EP3989738A1 - Procédé de production de protéine de légumineuse - Google Patents

Procédé de production de protéine de légumineuse

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Publication number
EP3989738A1
EP3989738A1 EP20747049.3A EP20747049A EP3989738A1 EP 3989738 A1 EP3989738 A1 EP 3989738A1 EP 20747049 A EP20747049 A EP 20747049A EP 3989738 A1 EP3989738 A1 EP 3989738A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
protein
proteins
seeds
suspension
heat treatment
Prior art date
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Pending
Application number
EP20747049.3A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Lucile CALMON
Aline LECOCQ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Roquette Freres SA
Original Assignee
Roquette Freres SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Roquette Freres SA filed Critical Roquette Freres SA
Publication of EP3989738A1 publication Critical patent/EP3989738A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23JPROTEIN COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS; WORKING-UP PROTEINS FOR FOODSTUFFS; PHOSPHATIDE COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS
    • A23J1/00Obtaining protein compositions for foodstuffs; Bulk opening of eggs and separation of yolks from whites
    • A23J1/14Obtaining protein compositions for foodstuffs; Bulk opening of eggs and separation of yolks from whites from leguminous or other vegetable seeds; from press-cake or oil-bearing seeds
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23JPROTEIN COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS; WORKING-UP PROTEINS FOR FOODSTUFFS; PHOSPHATIDE COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS
    • A23J3/00Working-up of proteins for foodstuffs
    • A23J3/14Vegetable proteins
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23LFOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PREPARATION OR TREATMENT THEREOF
    • A23L11/00Pulses, i.e. fruits of leguminous plants, for production of food; Products from legumes; Preparation or treatment thereof
    • A23L11/30Removing undesirable substances, e.g. bitter substances
    • A23L11/31Removing undesirable substances, e.g. bitter substances by heating without chemical treatment, e.g. steam treatment, cooking
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
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    • A23L33/00Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A23L33/10Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
    • A23L33/17Amino acids, peptides or proteins
    • A23L33/185Vegetable proteins
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23VINDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2002/00Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs

Definitions

  • the invention relates to the field of plant proteins.
  • the invention relates in particular to a process for producing a protein composition of legumes, preferably peas, and the protein composition that can be obtained by this method.
  • the daily human protein requirements are between 12 and 20% of the food ration. These proteins are supplied both by products of animal origin (meat, fish, eggs, dairy products) and by products of plant origin (cereals, legumes, seaweed).
  • animal proteins have many disadvantages, both in terms of their allergenicity, in particular concerning proteins obtained from milk or eggs, and in terms of the environment in relation to the harmful effects of intensive breeding.
  • Soy has been, and remains, the first vegetable alternative to animal proteins. The use of soy nevertheless has certain disadvantages.
  • the soybean is more than frequently of GMO origin and obtaining its protein goes through a deoiling step using a solvent.
  • grain legumes including peas in particular, have developed strongly in Europe, mainly in France, as an alternative protein resource to animal proteins intended for animal and human consumption. Pea contains about 27% by weight of protein material.
  • pea is here considered in its broadest sense and includes in particular all wild varieties of “smooth pea”, and all mutant varieties of “smooth pea” and “wrinkled pea”("Wrinkledpea”), and whatever the uses for which said varieties are generally intended (human food, animal nutrition and / or other uses). These seeds are non-GMO and do not require solvent deoiling.
  • Pea protein mainly pea globulin
  • Pea protein extraction process mention may be made of patent EP1400537.
  • the seed is ground in the absence of water (a so-called “dry grinding” process) to obtain a flour.
  • This flour will then be suspended in water to extract the protein.
  • pea suffers, in comparison with animal proteins, from so-called “pea”, “beany” or “vegetable” flavors.
  • This flavor is an undeniable brake in a good number of industrial applications, in particular food.
  • Lipoxygenase and saponins being sensitive to temperature, the addition of an additional heat treatment during the extraction step consisting of heating in a humid medium (bleaching), optionally combined with a quenching step a was contemplated in WO 2019/053387.
  • these steps use large amounts of water and generate soluble co-products that must be upgraded.
  • the use of this process does not make it possible to manufacture proteins with reduced gelling power.
  • “Roasting” or dry heating is used in the neighboring soybean industry.
  • An important issue for the pea industry is the preservation of pea starch, which must not be degraded in order to also be used industrially.
  • the soybean does not have starch: the soybean industry can therefore use very high heating temperatures in order to inhibit lipoxygenase without worrying about the starch problem.
  • Heating the seed can also cause functional modifications of the protein (for example solubility or emulsifying power), preventing certain upgrades, particularly in food.
  • functional modifications of the protein for example solubility or emulsifying power
  • the inventors have shown that a preliminary step of heat treatment of the seeds between 70 and 130 ° C for 1 to 6 minutes, advantageously between 100 and 120 ° C for 2 to 4 minutes made it possible to inhibit the activity of internal lipoxygenase while preserving the functionality of the starch and guaranteeing the extraction yield of the various components.
  • the process developed by the inventors makes it possible to obtain a legume protein composition whose functional properties are particularly suitable for applications of protein-enriched drinks: improved organoleptic, reduced gelling power and improved emulsifying power.
  • a method for producing a legume protein composition comprising the following steps:
  • legume seeds preferably chosen from peas, lupine and faba bean at a temperature between 70 and 130 ° C, for example between 80 and 125 ° C, especially between 100 ° C and 120 ° C, for 1 to 6 minutes, for example 1, 5 to 5 minutes, especially 2 to 4 minutes;
  • the extraction of proteins from said fraction comprises a step of coagulating the proteins in an aqueous solution at a pH between 4 and 6 and heat treatment of the solution between 45 ° C and 65 ° C, preferably 55 ° C, especially for 3.5 min to 4.5 min, preferably 4 min.
  • the coagulated proteins are recovered, preferably by centrifugation, and suspended in an aqueous solution.
  • the pH of the aqueous solution of coagulated proteins can then be adjusted between 6 and 8, preferably 7, and the aqueous suspension can be subjected to heat treatment between 130 and 150 ° C, preferably 140 ° C for 5 to 15s, preferably 10s.
  • the method may further comprise a step of drying the aqueous suspension of the coagulated proteins.
  • a legume protein composition which can be obtained according to a process as described in the first aspect of said invention.
  • composition protein that can be obtained according to a process as described in the first aspect of said invention.
  • FIG. 1 shows the viscosity analysis profile of protein compositions obtained by a process comprising heat treatment of the seeds for 4 min at 100 ° C or 2 min at 120 ° C or without heat treatment.
  • the dry legume seeds preferably chosen from peas, lupine and faba bean, to a temperature between 70 and 130 ° C, for example between 80 and 125 ° C, in particular between 100 ° C and 120 ° C, for 1 to 6 minutes, for example 1, 5 to 5 minutes, especially 2 to 4 minutes;
  • protein composition should be understood in the present application as a composition obtained by extraction and refining, said composition comprising proteins, macromolecules formed from one or more polypeptide chains consisting of the chain of residues of 'amino acids linked together by peptide bonds.
  • the present invention relates more particularly to globulins (approximately 50-60% of pea proteins).
  • the Pea globulins are mainly subdivided into three subfamilies: legumines, vicilins and convicilins.
  • legume will be understood in the present application to the family of dicotyledonous plants of the order Fabales. It is one of the most important families of flowering plants, the third after Orchidaceae and Asteraceae by number of species. It has approximately 765 genera comprising more than 19,500 species.
  • Several legumes are important cultivated plants including soybeans, beans, peas, chickpeas, field beans, peanuts, cultivated lentils, cultivated alfalfa, various clovers, broad beans, carob tree, licorice, lupine.
  • the legume protein is chosen from the group consisting of peas, beans, broad beans and field beans and their mixtures, preferably peas.
  • peas includes in particular all the wild varieties of “smooth peas” and all the mutant varieties of “smooth peas” and “wrinkled peas”.
  • the peas can undergo before the heating and grinding steps of the process according to the invention steps well known to those skilled in the art, such as in particular cleaning (removal of unwanted particles such as stones, dead insects, earth residues, etc.) and also a skinning of the external fibers (also called "dehulling" in English) between 70 and 130 ° C, for example between 80 and 125 ° C, in particular between 100 ° C and 120 ° C, for 1 to 6 minutes, for example 1.5 to 5 minutes, especially 2 to 4 minutes;
  • the method according to the invention comprises a step i) consisting of a heat treatment of the seeds at a temperature between 70 and 130 ° C, for example between 80 and 125 ° C, in particular between 100 ° C and 120 ° C , for a time of 1 to 6 minutes, for example from 1.5 to 5 minutes, in particular between 2 and 4 minutes.
  • This heat treatment is a dry heat treatment, that is to say it takes place in the absence of additional aqueous solvent to that present in the seed.
  • This dry heat treatment, or toasting differs from a microwave treatment in that the heat is provided by convection, which allows precise control of the heat treatment of the seeds (time and temperature).
  • This dry heat treatment is particularly advantageous because it can be carried out easily, without for example controlling the relative humidity. As exemplified in the present application, it is important to respect the time and temperature intervals in order to be able to inhibit the activity of internal lipoxygenase while preserving the functionality of the starch and ensuring the extraction yield of the various components. .
  • the temperature is between 110 and 120 ° C, for example 120 ° C. This choice makes it possible to obtain a very low protein composition viscosity, which is an additional advantage in certain food applications such as high protein drinks.
  • This step optionally ends with the removal of the outer fibers of the pea (cellulose outer shell) by a well-known step also called "dehulling".
  • the method according to the invention comprises a step ii) of grinding the seeds into flour and suspending in an aqueous solution.
  • the grinding is carried out by any type of suitable technology known to those skilled in the art such as ball mills, conical mills, helical mills, air jet mills or rotor / rotor systems.
  • water can be added continuously or discontinuously, at the start, in the middle or at the end of grinding, in order to obtain at the end of the stage an aqueous suspension of ground peas titrating between 15% and 25% by weight of dry matter (DM), preferably 20% by weight of DM, relative to the weight of said suspension.
  • DM dry matter
  • a pH control can be performed at the end of grinding.
  • the pH of the aqueous suspension of ground peas at the end of step ii) is adjusted between 8 and 10, preferably the pH is adjusted to 9.
  • the pH adjustment can be carried out by adding acid and / or base, for example soda or hydrochloric acid.
  • acid and / or base for example soda or hydrochloric acid.
  • ascorbic acid, citric acid or potash and soda are preferred.
  • the method according to the invention then consists of a step iii) of separating the soluble components from the aqueous suspension, preferably by centrifugal force.
  • This step makes it possible to separate the soluble fractions from the insoluble fractions of the suspension.
  • the insoluble fractions mainly consist of starch and polysaccharides called "internal fibers".
  • the proteins are concentrated in the soluble fraction (supernatant).
  • Starch and fibers can also be separated by carrying out a first sieving step to remove the internal fibers of the pea.
  • This first step is made necessary by the fact that the internal fibers of the pea bind very easily to the starch and proteins of the pea. It is then necessary to multiply the washing of these fibers in order to extract the starch or associated proteins.
  • the suspension freed from internal fibers is centrifuged to generate a “light phase” mainly containing proteins, and a “heavy phase” mainly containing starch.
  • the method according to the invention comprises a step iv) of extracting the proteins from the soluble components.
  • Said extraction can be carried out by any type of suitable process, such as in particular precipitation at isoelectric pH of proteins or else thermocoagulation by heating.
  • the extraction of the proteins consists of a step of coagulating the proteins in an aqueous solution at a pH between 4 and 6, preferably 5, followed by heating at a temperature between 45 and 65 ° C, preferably 55 ° C.
  • the contact time can be between 1 min and 30 minutes, for example between 1 min and 10 min, preferably between 3 min and 5 min, even more preferably 5 min.
  • the aim here is to separate the pea proteins of interest from the other constituents of the supernatant of step iv). It is essential to properly control the time / temperature scale.
  • the heating is carried out by indirect injection of steam, for example in a double jacket equipping a stirred tank.
  • the coagulated proteins also called coagulated protein floc can then be recovered by centrifugation.
  • the solid fractions which have concentrated the proteins are thus separated from the liquid fractions which have concentrated the sugars and the salts.
  • the floc is then suspended in an aqueous solution, preferably diluted with water.
  • the dry matter is then adjusted between 10% and 20%, preferably 15% by weight of dry matter relative to the weight of said suspension.
  • the pH of the protein floc can then be corrected to a value between 6 and 8, preferably 7.
  • the pH is adjusted using any acidic and basic reagent (s).
  • the use of ascorbic acid, citric acid or potash and soda are preferred.
  • the extraction of the proteins can preferably be concluded with drying using any technique known to those skilled in the art.
  • the coagulated protein floc is dried to achieve a dry matter greater than 80%, preferably greater than 90% by weight of proteins relative to the weight of said dry matter. Any technique well known to those skilled in the art, such as freeze-drying or even atomization, is used to do this. Atomization is the preferred technology, particularly multi-effect atomization.
  • the dry matter content is measured by any method well known to those skilled in the art.
  • the method known as "by desiccation" is used. It consists in determining the quantity of water evaporated by heating a known quantity of a sample of known mass: The sample is weighed at the start and a mass m1 in g is measured; The water is evaporated by placing the sample in a heated chamber until the mass of the sample has stabilized, the water being completely evaporated (preferably, the temperature is 105 ° C under atmospheric pressure), we weigh the final sample and a mass m2 in g is measured.
  • the dry matter is obtained by the following calculation: (m2 / m1) * 100.
  • a legume protein composition in which the legume is chosen in particular from peas, lupine and field bean, which can be obtained according to a process as described. in the first aspect of said invention.
  • the protein composition of legumes according to the invention exhibits a high protein content of greater than 80%, preferably greater than 85%, even more preferably greater than 90% by weight of protein relative to the total weight of the protein. dry matter.
  • the protein richness is measured by any technique well known to those skilled in the art.
  • a determination of the total nitrogen is carried out (in percentage by weight of nitrogen relative to the total dry weight of the composition) and the result is multiplied by the coefficient 6.25.
  • This well-known methodology in the field of vegetable proteins is based on the observation that proteins contain on average 16% nitrogen. Any method of assaying the dry matter well known to those skilled in the art can also be used.
  • the protein composition according to the invention is innovative because its organoleptic profile is improved, in particular the "vegetable” or “beany” component.
  • This component is conventionally evaluated using an organoleptic tasting panel.
  • This difference can also be characterized by analyzing the volatile compounds using gas chromatography equipped with a mass spectrophotometer.
  • This composition can also be characterized by an optimized gelling power, in that it is reduced by a factor of approximately 2 compared to a legume protein composition obtained by a production process not comprising a step of heat treatment of legume seeds.
  • gelling power is meant the functional property consisting in the ability of a protein composition to form a gel or a network, increasing the viscosity and causing the generation of a state of the material intermediate between the liquid and liquid states. solid.
  • gel strength can also be used. To quantify this gelling power, it is therefore necessary to generate this network and assess its strength. To carry out this quantification, in the present invention, test A is used, the description of which is as follows:
  • Phase 1 heating from a temperature of 20 ° C +/- 2 ° C to a temperature of 80 ° C +/- 2 ° C in 10 minutes;
  • Phase 2 stabilization at a temperature of 80 ° C +/- 2 ° C for 120 minutes;
  • Phase 3 cooling from a temperature of 80 ° C +/- 2 ° C to a temperature of 20 ° C +/- 2 ° C in 30 min
  • the imposed stress rheometers is the AR 2000 model from TA instruments, equipped with a down geometry and a Peltier effect temperature control system.
  • paraffin oil is added to the samples.
  • a "rheometer" within the meaning of the invention is a laboratory apparatus capable of making measurements relating to the rheology of a fluid or of a gel. It applies a force to the sample. Generally of low characteristic dimension (very low mechanical inertia of the rotor), it allows to study basically the mechanical properties of a liquid, gel, suspension, paste, etc., in response to an applied force.
  • imposed stress makes it possible, by applying a sinusoidal stress (oscillation mode), to determine the intrinsic viscoelastic quantities of the material, which depend in particular on time (or on the angular speed w) and on the temperature .
  • this type of rheometer provides access to the complex module G * , itself allowing access to the modules G ′ or elastic part and G ′′ or viscous part.
  • This composition can also be characterized by an optimized emulsifying power, in that it is increased by a factor of approximately 2 relative to a protein composition of legumes obtained by a production process not comprising a step. heat treatment of legume seeds.
  • emulsifying power or also “emulsifying capacity” is meant the maximum amount of oil that can be dispersed in an aqueous solution containing a defined amount of emulsifier before phase rupture or inversion of the emulsion (Sherman , 1995). In order to quantify it, the Applicant has developed a test making it possible to quantify it easily, quickly and in a reproducible manner:
  • phase shift If a bad emulsion is obtained (phase shift), the test is repeated at point 1 by reducing the quantities of water and corn by 50%,
  • the maximum quantity of oil (Qmax in ml) that can be emulsified is thus determined iteratively, -
  • the emulsifying capacity is therefore the maximum quantity of corn oil that can be emulsified per gram of product,
  • the protein composition of legumes preferably of the protein isolate of legumes, chosen from peas, lupine and field beans, even more preferably the pea protein isolate according to the invention.
  • the protein compositions obtained by practicing the method according to the invention can be characterized by an improved organoleptic profile, a gel strength divided by at least a factor of 2 and an emulsifying power at least doubled in comparison.
  • legume protein compositions obtained without heat treatment of legume seeds These characteristics are particularly suitable for protein-enriched drinks such as RTDs (“Ready To Drink”), alternatives to vegetable-based milk or drinks in powders to be reconstituted or “Powder-mix”.
  • the drop in the gelling power also allows an increase in the protein content without resulting in a drink that is too thick.
  • the emulsifying power is also of interest, e.g. in order to stabilize essential fatty acids
  • Example 1 Influence of the heating parameters of leguminous seeds in the protein production method.
  • yellow pea seeds (Pisum Savitum) will be used which have been cleaned and free from external bodies such as pebbles.
  • Several heat treatment technologies are applied for comparative purposes:
  • the pretreatment by dry heating makes it possible to improve the flavor of the proteins obtained while preserving the functionality of the starch and ensuring the extraction yield of the various components.
  • Example 2 Examples aiming to demonstrate the effect of a dry heat treatment on the quality of the protein composition obtained.
  • the aim of this example is to demonstrate the effect of a dry heat treatment on the quality of the protein composition obtained.
  • the protein compositions according to the invention have an almost doubled emulsifying capacity and a reduced gel strength.
  • the viscosity of the protein compositions are measured using a TA Instrument AR 2000 rheometer equipped with a down geometry and a Peltier effect temperature regulation system. The measurement is carried out at a temperature of 20 ° C and at a shear rate 0.006 to 600s-1 in 3 min.
  • the protein composition according to the invention produced at a temperature of 120 ° C also has a lower viscosity ( Figure 1).
  • a process similar to the process for manufacturing the protein composition a. (that obtained without pretreatment) is carried out, by replacing the grinding of pea cotyledons using a stone mill by wet grinding of pea cotyledons as described in document WO 2019/053387 in Example 1
  • This grinding consists of the implementation of the pea cotyledons in an aqueous solution at 80 ° C, the heat treatment for 3 minutes while maintaining said solution at this temperature, the recovery then cooling to 10 ° C of these peas in immersing them in water regulated at 7 ° C, then grinding these peas in solution.
  • a comparative protein composition is obtained having a gel strength which is not reduced compared to the protein composition a.

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Abstract

L'invention relève du domaine des protéines végétales. L'invention concerne en particulier un procédé de production de composition protéique de légumineuse, de préférence de pois, comprenant un pré-traitement thermique à sec des graines de légumineuses à une température comprise entre 70 et 130°C pendant 1 à 6 minutes suivi d'un broyage des graines en farine, de mise en suspension de la farine dans une solution aqueuse, de séparation des composants solubles de la suspension et d'extraction de protéines desdits composants solubles, ainsi que la composition protéique susceptible d'être obtenue par cette méthode.

Description

Description
Titre : Procédé de production de protéine de légumineuse
Domaine technique
[0001] L’invention relève du domaine des protéines végétales. L’invention concerne en particulier un procédé de production de composition protéique de légumineuse, de préférence de pois, et la composition protéique susceptible d’être obtenue par cette méthode.
Technique antérieure
[0002] Les besoins quotidiens humains en protéines sont compris entre 12 et 20% de la ration alimentaire. Ces protéines sont fournies aussi bien par des produits d'origine animale (viandes, poissons, œufs, produits laitiers) que par des produits d’origine végétale (céréales, légumineuses, algues).
[0003] Cependant, dans les pays industrialisés, les apports en protéines sont majoritairement sous la forme de protéines d'origine animale. Or, de nombreuses études démontrent qu'une consommation excessive de protéines d'origine animale au détriment des protéines végétales est une des causes d'augmentation de cancers et maladies cardio-vasculaires.
[0004] Par ailleurs, les protéines animales présentent beaucoup de désavantages, tant sur le plan de leur allergénicité, concernant notamment les protéines issues du lait ou des œufs, que sur le plan environnemental en relation avec les méfaits de l'élevage intensif.
[0005] Ainsi, il existe une demande croissante des industriels pour des composés d'origine végétale possédant des propriétés nutritionnelles et fonctionnelles intéressantes sans pour autant présenter les inconvénients de composés d'origine animale.
[0006] Le soja a été, et reste, la première alternative végétale aux protéines animales. L’utilisation du soja possède néanmoins des désavantages certains. La graine de soja est plus que fréquemment d’origine OGM et l’obtention de sa protéine passe par une étape de déshuilage utilisant du solvant. [0007] Depuis les années 70, les légumineuses à graines, dont en particulier le pois, se sont fortement développées en Europe, majoritairement en France, comme ressource protéique alternative aux protéines animales à destination de l’alimentation animale et humaine. Le pois contient environ 27 % en poids de matières protéiques. Le terme « pois » est ici considéré dans son acception la plus large et inclut en particulier toutes les variétés sauvages de « pois lisse » (« smooth pea »), et toutes les variétés mutantes de « pois lisse » et de « pois ridé » (« wrinkled pea »), et ce quelles que soient les utilisations auxquelles on destine généralement lesdites variétés (alimentation humaine, nutrition animale et/ou autres utilisations). Ces graines sont non-OGM et ne nécessitent pas de déshuilage solvanté.
[0008] La protéine de pois, majoritairement de la globuline de pois, est extraite et valorisée industriellement depuis bon nombre d’années. On peut citer, comme exemple de procédé d’extraction de la protéine de pois, le brevet EP1400537. Dans ce procédé, la graine est broyée en absence d’eau (procédé dit de « broyage à sec ») afin d’obtenir une farine. Cette farine sera ensuite mise en suspension dans de l’eau afin d’en extraire la protéine.
[0009] Malgré ses qualités indéniables, la protéine extraite du pois souffre, en comparaison des protéines animales, de flaveurs dites «pois», «beany» ou «végétale». Cette flaveur est un frein indéniable dans bon nombre d’applications industrielles, en particulier alimentaires.
[0010] C’est notamment le cas dans le domaine des boissons dans lequel l’amélioration du profil organoleptique est essentiel car il est particulièrement difficile de masquer les flaveurs de la protéine : l’ajout de constituants additionnels peut en effet avoir pour conséquence une modification de la viscosité, de la stabilité en solution et/ou de la palatabilité de la boisson. Par ailleurs, il est avantageux que la protéine présente un pouvoir gélifiant faible, voire une viscosité faible, permettant une augmentation de la teneur en protéine sans résulter en une boisson qui ne gélifie pas ou n’est pas trop épaisse.
[0011] Suite à de nombreuses études, il a été clairement mis en évidence qu’une des causes principales de ces flaveurs non désirées provient de la synthèse d’aldéhydes et/ou de cétones (en particulier l’hexanal) consécutive de l’action d’une lipoxygenase interne sur les lipides résiduels lors de l’extraction des protéines. Les saponines et les 3-alkyl-2-methoxypyrazines sont également des catégories de composés générant ces flaveurs non désirées (« Flavor aspects of puise Ingrédients », Wibke S. U. Roland, 2017).
[0012] L’homme de l’art a donc élaboré plusieurs solutions permettant d’améliorer la flaveur d’une protéine de pois commerciale et de lui redonner un goût neutre. Une première solution repose sur le masquage de la flaveur par adjonction de composés chimiques sélectionnés à cette intention : cette solution oblige l’utilisateur à introduire dans sa formulation un composé qu’il ne désirait pas forcément introduire et qui peut être source de problèmes réglementaire et/ou allergènes. Une autre solution est décrite dans le brevet US4,022,919 qui enseigne dès les années 1970 qu’un traitement de ladite protéine de pois avec de la vapeur d’eau permet l’obtention d’une protéine dont la flaveur est améliorée. Néanmoins, on peut reprocher à ce procédé le risque d’une modification des qualités fonctionnelles des protéines obtenues par dénaturation thermique (par exemple la perte de solubilité ou l’augmentation de sa capacité d’hydratation) ainsi que l’obligation d’ajout d’une étape de purification nécessaire avant utilisation. Ces solutions sont donc efficaces mais elles obligent l’utilisateur final des protéines à effectuer des opérations de purification supplémentaire, susceptibles de modifier les fonctionnalités de la protéine de pois. L’homme de l’art a donc bien évidemment cherché à obtenir directement et simplement lors de son procédé d’extraction une protéine de pois dont la flaveur est neutre.
[0013] De nombreuses solutions potentielles ont été explorées dont, de manière non exhaustive, la sélection de cultivars de pois comportant moins de lipoxygénase ou bien la pré-germination des pois préalablement à l’extraction des protéines. On peut plus récemment évoquer la demande de brevet WO2017/120597 qui décrit un procédé incluant une précipitation par ajout de sels, plusieurs lavages, et une récupération par centrifugation. En dépit d’un procédé complexe utilisant de grande quantité d’eau (pouvant aller jusque 30 fois la quantité de pois), les flaveurs « beany » et « bitter » sont toujours présentes dans la protéine de pois (voir graphes 18A, B et C de la demande WO2017/120597).
[0014] La lipoxygénase et les saponines étant sensibles à la température, l’ajout d’un traitement thermique additionnel lors de l’étape d’extraction consistant en un chauffage en milieu humide (blanchiment), combiné éventuellement avec une étape de trempe a été envisagé dans le document WO 2019/053387. Malheureusement, ces étapes mettent en œuvre des quantités d’eau importantes et génèrent des coproduits solubles qu’il faut valoriser. Par ailleurs, l’utilisation de ce procédé ne permet pas de fabriquer des protéines au pouvoir gélifiant réduit.
[0015] Le « roasting » ou chauffage à sec (également appelé toastage) est utilisé dans la filière voisine du soja. Une problématique importante pour la filière pois consiste en la préservation de l’amidon de pois qui ne doit pas être dégradé afin d’être également valorisé industriellement. La graine de soja ne possède pas d’amidon : la filière soja peut donc utiliser des températures de chauffage très élevées afin d’inhiber la lipoxygénase sans se soucier de la problématique amidon.
[0016] Le chauffage de la graine peut également provoquer des modifications fonctionnelles de la protéine (par exemple solubilité ou pouvoir émulsifiant), empêchant certaines valorisations, particulièrement en alimentaire.
[0017] Il est donc d’intérêt d’obtenir une protéine de légumineuse, en particulier un isolat protéique de légumineuse, encore plus particulièrement un isolat protéique de pois dont l’aromatique est améliorée, tout en proposant un procédé d’extraction optimisé et des fonctionnalités garanties.
Exposé de l’invention
[0018] Les inventeurs ont montré qu’une étape préalable de traitement thermique des graines entre 70 et 130 °C pendant de 1 à 6 minutes, avantageusement entre 100 et 120°c pendant 2 à 4 minutes permettait d’inhiber l’activité de la lipoxygénase interne tout en préservant la fonctionnalité de l’amidon et en garantissant le rendement d’extraction des différents composants. Le procédé mis au point par les inventeurs permet d’obtenir une composition protéique de légumineuse dont les propriétés fonctionnelles sont particulièrement adaptées aux applications de boissons enrichies en protéines : organoleptique améliorée, pouvoir gélifiant diminué et pouvoir émulsifiant amélioré.
[0019] Selon un premier aspect de l’invention, il est proposé un procédé de production d’une composition protéique de légumineuse comprenant les étapes suivantes :
i) traitement thermique à sec des graines de légumineuse, de préférence choisies parmi le pois, le lupin et la féverole à une température comprise entre 70 et 130 °C, par exemple entre 80 et 125°C, notamment entre 100°C et 120°C, pendant 1 à 6 minutes, par exemple 1 ,5 à 5 minutes, notamment 2 à 4 minutes ;
ii) broyage des graines en farine et mise en suspension de la farine dans une solution aqueuse, de préférence à une concentration de 15 à 25%, encore de préférence 20% en poids de matière sèche par rapport au poids de la suspension, iii) séparation des composants solubles de ladite suspension par force centrifuge, iv) extraction des protéines des composants solubles.
[0020] Dans un mode préféré, l’extraction des protéines de ladite fraction comprend une étape de coagulation des protéines dans une solution aqueuse à un pH compris entre 4 et 6 et traitement thermique de la solution entre 45°C et 65°C, de préférence 55°C, notamment pendant 3,5 min à 4,5 min, de préférence 4 min. De préférence, les protéines coagulées sont récupérées, de préférence par centrifugation, et mise en suspension dans une solution aqueuse. Le pH de la solution aqueuse de protéines coagulées peut ensuite être ajusté entre 6 et 8, de préférence 7, et la suspension aqueuse peut être soumise à un traitement thermique entre 130 et 150°C, de préférence 140°C pendant 5 à 15s, de préférence 10s. Le procédé peut comprendre en outre une étape de séchage de la suspension aqueuse des protéines coagulées.
[0021] Selon un autre aspect, il est proposé une composition protéique de légumineuse susceptible d’être obtenue selon un procédé tel que décrit dans le premier aspect de ladite invention.
[0022] Selon un dernier aspect de l’invention, il est proposé les utilisations industrielles, en particulier alimentaires animales et humaines, de la composition protéique susceptible d’être obtenue selon un procédé tel que décrit dans le premier aspect de ladite invention.
[0023] L’invention sera mieux comprise grâce à la description détaillée ci- dessous Brève description des dessins
Fig. 1
[0024] [Fig. 1] montre le profil d’analyse de la viscosité des compositions protéiques obtenues par un procédé comprenant un traitement thermique des graines de 4min à 100°C ou 2 min à 120°C ou sans traitement thermique.
Description des modes de réalisation
[0025] Selon un premier aspect de l’invention, il est donc proposé un procédé de production d’une composition protéique de légumineuse comprenant les étapes suivantes :
i) chauffage des graines de légumineuse à sec, de préférence choisies parmi le pois, le lupin et la féverole, à une température comprise entre 70 et 130 °C, par exemple entre 80 et 125°C, notamment entre 100°C et 120°C, pendant 1 à 6 minutes, par exemple 1 ,5 à 5 minutes, notamment 2 à 4 minutes ;
ii) broyage des graines en farine et mise en suspension dans une solution aqueuse;
iii) séparation des composants solubles de la dite suspension aqueuse, de préférence par force centrifuge;
iv) extraction des protéines dans les composants solubles.
[0026] Le terme « composition protéique » doit se comprendre dans la présente demande comme une composition obtenue par extraction et raffinage, la dite composition comportant des protéines, macromolécules formées d'une ou de plusieurs chaînes polypeptidiques constituées de l'enchaînement de résidus d'acides aminés liés entre eux par des liaisons peptidiques. Dans le cadre particulier des protéines de pois, la présente invention concerne plus particulièrement les globulines (environ 50-60% des protéines du pois). Les globulines de pois se subdivisent principalement en trois sous-familles : les légumines, les vicilines et les convicilines.
[0027] Par « légumineuse », on comprendra dans la présente demande la famille de plantes dicotylédones de l'ordre des Fabales. C'est l'une des plus importantes familles de plantes à fleurs, la troisième après les Orchidaceae et les Asteraceae par le nombre d'espèces. Elle compte environ 765 genres regroupant plus de 19 500 espèces. Plusieurs légumineuses sont d'importantes plantes cultivées parmi lesquelles le soja, les haricots, les pois, le pois chiche, la féverole, l'arachide, la lentille cultivée, la luzerne cultivée, différents trèfles, les fèves, le caroubier, la réglisse, le lupin.
[0028] Selon un mode préférentiel de l’invention, la protéine de légumineuse est choisie dans le groupe constitué du pois, du haricot, de la fève et de la féverole et leurs mélanges, de préférence le pois.
[0029] Le terme « pois » comprend en particulier toutes les variétés sauvages de « pois lisses » et toutes les variétés mutantes de « pois lisses » et de « pois ridés».
Lorsque la légumineuse choisie est le pois, les pois peuvent subir préalablement aux étapes de chauffage et de broyage du procédé selon l’invention des étapes bien connues de l’homme du métier, telles que notamment un nettoyage (élimination des particules non désirées telles que pierres, insectes morts, résidus de terre, etc.) et aussi un dépelliculage des fibres externes (également appelé « dehulling » en anglais) entre 70 et 130 °C, par exemple entre 80 et 125°C, notamment entre 100°C et 120°C, pendant 1 à 6 minutes, par exemple 1 ,5 à 5 minutes, notamment 2 à 4 minutes ;
[0030] Le procédé selon l’invention comprend une étape i) consistant en un traitement thermique des graines à une température comprise entre 70 et 130 °C, par exemple entre 80 et 125°C, notamment entre 100°C et 120°C, pendant un temps de 1 à 6 minutes, par exemple de 1 ,5 à 5 minutes, notamment compris entre 2 et 4 minutes. Ce traitement thermique est un traitement thermique à sec, c’est-à-dire qu’il se déroule en absence de solvant aqueux additionnel à celui présent dans la graine. Ce traitement thermique à sec, ou de toastage, diffère d’un traitement micro-ondes en ce que la chaleur est apportée par convection, ce qui permet un contrôle précis du traitement thermique des graines (temps et température). Ce traitement thermique à sec est particulièrement avantageux car il peut être réalisé facilement, sans par exemple contrôle de l’humidité relative. Comme exemplifié dans la présente demande, il est important de bien respecter les intervalles de temps et température afin de pouvoir inhiber l’activité de la lipoxygénase interne tout en préservant la fonctionnalité de l’amidon et en garantissant le rendement d’extraction des différents composants.
[0031] Le respect de cette étape de traitement thermique préalable à ces conditions particulières, ainsi que de celles des différentes étapes de ce procédé, permet également l’obtention d’une composition protéique dont les propriétés fonctionnelles sont particulièrement adaptées aux applications de boissons enrichies en protéines : organoleptique améliorée, pouvoir gélifiant diminué et pouvoir émulsifiant amélioré. [0032] Dans un mode encore plus préféré, la température est comprise entre 110 et 120°C, par exemple de 120°C. Ce choix permet d’obtenir une viscosité de composition protéique très basse, ce qui est un avantage supplémentaire dans certaines applications alimentaires telles que les boissons hyperprotéinées.
[0033] Cette étape se termine optionnellement par l’élimination des fibres externes du pois (enveloppe externe cellulosique) par une étape bien connue également appelée « dehulling ».
[0034] Le procédé selon l’invention comprend une étape ii) de broyage des graines en farine et mise en suspension dans une solution aqueuse.
[0035] Le broyage est effectué par tout type de technologie adéquate connu de l’homme du métier tel que des broyeurs à billes, des broyeurs coniques, des broyeurs hélicoïdaux, des broyeurs à jets d’air ou bien des systèmes rotor/rotor.
[0036] Lors du broyage, de l’eau peut être ajoutée de manière continue ou discontinue, au début, au milieu ou en fin de broyage, afin d’obtenir en fin d’étape une suspension aqueuse de pois broyés titrant entre 15% et 25% en poids de matière sèche (MS), préférentiellement 20% en poids de MS, par rapport au poids de ladite suspension.
[0037] En fin de broyage, un contrôle du pH peut être effectué. De préférence, le pH de la suspension aqueuse de pois broyés en fin d’étape ii) est ajusté entre 8 et 10, préférentiellement le pH est ajusté à 9. La rectification de pH peut être effectuée par ajout d’acide et/ou de base, par exemple de la soude ou de l’acide chlorhydrique. L’utilisation d’acide ascorbique, d’acide citrique ou de potasse et de soude sont préférés.
[0038] Le procédé selon l’invention consiste ensuite en une étape iii) de séparation des composants solubles de la suspension aqueuse, de préférence par force centrifuge. Cette étape permet de séparer les fractions solubles des fractions insolubles de la suspension. Les fractions insolubles sont majoritairement constituées d’amidon et de polysaccharides appelés « fibres internes ». Les protéines sont concentrées dans la fraction soluble (surnageant).
[0039] Amidon et fibres peuvent également être séparés en réalisant une première étape de tamisage pour éliminer les fibres internes du pois. Cette première étape est rendue nécessaire par le fait que les fibres internes du pois se lient très facilement à l’amidon et aux protéines du pois. Il faut alors multiplier les lavages de ces fibres afin d’en extraire l’amidon ou les protéines associées. Après cette étape de tamisage, on effectue une centrifugation de la suspension débarrassée des fibres internes pour générer une « phase légère » contenant majoritairement les protéines, et une « phase lourde » contenant majoritairement l'amidon.
[0040] Le procédé selon l’invention comprend une étape iv) d’extraction des protéines des composants solubles. La dite extraction peut être réalisée par tout type de procédé adéquat, tel que notamment la précipitation à pH isoélectrique des protéines ou encore la thermocoagulation par chauffage.
[0041] De manière préférentielle, l’extraction des protéines consiste en une étape de coagulation des protéines dans une solution aqueuse à un pH compris entre 4 et 6, préférentiellement 5, suivi d’un chauffage à une température comprise entre 45 et 65°C, préférentiellement 55°C. [0042] Le temps de contact peut être compris entre 1 min et 30 minutes, par exemple entre 1 min et 10 min, préférentiellement entre 3 min et 5 min, encore plus préférentiellement 5 min. Le but est ici de séparer les protéines de pois d’intérêt des autres constituants du surnageant de l’étape iv). Il est capital de bien contrôler le barème temps/température.
[0043] De manière préférée, le chauffage est réalisé par injection indirecte de vapeur, par exemple dans une double-enveloppe équipant une cuve agitée.
[0044] Les protéines coagulées également appelées floc protéique coagulé peuvent ensuite être récupérées par centrifugation. On sépare ainsi les fractions solides ayant concentré les protéines, des fractions liquides ayant concentré les sucres et les sels. Le floc est ensuite mis en suspension dans une solution aqueuse de préférence dilué avec de l’eau. La matière sèche est alors ajustée entre 10% et 20%, préférentiellement 15% en poids de matière sèche par rapport au poids de ladite suspension.
[0045] On peut rectifier ensuite le pH du floc protéique à une valeur comprise entre 6 et 8, préférentiellement 7. Le pH est ajusté à l’aide de tout réactif(s) acide(s) et basique(s). L’utilisation d’acide ascorbique, d’acide citrique ou de potasse et de soude sont préférés.
[0046] On peut réaliser ensuite un traitement thermique entre 130°C et 150°C, préférentiellement 140°C, pendant entre 5s et 15s, préférentiellement 10s.
[0047] L’extraction des protéines peut se conclure de manière préférentielle par un séchage à l’aide de toute technique connue de l’homme du métier. De manière préférée, le floc protéique coagulé est séché pour atteindre une matière sèche supérieure à 80%, préférentiellement supérieure à 90% en poids de protéines par rapport au poids de ladite matière sèche. On utilise pour ce faire toute technique bien connue de l’homme du métier comme par exemple la lyophilisation ou bien encore l’atomisation. L’atomisation est la technologie préférée, en particulier l’atomisation à multiple effet.
[0048] La teneur en matière sèche est mesurée par toute méthode bien connue de l’homme de l’art. De manière préférentielle, la méthode dite « par dessiccation » est utilisée. Elle consiste à déterminer la quantité d’eau évaporée par chauffage d’une quantité connue d’un échantillon de masse connue : On pèse l’échantillon au départ et on mesure une masse m1 en g ; On évapore l’eau en plaçant l’échantillon dans une enceinte chauffée jusqu’à stabilisation de la masse de l’échantillon, l’eau étant complètement évaporée (de préférence, la température est de 105°C sous pression atmosphérique), on pèse l’échantillon final et on mesure une masse m2 en g. La matière sèche est obtenue par le calcul suivant : (m2 / m1 )*100.
[0049] Selon un second aspect de l’invention, il est donc proposé une composition protéique de légumineuse, dans laquelle la légumineuse est notamment choisie parmi le pois, le lupin et la féverole, susceptible d’être obtenue selon un procédé tel que décrit dans le premier aspect de ladite invention.
[0050] De manière préférentielle, la composition protéique de légumineuse selon l’invention présente une richesse en protéine supérieure à 80%, préférentiellement supérieure à 85%, encore plus préférentiellement supérieure à 90% en poids de protéines par rapport au poids total de la matière sèche.
[0051] La richesse en protéine est mesurée par toute technique bien connue de l’homme du métier. De préférence, on réalise un dosage de l’azote total (en pourcentage en poids d’azote par rapport au poids sec total de la composition) et on multiplie le résultat par le coefficient 6,25. Cette méthodologie bien connue dans le domaine des protéines végétales se base sur le constat que les protéines contiennent en moyenne 16% d’azote. Toute méthode de dosage de la matière sèche bien connue de l’homme du métier peut être également utilisée.
[0052] Comme exemplifié ci-dessous, la composition protéique selon l’invention est innovante car son profil organoleptique est amélioré, en particulier la composante « végétale » ou « beany ». Cette composante est classiquement évaluée à l’aide d’un panel de dégustation organoleptique. On peut également caractériser cette différence en analysant les composés volatils à l’aide d’une chromatographie en phase gaz équipée d’un spectrophotomètre de masse.
[0053] Cette composition peut également être caractérisée par un pouvoir gélifiant optimisé, en ce qu’il est réduit d’un facteur d’environ 2 par rapport à une composition protéique de légumineuse obtenue par un procédé de production ne comprenant pas d’étape de traitement thermique des graines de légumineuse.
[0054] Par « pouvoir gélifiant », on entend la propriété fonctionnelle consistant en l’habilité d’une composition protéique à former un gel ou un réseau, faisant augmenter la viscosité et faisant générer un état de la matière intermédiaire entre les états liquides et solides. On peut également utiliser le terme « force de gel ». Pour quantifier ce pouvoir gélifiant, il est donc nécessaire de générer ce réseau et d’évaluer sa force. Pour effectuer cette quantification, dans la présente invention, on utilise le test A dont la description est la suivante :
1 ) Solubilisation à 60°C+/- 2°C de la composition protéique testée dans de l’eau titrant 15% +/- 2% en matière sèche et à pH 7;
2) Agitation pendant 5 min à 60°C +/- 2°C;
3) Refroidissement à 20°C +/- 2°C et agitation durant 24 heures à 350 tr/min;
4) Mise en œuvre de la suspension dans un rhéomètre à contrainte imposée équipé avec un cylindre concentrique;
5) Mise en œuvre d’un profil de température suivant:
a. Phase 1 : chauffage d’une température de 20°C +/- 2°C à une température de 80°C +/- 2°C en 10 minutes;
b. Phase 2: stabilisation à une température de 80°C +/- 2°C pendant 120 minutes; c. Phase 3: refroidissement d’une température de 80°C +/- 2°C à une température de 20°C +/- 2°C en 30 min
6) Mesure du pouvoir gélifiant exprimé en Pa.
[0055] De manière préférée, les rhéomètres à contrainte imposée est le modèle AR 2000 de TA instruments, équipé d’une géométrie Duvet et d’un système de régulation de température à effet Peltier. Afin d’éviter les problèmes d’évaporation à haute température, de l’huile de paraffine est ajoutée sur les échantillons.
[0056] Un « rhéomètre » au sens de l’invention est un appareil de laboratoire capable de faire des mesures relatives à la rhéologie d’un fluide ou d’un gel. Il applique une force à l’échantillon. Généralement de faible dimension caractéristique (très faible inertie mécanique du rotor), il permet d’étudier fondamentalement les propriétés mécaniques d’un liquide, d’un gel, d’une suspension, d’une pâte, etc., en réponse à une force appliquée.
[0057] Les modèles dits « à contrainte imposée » permettent, en appliquant une sollicitation sinusoïdale (mode oscillation), de déterminer les grandeurs viscoélastiques intrinsèques de la matière, qui dépendent notamment du temps (ou de la vitesse angulaire w) et de la température. En particulier, ce type de rhéomètre permet d’accéder au module complexe G*, permettant lui-même d’avoir accès aux modules G' ou partie élastique et G" ou partie visqueuse.
[0058] Cette composition peut également être caractérisée par un pouvoir émulsifiant optimisé, en ce qu’il est augmenté d’un facteur d’environ 2 par rapport à une composition protéique de légumineuse obtenue par un procédé de production ne comprenant pas d’étape de traitement thermique des graines de légumineuse.
[0059] Par « pouvoir émulsifiant », ou également « capacité émulsifiante », on entend la quantité maximale d’huile pouvant être dispersée dans une solution aqueuse contenant une quantité définie d’émulsifiant avant rupture ou inversion de phase de l’émulsion (Sherman, 1995). Afin de la quantifier, la Demanderesse a développé un test permettant de la quantifier aisément, rapidement et de manière reproductible :
- 0,2g d’échantillon du produit est dispersé dans 20ml d’eau,
- La solution est homogénéisée avec un appareil Ultraturax IKA T25 pendant 30 sec à une vitesse de 9500 rpm,
- Ajout de 20ml d’huile de maïs sous homogénéisation dans les mêmes conditions que l’étape 2 précédente,
- Centrifugation 5 minutes à 3100g,
- Si on obtient une bonne émulsion, on recommence le test au point 1 en augmentant les quantités d’eau et de maïs de 50%,
- Si on obtient une mauvaise émulsion (déphasage), on recommence le test au point 1 en diminuant les quantités d’eau et de maïs de 50%,
- La quantité maximale d’huile (Qmax en ml) pouvant être émulsifiée est ainsi déterminée de manière itérative, - La capacité émulsifiante est donc la quantité maximale d’huile de maïs pouvant être émulsifiée par grammes de produit,
- Capacité émulsifiante = (Qmax / 0,2)*100
[0060] Selon un dernier aspect de l’invention, il est proposé les utilisations industrielles, en particulier alimentaires animales et humaines, de la composition protéique de légumineuse, préférentiellement de l’isolat protéique de légumineuse, choisi entre le pois, le lupin et la féverole, encore plus préférentiellement de l’isolat protéique de pois selon l’invention.
[0061] Comme exemplifié ci-dessous, les compositions protéiques obtenues en pratiquant le procédé selon l’invention peuvent être caractérisées par un profil organoleptique amélioré, une force de gel divisée par au moins un facteur 2 et un pouvoir émulsifiant au moins doublé en comparaison avec des compositions protéiques de légumineuse obtenues sans traitement thermique des graines de légumineuses. Ces caractéristiques sont particulièrement adaptées aux boissons enrichies en protéines telles que les RTD (« Ready To Drink »), les alternatives au lait base végétale ou bien les boissons en poudres à reconstituer ou « Powder-mix ».
[0062] L’amélioration du profil organoleptique est clé pour le consommateur final mais la baisse du pouvoir gélifiant permet également une augmentation de la teneur en protéique sans résulter en une boisson trop épaisse. Enfin, le pouvoir émulsifiant est également susceptible d’intérêt, p.e. afin de stabiliser des acides gras essentiels
[0063] L’invention sera mieux comprise à l’aide des exemples non-limitatifs ci- dessous.
Exemples
[0064] Exemple 1 : Influence des paramètres de chauffage des graines de légumineuse dans la méthode de production de protéine.
[0065] On utilisera pour cet exemple des graines de pois jaunes (Pisum Savitum) nettoyées et débarrassées de corps externes tels que les cailloux. [0066] Plusieurs technologies de traitement thermique sont appliquées à fin comparative :
- Etuve ventilée, 2 à 10 min, 80° à 120°C
- Four micro-ondes, 30 s à 3 min, 1000W
- Autoclave, 5 à 15 min, 100°c à 120°c
[0067] Le procédé d’extraction des protéines et amidon suivant est ensuite appliqué :
- Séparation des fibres externes et des cotylédons de pois
- Broyage des cotylédons de pois à l’aide d’un moulin de pierre
- Mise en suspension de la farine dans de l’eau à 17% de matière sèche (MS), 20°C+/- 2°C et ph de 7 +/- 1
- Agitation pendant 30 min
- Séparation des insolubles (amidon et fibres internes) par centrifugation 1000G 5min,
- Rectification à pH 5 du surnageant
- Chauffage à 55°C pendant 20 min dans un récipient équipé d’une double- enveloppe et d’une agitation,
- Récupération de la composition protéique par centrifugation 5000G 5min
- Rectification du pH à 7 avec NaOH 1 N
- Traitement thermique par injection directe 140°c 10 secondes
- Séchage par atomisation
[0068] On réalise plusieurs mesures pour qualifier et comparer les différents procédés :
- Etat de dénaturation de l’amidon par DSC et mesure de l’enthalpie
- Calcul du rendement (Rdt) de récupération en protéines (Quantité de protéines extraites/quantité de protéines totales).
- Flaveur par dégustation. Cette composante est évaluée à l’aide d’un panel de dégustation organoleptique.
[0069] Les résultats sont présentés dans le tableau 1 suivant : [0070] [Tableau 1]
[0071] Le prétraitement par chauffage à sec, permet d’améliorer la flaveur des protéines obtenues tout en préservant la fonctionnalité de l’amidon et en garantissant le rendement d’extraction des différents composants.
[0072] Exemple 2 : Exemples visant à démontrer l’effet d’un traitement thermique à sec sur la qualité de la composition protéique obtenue.
[0073] Le but de cet exemple est de démontrer l’effet d’un traitement thermique à sec sur la qualité de la composition protéique obtenue.
[0074] - Trois prétraitements des graines sont étudiés :
a. Pas de prétraitement
b. Etuve ventilée 4 min 100°C
c. Etuve ventilée 2 min 120°C
- Séparation des fibres externes et des cotylédons de pois
- Broyage des cotylédons de pois à l’aide d’un moulin de pierre
- Mise en suspension de la farine dans de l’eau à 17% de MS, 20°C +/- 2°C et ph de 7 +/-1
- Agitation pendant 30 min
- Séparation des insolubles (amidon et fibres internes) par centrifugation 1000G 5 min
- Rectification à pH 5 du surnageant
- Chauffage à 55°C pendant 20 min dans un récipient équipé d’une double- enveloppe et d’une agitation
- Récupération de la composition protéique par centrifugation 5000G 5 min
- Rectification du pH à 7 avec NaOH 1 N
- Traitement thermique par injection directe 140°c 10 secondes
- Séchage par atomisation.
[0075] On réalise plusieurs mesures pour qualifier et comparer les différents essais :
- La teneur en matière sèche mesurée par dessication.
- La teneur en protéine calculée en dosant l’azote total et en multipliant le résultat par un coefficient de 6,25)
- Rendement de récupération protéique (quantité de protéine extraite/quantité de protéine totale)
- Activité émulsifiante mesurée par le test développé par la Demanderesse décrit précédemment.
- Force de gel mesurée par le test A tel que décrit précédemment.
[0076] Les résultats sont résumés dans le tableau 2 ci-dessous :
[0077] [Tableau 2]
[0078] Les compositions protéiques selon l’invention possèdent une capacité émulsifiante quasi-doublée et une force de gel réduite.
[0079] La viscosité des compositions protéiques sont mesurées à l’aide d’un rhéomètre TA Instrument AR 2000 équipée d’une géométrie Duvet et d’un système de régulation de température à effet Peltier. La mesure est réalisée à une température de 20°C et à un taux de cisaillement 0.006 à 600s-1 en 3 min.
[0080] La composition protéique selon l’invention réalisée avec une température de 120°C possède également une viscosité plus réduite (figure 1 ).
[0081] Par ailleurs, un procédé similaire au procédé de fabrication de la composition protéique a. (celle obtenue sans prétraitement) est réalisé, en remplaçant le broyage des cotylédons de pois à l’aide d’un moulin à pierre par un broyage humide des cotylédons de pois tel que décrit dans le document WO 2019/053387 à l’exemple 1. Ce broyage consiste en la mise en œuvre des cotylédons de pois dans une solution aqueuse à 80°C, le traitement thermique pendant 3 minutes en maintenant à cette température de ladite solution, la récupération puis le refroidissement à 10°C de ces pois en les plongeant dans de l’eau régulée à 7°C, puis le broyage de ces pois en solution. A l’issue du procédé est obtenue une composition protéique comparative présentant une force de gel qui n’est pas diminuée par rapport au la composition protéique a.

Claims

Revendications
1. Procédé de production d’une composition protéique légumineuse comprenant les étapes suivantes :
i) traitement thermique à sec des graines de légumineuses à une température comprise entre 70 et 130 °C, par exemple entre 80 et 125°C, notamment entre 100°C et 120°C, pendant 1 à 6 minutes, par exemple de 1 ,5 à 5 minutes, notamment de 2 à 4 minutes;
ii) broyage des graines en farine et mise en suspension de la farine dans une solution aqueuse ;
iii) séparation des composants solubles de ladite suspension de préférence par force centrifuge ;
iv) extraction de protéines desdits composants solubles.
2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la farine dans l’étape ii) est mise en suspension aqueuse à une concentration de 15 à 25% en poids de matière sèche, de préférence 20% en poids de matière sèche par rapport au poids de la suspension.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que l’étape iv) d’extraction des protéines comprend l’étape de :
- coagulation des protéines dans une solution aqueuse à un pH compris entre 4 et 6 et traitement thermique de la solution entre 45°C et 65°C, de préférence 55°C.
4. Procédé selon la revendication 3 comprenant en outre les étapes de :
- récupération des protéines coagulées de préférence par centrifugation et mise en suspension des protéines dans une solution aqueuse;
- ajustement du pH de la solution aqueuse de protéines entre 6 et 8, préférentiellement 7;
- traitement thermique de la solution aqueuse de protéine entre 130°C et 150°C, préférentiellement 140°C, pendant 5s à 15s, de préférence 10s.
5. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 comprenant en outre une étape de séchage de la suspension aqueuse des protéines.
6. Procédé de production selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que les graines de légumineuse sont choisies parmi le pois, le lupin et la féverole.
7. Procédé de production selon la revendication 6 caractérisé en ce que les graines de légumineuse sont des graines de pois.
8. Composition protéique de légumineuse susceptible d’être obtenue selon un procédé de production selon l’une quelconque des revendications 1 à 7.
9. Utilisation d’une protéine légumineuse selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 dans la fabrication d’aliments.
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