CH621241A5

CH621241A5 -

Info

Publication number: CH621241A5
Application number: CH584777A
Authority: CH
Inventors: Michel Brigand; Horst Kragen; Robert Rozotti
Original assignee: Ceca Sa
Priority date: 1976-05-12
Filing date: 1977-05-10
Publication date: 1981-01-30
Also published as: AU2527877A; DE2721199A1; GB1565006A; DE2721199B2; IT1085081B; AU510761B2; DE2721199C3; US4200661A

Description

La présente invention concerne des compositions gélifiantes et leur utilisation dans des produits alimentaires dans l'eau et dans le lait.

Les gélifiants habituellement utilisés pour gélifier le lait sont des Polysaccharides sulfatés : carraghénanes, furcellaranes et agars. Ces produits donnent de bons résultats avec un lait dont le pH est voisin de 6. Si l'on utilise un lait acidifié dont le pH est souvent voisin de 4, il se produit une floculation de la caséine détériorant l'aspect et la qualité du produit et le rendant difficilement consommable. Ce phénomène est accentué par la présence de Polysaccharides sulfatés qui, chimiquement, précipitent avec la caséine dans ces conditions de pH.

Il a donc été recherché des améliorations qui pouvaient être faites dans l'emploi de ces gélifiants, en particulier de l'agar.

La composition gélifiante dans l'eau ou dans le lait d'un mélange gélifiant constitué d'un premier gélifiant qui est un galactomannane et d'un second gélifiant qui est un agar et/ou un xanthane est caractérisée dans la revendication 1.

Dans les mêmes conditions de mesure, les galactomannanes non dépolymérisés ont des solutions de viscosité élevée :

gomme de caroube : 1200 à 3600 cPo.

L'addition d'un galactomannane tel que la gomme de caroube à l'agar paraît éviter la précipitation de la caséine, sans doute par un effet de colloïde protecteur et améliorer la texture, mais les gels obtenus sont durs et ne présentent pas les qualités organoleptiques désignées couramment sous le nom de palatabilité; en utilisant une quantité de galactomannane, tel que la gomme de caroube supérieure à celle de l'agar, on remédie en partie à cet inconvénient mais la cohésion reste encore grande et le gel a une texture caoutchouteuse désagréable.

On a donc trouvé que l'on obtenait un gel de consistance très agréable, n'ayant pas ces inconvénients, en utilisant un galactomannane dépolymérisé, c'est-à-dire dont le degré de polymérisation est réduit par des procédés physiques, chimiques ou biochimiques. Un moyen facile de réaliser cette dépolymérisation consiste en l'action en solution de l'eau oxygénée ou d'un acide. D'une façon plus précise, le degré de polymérisation préconisé est tel que la solution du galactomannane dans l'eau à 1 % a une viscosité comprise entre 10 et 1000 cPo à 25° C.

De plus la palatabilité du gel est encore améliorée en utilisant l'agar et le galactomannane sous forme d'un mélange homogène obtenu par coprécipitation par un solvant à partir du mélange de l'extrait d'agar et de l'extrait de galactomannane. L'obtention d'agar à partir de sa solution s'effectue normalement par congélation suivie de décongélation ; il est difficile d'obtenir dans de bonnes conditions la coagulation de l'agar en solution dans l'eau par un solvant organique tel que l'alcool méthylique, l'alcool iso-propylique, l'acétone. Par contre, la coagulation s'effectue parfaitement si on utilise un mélange des deux solutions d'agar et de galactomannane. Comme solvant on utilise de préférence un alcool.

Un tel procédé de coagulation permet d'obtenir un agar pur du fait de la coagulation par l'alcool et le mélange obtenu est sous forme d'un complexe, ce qui assure une homogénéité dans la solu-bilisation et la réactivité.

Il est apparu, et ceci constitue aussi l'invention, que l'on pouvait obtenir des résultats intéressants en substituant, totalement ou en partie, à l'agar un Polysaccharide d'origine microbienne, le xanthane et en y ajoutant éventuellement un autre Polysaccharide tel que le carraghénane, le furcellarane, la pectine. Dans ce cas, on obtient toutefois des structures légèrement plus hétérogènes.

Le galactomannane dépolymérisé utilisé peut être notamment à base de caroube, tara ou d'Espina corona.

Cette composition s'utilise comme gélifiant alimentaire de l'eau ou du lait, soit à un pH voisin de la neutralité, soit après acidification; cette acidification peut être notamment obtenue par addition d'un jus de fruit. Dans le cas du lait, l'acidification peut être obtenue par action microbienne conduisant au produit alimentaire dénommé yaourt.

Le yaourt est un produit ayant une certaine texture gélifiée, obtenu par addition à du lait, normalement pasteurisé, de certains ferments qui acidifient le lait en entraînant une coagulation de la caséine. La transformation s'effectue à température voisine de 40° C.

Si le yaourt est conservé à la température ambiante, les ferments poursuivent leur action, l'acidité continue à se développer, le produit perd de ses qualités et la conservation est, de ce fait, limitée.

Cette conservation est sensiblement améliorée en détruisant les ferments par chauffage; cette opération modifie habituellement la texture du produit, il convient d'ajouter un gélifiant pour pallier cet inconvénient; cette addition s'effectue normalement soit au lait avant pasteurisation, soit au yaourt après fermentation.

Ce chauffage, appelé couramment thermisation, est toutefois limité, avec les gélifiants banals, à 70° C environ. Au-delà de cette température, l'effet protecteur s'estompe et la caséine subit un phénomène de déshydratation conduisant à une texture hétérogène «sableuse» caractéristique et très désagréable qui peut, si la température s'élève trop, conduire à une séparation totale.

La thermisation peut s'effectuer soit directement sur le produit qui est ensuite conditionné de la façon la plus aseptique possible,

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soit sur le produit préalablement réparti dans des récipients hermétiques.

Le produit peut être du yaourt seul ou du yaourt mélangé à d'autres produits laitiers : pâte à suisse, fromage blanc, ou non laitiers : fruits, confitures, fruits confits, légumes, fines herbes, aromates ainsi qu'à du sucre, du sel, des arômes, des colorants,

etc.

L'invention sera mieux comprise aux moyens d'exemples pour lesquels on a utilisé des gélifiants fabriqués selon les procédés suivants:

Préparation d'un extrait dépolymérisé de caroube.

30 kg de farine de caroube sont introduits sous agitation dans 2 m3 d'eau à 80° C. Une fois que la gomme est bien passée en solution, on chauffe à 90° C en ajoutant 0,61 d'eau oxygénée à 110 volumes.

On mesure la viscosité à intervalles réguliers. Au bout de 4 h la viscosité est de 200 cPo. Un contrôle de concentration indique que l'on a une solution à environ 1% de gomme soluble de caroube. On filtre alors sur filtre presse avec 13 kg/m3 d'agent filtrant. La solution claire ainsi obtenue est refroidie à 40° C.

On peut aussi utiliser, dans les mêmes conditions, 33 kg de splits de caroube, au lieu de 30 kg de farine de caroube, et obtenir les mêmes résultats.

On peut aussi faire un traitement similaire en utilisant, au lieu d'eau oxygénée, de l'acide sulfurique jusqu'à obtenir un pH de 4. Au bout de 5 h, on obtient une viscosité voisine de 200 cPo ; on peut alors arrêter la dégradation par neutralisation et terminer le traitement comme précédemment.

Préparation d'un extrait d'agar.

La solution d'extrait d'agar est obtenue par un des procédés industriels connus. Les algues (Gracilaria, Gelidium ou Ptero-cladia), 35 kg, sont lavées par immersion dans l'eau, 5001, pendant 2 h. Les algues sont traitées ensuite sous pression à 110°C pendant 6 h avec 1 m3 d'eau. Les algues sont tamisées et la solution est filtrée sur filtre presse avec 12 g/1 d'agent filtrant.

On obtient ainsi une solution contenant environ 1 % d'agar.

Coagulation par l'alcool du mélange des deux solutions.

La solution d'extrait dépolymérisé de caroube et la solution d'extrait d'agar sont mélangées dans les proportions voulues, suivant le mélange final désiré. Par exemple: 1 volume de solution d'agar à 1% et 3 volumes de solution de caroube à 4 volumes du mélange précédent sont portés à la température de 50° C et sont versés dans 7 volumes d'alcool isopropylique (azéotrope); le complexe agar-gomme de caroube dépolymérisée se prépare sous forme de fibres qui sont pressées, lavées, séchées et broyées.

On peut aussi coaguler 4 volumes du mélange précédent par 6 volumes de méthanol ou d'acétone.

Exemple 1 :

Intérêt de la dépolymérisation de la gomme de caroube:

amélioration des qualités organoleptiques.

Des solutions de gomme de caroube plus ou moins dépolymérisée ont été coagulées avec une solution d'agar pour obtenir un mélange final contenant 25% d'agar et 75% de gomme de caroube. La dépolymérisation de la gomme de caroube a été mesurée en faisant un prélèvement de sa solution et en le coagulant; après séchage on mesure la viscosité à 1 % de cet extrait de caroube. Les complexes obtenus sont utilisés à 1 % pour faire des gels à l'eau par dissolution à ébullition et refroidissement de la solution.

Les caractéristiques des gels obtenus sont mesurées de deux façons :

— d'une part, la dureté du gel mesurée par la force nécessaire pour renforcer de 4 mm dans le gel un piston de 1,1 cm de diamètre;

— d'autre part, la cohésion du gel, mesurée par la force nécessaire pour écraser le gel démoulé de 6 cm de diamètre et 4 cm de hauteur, avec une plaque de 10 cm de diamètre.

Viscosité à 1% de l'extrait

Dureté

Cohésion de caroube contenu dans le du gel du gel complexe :

centipoises grammes grammes

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Les courbes correspondantes sont représentées à la fig. 1.

Ces résultats montrent que dans un gel agar-gomme de caroube :

— la dureté du gel varie peu avec le degré de polymérisation de la caroube utilisée;

— la cohésion du gel varie avec le degré de polymérisation de la gomme de caroube.

De plus, il s'est avéré, dans les essais pratiqués par la demanderesse et pour différentes proportions d'agar et de gomme de caroube, que:

— les gommes de caroube ayant des viscosités supérieures à 1000 cPo donnent une très grande cohésion, ce qui se traduit à la dégustation par la sensation peu agréable d'un bloc élastique;

— les gommes de caroube ayant des viscosités entre 300 et 800 cPo donnent moins de cohésion et plus de fondant à la dégustation ;

— les gommes de caroube de viscosité inférieure à 300 cPo donnent encore plus de fondant mais les gels deviennent parfois difficiles à démouler.

Exemples de gels au lait acides.

La stabilité en milieu acide du complexe agar-gomme de caroube dépolymérisée le rend particulièrement intéressant dans les gels acides au lait. De plus, en dessous du point isoélectrique du lait (de la caséine), l'utilisation du complexe évite la précipitation de la caséine.

D'une part, agar et gomme de caroube dépolymérisée, étant pratiquement neutres, ne coprécipitent pas avec la caséine du lait, contrairement aux carraghénanes ou furcellaranes qui sont des gélifiants laitiers habituels, tout au moins en milieu neutre.

D'autre part, agar et gomme de caroube dépolymérisée empêchent la précipitation de la caséine en jouant le rôle de colloïde protecteur.

Du point de vue fabrication, la préparation des gels au lait acides comporte deux étapes :

Première étape:

Préparation de la solution neutre contenant le gélifiant. Le gélifiant, le sucre et les autres ingrédients, sauf l'acide, sont dispersés dans le lait frais ou le lait reconstitué. Le mélange est traité thermiquement pour mettre en solution les divers ingrédients et stériliser, soit partiellement, soit totalement le produit. Ce traitement peut être un traitement classique de pasteurisation en cuve ou par échangeurs ou une stérilisation par injection de vapeur (UHT) ou tout autre traitement à très haute température par échangeur ou friction. Les températures utilisées varient généralement de 80° C à 150°C. Le mélange est ensuite refroidi entre 50° et 80° C à une température supérieure à la température de gélification.

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Deuxième étape:

Addition de la phase acide.

La phase acide peut être constituée,

A. d'un acide alimentaire en solution

B. d'un jus de fruit concentré ou non, contenant ou non de la pulpe

C. d'un produit laitier acidifié par fermentation, tel que yaourt, ou par tout autre traitement.

Cette phase acide est ajoutée à la solution neutre contenant le gélifiant, maintenue à une température entre 50° et 80° C, sous agitation ou tout autre mode de mélange, pour éviter que localement le pH du milieu ne descende en dessous de 4.

Le produit est ensuite conditionné à chaud. Il gélifie au cours du refroidissement. On peut également le refroidir en dessous de la température de gélification avant de conditionner. Ce refroidissement doit se faire sous agitation, soit en cuve, soit par passage dans un échangeur et l'on obtient alors un produit non gélifié, de type crème-dessert ou liégeois.

Exemple 2:

Acidification par addition d'acide alimentaire.

Formule de base:

Phase neutre lait à 1,5% de matière grasse ...

81,56 g

sucre

16 g

arôme fruit

1 g

colorant fruit

0,04 g

complexe agar/gomme de caroube

dépolymérisée

0,6 g

Phase acide acide citrique

0,8 g

(en solution

à 50%)

pH final 4,3 à 4,5 g

Mode opératoire: Le gélifiant, préalablement mélangé au sucre, est dispersé dans le lait. Le mélange est chauffé à 80° C puis stérilisé par passage sur un stérilisateur UHT par injection de vapeur à 147°C pendant 3 s, refroidi à 60 à 70° C, température à laquelle la phase acide est ajoutée.

Si l'on veut éviter la dégradation de l'arôme par le traitement à haute température, il faut l'inclure dans la phase acide.

On conditionne ensuite rapidement, puis on refroidit: on obtient un gel au lait acide démoulable, à texture très lisse et très fondante.

Exemple 3:

Identique à l'exemple 2 mais on refroidit par passage sur un échangeur type surface raclée à 10° C avant de conditionner. On obtient une crème au lait acide, lisse et onctueuse.

Exemple 4:

Acidification par addition de jus de fruit concentré.

Formule de base:

Phase neutre lait à 1,5% de matière grasse ... 78,38 g sucre 16 g colorant fruit 0,02 g complexe agar/gomme de caroube dépolymérisée 0,6 g

Phase acide jus de fruit concentré 5 g

Mode opératoire: identique à l'exemple 2.

Exemple 5:

Composition identique à l'exemple 4, mais mode opératoire de l'exemple 3.

Exemple 6:

Acidification par addition d'un produit laitier acide. Formule de base:

Phase neutre lait à 1,5% de matière grasse ... 20 g sucre 5 g complexe agar/gomme de caroube dépolymérisée 0,6 g

Phase acide yaourt 74,4 g

Mode opératoire : identique à l'exemple 2, le phase acide doit au préalable être portée ou maintenue vers 40-45° C.

Exemple 7:

Composition identique à l'exemple 6, mais avec la fin du mode opératoire de l'exemple 3.

On peut ainsi obtenir un produit s'apparentant aux yaourts brassés. Les trois compositions de la phase acide peuvent également être utilisées en combinaison, par exemple:

A+B l'arôme est apporté par le jus de fruit ou la pulpe, mais l'acidité est renforcée par l'addition d'un acide alimentaire; C+B l'arôme est modifié par l'addition de pulpe ou de jus de fruit concentré ou non;

C+A l'acidité est renforcée par addition d'un acide alimentaire.

Les produits ainsi obtenus, du fait de leur acidité et de la technique de préparation, ont une meilleure conservation que les produits laitiers neutres. Leur durée de vie entre la fabrication et la consommation peut être allongée sans risques.

Exemples de gels à l'eau acides.

Les gélifiants utilisés pour obtenir en milieu acide un gel consommable de texture non cassante, tels que les carraghénanes et la gélatine, ont le défaut de se dépolymériser fortement au cours des traitements thermiques indispensables à leur préparation. Cette dépolymérisation est fonction de l'acidité et rend ces produits inutilisables à des pH inférieurs à 3,6. Le gélifiant, objet de cette invention, a une meilleure tenue en milieu acide et permet d'obtenir des gels onctueux et élastiques à des pH relativement bas. Dans le cas des gels à l'eau aux fruits, ces conditions d'acidité favorisent le développement des arômes des fruits et les produits obtenus sont supérieurs aux produits habituellement préparés avec les carraghénanes ou la gélatine. La bonne tenue en milieu acide permet l'utilisation de jus de fruits.

Exemple 8:

Gels à l'eau avec acide alimentaire.

Pour 500 ml d'eau:

Sucre 85 g

Arôme fraise 1,5 g

Colorant fraise 0,02 g

Acide citrique 1 g

Complexe agar/gomme de caroube dépolymérisée 4 g

Mode opératoire: prémélanger les poudres, les ajouter à l'eau bouillante, porter à ébullition et couler.

Le gel est transparent, élastique et onctueux.

pH final =3,3

Exemple 9:

Gels avec jus de fruits.

Sucre 15g

Jus concentré avec ou sans pulpe 25 g

Eau 58,8 g

Complexe agar/gomme de caroube dépolymérisée 1,2 g

Mode opératoire: Prémélanger le sucre et le gélifiant, disperser dans l'eau, porter à ébullition. Ajouter le jus concentré vers 80/90° C et conditionner.

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Exemples de yaourts.

Des mélanges polysaccharides/galactomannanes pouvant être utilisés au choix dans les exemples de préparation indiqués ci-dessous sont les suivants:

1) Gomme de caroube dépolymérisée 70 g

Agar 30 g

2) Gomme de caroube dépolymérisée 65 g

Xanthane 35 g

3) Gomme de caroube dépolymérisée 55g

Pectine 45 g

4) Gomme de caroube dépolymérisée 75 g

Agar 20 g

Carraghénanes 5 g

5) Gomme de caroube dépolymérisée 55 g

Agar 10 g

Pectine 35 g

Exemple 10:

a) Préparation du yaourt.

Le yaourt est préparé d'une manière classique. A 1001 de lait on aj oute 3 kg de poudre de lait ; le lait est chauffé à 90° C quelques minutes ou stérilisé par passage sur un stérilisateur UHT, puis homogénéisé. Le lait enrichi peut également être préparé par légère concentration après traitement thermique du lait initial, en refroidissant sous vide.

Le lait ainsi obtenu est refroidi à 40-45° C. On y ajoute des ferments et on les laisse agir jusqu'à obtenir l'acidité souhaitée. Le temps de maintien est variable suivant les ferments et la température choisis.

Le yaourt obtenu peut être refroidi ou non pour en répartir son utilisation dans le temps. L'activité des ferments est arrêtée lorsque la température est inférieure à 10° C.

b) Addition du gélifiant.

Formule du produit: 99,6% de yaourt

0,4% d'un mélange gélifiant selon l'invention.

Le gélifiant est ajouté sous forte agitation dans le yaourt. Le mélange est chauffé en cuve à 95° C et maintenu pendant un temps allant de quelques minutes à 1 h. Pendant toutes ces opérations de chauffage il faut veiller à ce que la différence de température entre le produit et le fluide de chauffage soit la plus petite possible.

c) Le mélange est homogénéisé ou non et est mis en pots à haute température pour maintenir la stérilité. La gélification, redonnant au produit son aspect de yaourt traditionnel, prend place au cours du refroidissement.

Exemple 11:

Les stades a) et b) sont identiques à ceux de l'exemple 10.

c) Après chauffage à 95° C le produit est traité à très haute température sur un échangeur (à plaques, tubulaire ou à surface raclée). A condition que la différence de température entre le produit et le fluide de chauffage soit très faible le produit peut être porté à 100-110°C.

Après refroidissement entre 90 et 70° C, il est de préférence homogénéisé. Il peut, pour augmenter sa durée de vie, être conditionné aseptiquement.

Exemple 12:

Les stades a) et b) sont identiques à ceux de l'exemple 10.

c) Le produit homogénéisé ou non est conditionné en pots ou en boîtes métalliques. Les récipients sont maintenus à des températures pouvant aller jusqu'à 110°C dans des autoclaves statiques, pendant un temps à déterminer, fonction du degré de stérilité souhaité.

Exemple 13:

Les stades a) et b) sont identiques à ceux de l'exemple 10.

c) Le produit obtenu est refroidi jusqu'à 60° C puis mélangé à d'autres produits laitiers du type fromage blanc, pâte à suisse, gras ou non gras, dans des proportions variables de chaque ingrédient.

Formule: yaourt stabilisé 50% (soit49,2% yaourt,

0,8% gélifiant.

pâte fraîche à 20% de matière grasse: 50%.

L'ensemble est ensuite chauffé comme dans l'exemple 11 par passage sur échangeurs jusqu'à des températures de 100° C ou directement mis en pots et chauffé comme dans l'exemple 12 jusqu'à des températures de 100° C.

Dans tous les exemples précédents, à part le gélifiant, on n'a fait appel qu'à des produits laitiers.

On peut préparer toutes sortes de produits en ajoutant au yaourt ou au mélange yaourt/pâte fraîche, un ou plusieurs des ingrédients suivants: sucre, arôme, colorants, fruits, confiture, fruits sur sucre, sel, des légumes, épices, fines herbes.

Exemple 14:

On opère comme dans un des exemples 10 à 13 avec la formule suivante :

Yaourt 89,6 g

Gélifiant 0,4 g

Sucre 10 g

Le gélifiant est prémélangé au sucre, ce qui en facilite la dispersion dans le yaourt.

Exemple 15:

On opère comme dans un des exemples 10 à 13 avec la formule suivante:

Yaourt 81,6 g

Fruits en morceaux 10 g

Gélifiant 0,4 g

Sucre 8 g

Les fruits peuvent être ajoutés pendant le maintien à 95° C. Exemple 16:

On opère comme dans l'exemple 13 avec la formule suivante:

Yaourt.". 41,5 g

Pâte fraîche 20% de matière grasse 40 g

Fruits sur sucre 18 g

Gélifiant 0,5 g mais on y ajoute en même temps que la pâte fraîche les fruits sur sucre.

Exemple 17:

On opère comme dans un des exemples 10 à 12 avec la formule suivante:

Yaourt 84,5 g

Fruits sur sucre 15g

Gélifiant 0,5 g

Les fruits sur sucre sont ajoutés au moment du maintien à 95° C.

Exemple 18:

On opère comme dans l'exemple 13 avec la formule suivante:

Yaourt 48,5 g

Pâte fraîche à 20% de matière grasse 48,5 g

Fines herbes sèches 0,5 à 1 g

Gélifiant 0,5 g

Sel 2 g

Le sel et les fines herbes sont mélangés au gélifiant et dispersés dans le yaourt. Ils peuvent également être ajoutés à la pâte fraîche avant l'addition au yaourt.

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REVENDICATIONS

1. Composition gélifiante dans l'eau ou dans le lait, formée par un mélange gélifiant constitué d'un premier gélifiant qui est un galactomannane et d'un second gélifiant qui est un agar et/ou un xanthane, caractérisée en ce que le galactomannane est un galactomannane dépolymérisé et que sa solution, dans l'eau à 1%, a une viscosité comprise entre 10 et 1000 cPo à 25° C.
2. Composition gélifiante selon la revendication 1, caractérisée en ce que le galactomannane dépolymérisé, en solution à 1% dans l'eau, a une viscosité comprise entre 300 et 1000 cPo à 25° C.
3. Composition gélifiante selon la revendication 1, caractérisée en ce que le second gélifiant comprend aussi un Polysaccharide du groupe des carraghénanes, furcellaranes, pectines.
4. Composition gélifiante selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le galactomannane est un extrait de caroube, de tara ou d'Espina corona.
5. Composition gélifiante selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les proportions entre le deuxième gélifiant et le galactomannane dépolymérisé sont comprises entre 1 pour 1 et

1 pour 9.
6. Procédé pour la production de la composition gélifiante selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la composition est obtenue par précipitation des deux composants, à partir du mélange de leurs solutions au moyen d'un liquide organique.
7. Utilisation de la composition gélifiante selon la revendication 1 dans les produits alimentaires.
8. Utilisation selon la revendication 7 dans l'eau acidifiée à raison d'une concentration comprise entre 0,1 et 4%.
9. Utilisation selon la revendication 8 dans l'eau acidifié par un jus de fruit à raison d'une concentration comprise entre 0,1 et 4%.
10. Utilisation selon la revendication 7 dans le lait acidifié à raison d'une concentration comprise entre 0,1 et 4%.
11. Utilisation selon la revendication 10, caractérisée par le fait que le lait acidifié est un yaourt.
12. Utilisation selon la revendication 11, caractérisée en ce que le produit formé par la composition gélifiante et le yaourt est soumis à un traitement thermique à température supérieure à

70 C.