, et la vapeur étant éjectée d'un orifice annulaire entourant ce dernier, orienté de manière que sa trajectoire de sortie coupe la trajectoire de sortie de l'orifice central. Cependant il serait possible d'éjecter la suspension et la vapeur d'autres orifices. En outre, les orifices adjacents ne sont pas nécessairement concentriques pour obtenir cette interaction.
Comme indiqué plus haut, la vapeur et la suspension sont éjectées dans une chambre de rétention spéciale. Celle-ci peut comprendre un tube allongé à travers lequel la suspension et la vapeur mélangées se déplacent depuis la buse à une extrémité du tube jusqu'à une décharge à pression contrôlée à l'autre extrémité.
On peut régler la décharge par une soupape de libération de la pression classique réglée pour permettre un courant continu du procédé depuis la buse vers la soupape de décharge et à sa sortie.
Cette soupape règle la pression dans la chambre de rétention.
Cette pression de la chambre doit être suffisante pour empêcher une évaporation importante de l'humidité dans la chambre, même si la température est bien en dessus du point d'ébullition de l'eau.
On obtient aisément cet effet au moyen d'une pression d'environ 5,25 à 5,60 kg/cm2. Du moment que la suspension et la vapeur doivent s'écouler continuellement dans cette chambre sous pression, la pression en arrière de la suspension et de la vapeur doit être plus élevée que la pression dans la chambre pour assurer cet écoulement continu.
On maintient la suspension chauffée dans la chambre de rétention pendant une période de temps définie mais relativement brève pendant quelques secondes à quelques minutes, normalement d'environ 7 secondes à environ 100 secondes. II suffit de maintenir le produit à cet état chauffé pendant quelques secondes pour obtenir un produit optimum. Le temps n'est pas trop critique dans cette gamme, bien que plus on maintient longtemps la suspension, plus la gélification du produit est probable avec une libération subséquente de la pression, notamment aux températures de traitement élevées. Si on désire un degré de gélification, c'est une manière efficace de le faire.
En fait, si on augmente le temps de rétention, et/ou augmente la température de la suspension, etiou augmente le pourcentage de solides dans la suspension, I'opérateur peut augmenter la gélification du produit final de la quantité désirée et de manière réglable.
La pression sur la suspension est alors instantanément libérée en déchargeant la suspension dans une zone à pression réduite, dans des moyens de réception appropriés. Cela cause une vaporisation par détente d'une partie de l'humidité sous forme de vapeur d'eau chargée des composants chimiques nauséabonds désagréables odorants entraînés, ou des substances de compositions inconnues provenant du produit à base de soya. La vaporisation par détente cause aussi un refroidissement important de la suspension restante à cause de la chaleur de vaporisation absorbée de la suspension, de sorte que le temps total pendant lequel le produit est soumis aux températures élevées est très bref et réglé. La séparation des vapeurs chargées de substances supprime la caractéristique de la saveur et de l'odeur désagréables.
Ce traitement spécial des protéines végétales cause la rétention de la dispersibilité élevée du produit brut dans le produit final. Il diminue généralement seulement de 1 à 2%, par exemple de 87% à environ 85%-86% pour des matières protéiniques à base de soya. Cela contraste fortement avec la diminution d'environ 87% à environ 20% ou moins lorsqu'on traite à chaud selon les enseignements classiques.
En outre, le produit est complètement stérilisé par ce traitement.
Du moment que le traitement antérieur impliquait des nettes difficultés aux températures élevées, la stérilisation n'était jamais tout à fait satisfaisante antérieurement à la présente invention. Cependant, à cause des températures plutôt élevées dont il s'agit ici, et du mélange intime de la vapeur chaude avec la suspension. la stérilisation est fortement améliorée.
La zone de pression réduite dans laquelle on décharge la suspension est normalement à la pression atmosphérique. mais parfois à une pression en dessous de la pression atmosphérique. c'està-dire sous un vide partiel. Dans un cas comme dans l'autre les vapeurs doivent être éloignées immédiatement de la suspension, de préférence par un courant d'air se déplaçant à travers la suspension ou en soutirant un vide continu à la zone de décharge pour soutirer les vapeurs. Les vapeurs peuvent être condensées spécialement de manière à enlever positivement le condensat de la zone de collection de la suspension déchargée.
Lors de la production, la suspension peut être déchargée de la soupape de décharge à pression de retour réglée directement dans un récipient à l'air libre où on permet aux vapeurs de s'élever directement et de s'éloigner de la suspension, ou on les oblige à le faire, et on les empêche de se condenser de manière à permettre à la substance condensée de s'écouler de nouveau dans le produit.
Afin d'assurer une séparation complète des vapeurs de la suspension purifiée, sans permettre aux vapeurs de se recondenser dans la suspension, la suspension et la vapeur doivent être séparées immédiatement après la décharge, c'est-à-dire immédiatement après la libération de la pression. Sous ce rapport, il est désavantageux de faire passer les deux composants à travers un conduit commun en aval de la soupape de décharge, et si on le fait il doit être minimal.
Comme indiqué, le procédé préféré physiquement et de libérer physiquement et thermiquement les substances désavantageuses des paquets moléculaires de protéines, pour les enlever par la suite, est par l'utilisation d'un jet cooker . On peut concevoir qu'il est possible de mettre en oeuvre le traitement physique violent et intime pour briser les paquets de protéines et exposer ces substances en utilisant une autre installation, par exemple par l'effet de cisaillement de pompes à haute pression, suivi d'un chauffage momentané dans une zone à pression élevée, avant de libérer la pression et de vaporiser par détente. De plus, vraisemblablement l'effet de chauffage des paquets de protéines subdivisés, ou le chauffage plus le travail physique peuvent être conduits avec une autre installation, par exemple un tube ou un serpentin à écoulement de zone chaude.
Un tel dispositif cause un écoulement rapide à travers un tube à rétrécissement, dont une zone est exposée à une source de chaleur telle qu'une flamme de gaz. D'autres appareils incluent des appareils fonctionnant selon le principe de magnéto-striction, des appareils utilisant le chauffage et l'agitation par haute fréquence. des appareils de chauffage électrostatiques, des dispositifs à ondes ultrasoniques, un équipement à vibrations à diaphragme pelliculaire et un appareil à flamme de résonance reso-jet . En fait. on pourrait associer un ou plusieurs de ces dispositifs avec le < (jet cooker pour augmenter l'action de travail physique.
On peut alors utiliser directement le produit mis en suspension obtenu pour des produits alimentaires. Ce produit est blanc et attrayant. Si le pH avant le traitement était dans les limites indiquées, la suspension contient la majeure partie de la matière à l'état partiellement dissous et à l'état colloïdal partiellement dispersé qui n'a pas tendance à se déposer. Une autre possibilité est de le sécher, le produit séché ayant une excellente redispersibilité dans un milieu aqueux.
Si on sèche alors la suspension. de préférence on vaporise le produit par détente, parce qu'on obtient ainsi un produit pulvérulent fin et uniforme, parce que le traitement continu est économique et que la poudre posséde des propriétés excellentes de redispersion. Parmi les techniques de séchage par détente, on utilise généralement le séchage par pulvérisation. Le produit peut être lyophylisé, mais cela est plus coûteux. Cependant, si la teneur en solides de la suspension est au-dessus d'environ 16 à 17 ,ó, le séchage par détente devient difficile ou impossible. Il faut alors utiliser d'autres techniques de séchage telles que le séchage au tambour. le séchage sur plateau, etc.. mais le produit séché tend à être assez grumeleux.
La poudre séchée a un goût tout à fait suave. La caractéristique de saveur amère de la protéine de soya a disparu. le produit peut être réhydraté rapidement et simplement en une suspension par la simple addition d'eau et l'agitation. à cause de son pouvoir de redispersion élevé. On peut utiliser le produit comme produit de remplacement des dérivés de produits laitiers, même du lait écrémé séché, pour divers buts. Il ne possède pas le goût ou l'odeur forte caractéristique du soya. même lorsqu'on le chauffe, et malgré sa forte dispersibilité qui rend la saveur si décelable.
Le nouveau procédé non seulement augmente fortement la saveur et l'odeur, fournit la fonctionnalité et cause une stérilisation de qualité mais il produit aussi une modification nette et avantageuse de l'aspect. C'est-à-dire qu'avant le traitement, la couleur est jaunâtre, particulièrement lorsqu'il est en suspension. Après le traitement le produit est blanchâtre. Lorsqu'il est séché, le produit de couleur blanchâtre a l'aspect attrayant du lait écrémé séché.
Si le produit est au moins partiellement gélifié par le réglage des variables d'opérations selon les enseignements donnés ici, seulement un séchage partiel ou pas de séchage du tout sont nécessaires.
Les exemples suivants illustrent l'invention et la préparation de la matière protéinique de départ.
Exemple 1
A. On moud des graines de soya et extrait l'huile avec de l'hexane pour obtenir des flocons communément appelés farine de graines de soya. On ajoute les flocons à un bain aqueux. et on ajoute un réactif alcalin de qualité alimentaire, c'est-à-dire l'hydroxyde de sodium jusqu'à ce qu'on obtienne un pH de 10. On fait cuire la matière pendant 30 minutes puis la centrifuge. On précipite la matière protéinique du soya du liquide par l'addition d'acide acétique jusqu'à ce qu'on atteigne le point isoélectrique à un pH d'environ 4,7. On lave le précipité à l'eau puis l'ajoute à l'eau pour obtenir une suspension aqueuse ayant une teneur de 15% en poids de solides.
B. On ajuste alors le pH à 6,7 en ajoutant du bicarbonate de sodium.
C. On fait alors passer la suspension à travers un jet cooker sous une pression de 5,95 kg/cm2, tandis que simultanément on éjecte la vapeur du jet cooker sous une pression de 6,65 kg/cm2 dans une chambre de rétention sous une pression de 5,25 kg/cm2.
La vapeur chauffe la suspension à travers le jet cooker jusqu'à une température de 143 C. Après 7 secondes, on décharge subitement des portions progressives de la suspension chauffée dans un récepteur à la pression atmosphérique ou à une pression inférieure à celle-ci, ce qui cause la vaporisation par détente des vapeurs chargées de substances ayant un goût et une odeur nauséabonds.
On refroidit la suspension par la vaporisation par détente. On enlève les vapeurs chargées de ces substances de la suspension purifiée.
D. On sèche la suspension par détente dans un sécheur à pulvérisation jusqu'à une teneur en humidité de 3%.
Exemple 2
On conduit les stades A et B de l'exemple 1, mais au stade C on chauffe la suspension jusqu'à 127"C, la garde dans la chambre de rétention pendant 15 secondes puis l'éjecte sous pression dans une chambre à vide.
Exemple 3
On conduit le stade A comme dans l'exemple 1, puis on ajuste le pH à 5,7 au stade B. Au stade C, lorsqu'on fait passer la suspension à travers le jet cooker on la chauffe jusqu'à une température de 171"C, la retient pendant 30 secondes sous pression avant de la décharger. Lorsque le produit est déchargé et vaporisé par détente, il est partiellement gélifié.
Exemple 4
On introduit des graines de soya broyées, ayant leur pleine teneur en graisse, mais sans les coques, dans l'eau pour obtenir une suspension aqueuse ayant une teneur en solides de 20%. On fait passer la suspension à travers un jet cooker sous une pression de 5,25 kg/cm2, avec de la vapeur et la chauffe jusqu'à 155"C. On maintient la suspension sous une pression de 4,9 kg/cm2 pendant 50 secondes puis la décharge à la pression atmosphérique. On séche la suspension obtenue sur un tambour puis l'utilise comme aliment pour des animaux.
Exemple 5
On conduit les stades A et B de l'exemple 1 sauf que le pH au stade B est égal à 7,1. On fait alors passer la suspension à travers une pompe à haute pression puis la soumet à une pression de plusieurs dizaines de kg/cm2, puis la fait passer à travers un tube à écoulement de zone chaude et la chauffe rapidement à une température de 121"C, la maintient sous pression pendant 12 secondes puis la décharge dans une chambre à vide d'où on enlève les vapeurs chargées de substances. On lyophilise alors le produit.
Les caractéristiques fonctionnelles du nouveau produit incluent le pouvoir de bien servir comme agent liant de l'eau et de la graisse dans la suspension pour une dispersion homogène de ceuxci plutôt que leur séparation. Cela facilite son utilité dans de nombreux produits en tant que substances de remplacement directes des produits laitiers. En outre il est très utile en tant qu'aliment à forte teneur en protéines et à basse calorie. On peut faire fortement varier la teneur en protéines suivant qu'on enlève d'autres composants tels que des sucres, des fibres, etc., initialement, qu'on ajoute des quantités réglées de protéines de soya isolées (environ 90% ou plus de protéines) à la suspension avant les stades de traitement physique et thermique, etc.
Du moment qu'on peut utiliser le produit sous forme de suspension liquide avec un véhicule liquide comestible tel que l'eau qui dissout une partie de la protéine et maintient le reste en une suspension finement divisée, il est utile pour des boissons à forte teneur en protéines de divers types, comme additif de protéines liquides à des produits alimentaires ou comme agent épaississant.
On peut aussi utiliser le produit sous forme de poudre ou de flocon comme céréale, comme additif pour augmenter la teneur en protéines d'aliments tels que les spaghetti et les macaronis, comme agent épaississant des aliments, et comme additif protéinique, par exemple pour la viande ou les imitations de viandes. On pourrait l'utiliser comme ingrédient de base pour des entremets, comme additif à des produits de boulangerie tels que des cakes, des biscuits et du pain. Même lorsqu'on l'utilise dans des produits qui sont cuits au four, rôtis, frits, cuits ou chauffés d'autre manière, aucune odeur désagréable n'apparaît avec la présence du produit à base de soya, ce qui élimine une objection importante à son utilisation par divers secteurs de l'industrie alimentaire.
On peut convertir le nouveau produit sous forme de poudre en une pâte qui donne un produit à tartiner à teneur élevée en protéines ayant des goûts sélectionnés.
On peut aussi l'utiliser sous forme d'un produit partiellement ou complètement gélifié utile pour des entremets à teneur élevée en protéines et à teneur basse en calories, pour des agents épaississants, des produits de confiserie ou des imitations de fruits de divers types.
D'autres articles alimentaires qu'on peut préparer avec le produit en soit ou en tant qu'additifs incluent des agents de blanchiment du café, de la fibre protéinique filée, dans les glaces ou comme produit imitant les glaces, des bonbons, de la pâte à gâteau, des biscuits, le chocolat, dans le beurre et l'oléomargarine, dans des sauces pour snack , des snack chips , des sauces, par exemple la sauce blanche, des sauces au fromage et la sauce hollandaise, comme agents diluants pour des viandes, comme dans des saucisses, pour remplir des pâtés, dans des desserts congelés, pour des crèmes de garniture fouettées, et des marshmallows . Il résulte des expériences présentes de nombreuses autres utilisations remarquables des produits alimentaires nouveaux à base de protéines végétales, non lactées, à teneur très faible en calories.
On peut aussi ajouter le nouveau produit à des produits laitiers de diverses manières particulières pour obtenir des produits alimentaires tout à fait nouveaux.