FR2482426A1 - Procede de preparation d'un succedane de blanc d'oeuf a base de proteine de soja - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE PREPARATION D'UN SUCCEDANE DE BLANC D'OEUF A BASE DE PROTEINE DE SOJA. ON EXTRAIT UNE MATIERE A BASE DE FEVES DE SOJA DEGRAISSEES A UN PH COMPRIS ENTRE ENVIRON 6 ET 10,5, ON SEPARE, ON SOUMET LE PRODUIT SURNAGEANT A UNE OU PLUSIEURS ULTRAFILTRATIONS ET ON EFFECTUE L'HYDROLYSE PROTEOLYTIQUE DU PRODUIT SURNAGEANT OU D'UNE FRACTION DE CE DERNIER A UN DEGRE D'HYDROLYSE COMPRIS ENTRE 1 ET 8. L'INVENTION EST UTILISEE DANS LA FABRICATION DES PRODUITS ALIMENTAIRES ET DES PRODUITS DE CONFISERIE (NOTAMMENT LES MERINGUES) EN LEUR CONFERANT UNE BONNE VALEUR NUTRITIVE SANS AMERTUME.

Description

Procédé de préparation d'un succédané de blanc d'oeuf

à base de protéine de soja.

La présente invention concerne un succédané de blanc d'oeuf qui est un dérivé de protéine ayant des propriétés de fouettage ou dtémulsification et que l'on peut préparer par traitement d'un substrat de protéine de soja avec une enzyme protéolytique;

l'invention concerne également un procédé de prépa-

ration de ce succédané de blanc d'oeuf.

Un succédané de blanc d'oeuf peut être utili-

sé dans une large gamme de matières nutritives, ainsi

que dans des produits de confiserie tels que les me-

ringues (dont la nature permet de les caractériser comme stimulants). Lors du choix de ces succédanés de blanc d'oeuf, deux facteurs principaux doivent être pris en considération: le succédané de blanc d'oeuf a-t-il ou non une valeur nutritive et le degré d'aptitude au fouettage ou à l'émulsification propre au dérivé de protéine ? C'est ainsi qu'un dérivé de protéine qui est un produit d'isolation de soja précipité à l'acide

avec hydrolyse enzymatique, est décrit dans "Functio-

nality and Protein Structure", ACS Symposium 92, 1979, pages 125 à 146 (J. Adler-Nissen et H. Sejr Olsen,'"he

influence of Peptide Chain Length on Taste and Functional Proper-

ties of Enzymatically Modified Soy Protein"'); d'après cette réfé-

rence de la littérature,il apparaît que l'on a préparé une série d'hydrolysats de protéine de soja précipitée à l'acide en utilisant différentes enzymes et en adoptant différents degrés d'hydrolyse; on a ainsi découvert que les propriétés de fouettage et diémulsification de ces hydrolysats de protéine de soja étaient optimales lorsque le degré d'hydrolyse se situe dans un certain intervalle. L'aptitude au fouettage et à l'émulsification de ces hydrolysats de protéine de soja est bonne, mais des améliorations

peuvent encore y être apportées.

De même, on connaît des dérivés de protéine de soja ayant dexcellentes propriétés de fouettage,

mais ces dérivés ne possèdent pas une valeur nutriti-

ve suffisante et ils peuvent même avoir un goût amer, limitant ainsi leur application dans des formulations de produits alimentaires (voir, par exemple, "IJ. Am. Oil Chemistst Soc.", mars 1979, volume 56, pages 345

à 349)-

Dès lors, il est nécessaire de trouver un suc-

cédané de blanc d'oeuf à base de protéine de soja, ce succédané de blanc d'oeuf devant avoir à la fois une excellente aptitude au fouettage ou à l'émulsification, ainsi qu'une bonne valeur nutritive, tout en étant

également dépourvu d'amertume.

Suivant le premier aspect de la présente in-

vention, on prévoit un procédé de préparation d'un succédané de blanc d'oeuf à base de protéine de soja,

ce procédé comprenant les étapes consistant à extrai-

re une matière à base de fèves de soja dégraissées,

avec un milieu aqueux à un pH se situant entre envi-

ron 6 et environ 10,5, puis séparer la matière solide du produit surnageant et ensuite soumettre ce dernier à une ou plusieurs ultrafiltrations de telle sorte que ce produit surnageant ou une fraction de ce dernier soit soumis à une hydrolyse protéolytique à un degré d'hydrolyse se situant dans l'intervalle allant de 1 à 8, l'activité protéolytique étant ensuite inactivée

après l'hydrolyse protéolytique.

Après l'extraction, le produit surnageant contient normalement la majeure partie de la protéine que renferme la matière première, à savoir la matière à base de fèves de soja dégraissées. Toutefois, cette

matière à base de fèves de soja dégraissées peut éga-

lement faire office de matière première si elle est soumise à un traitement préalable de façon à extraire moins de 50% de la protéine intervenant dans cette

matière.

L'expression "produit surnageant ou une frac-

tion de ce dernier" peut englober les matières sui-

vantes:

1) le mélange d'extraction avant la sépara-

tion du produit surnageant.

2) Le produit surnageant après extraction et

avant ultrafiltration.

3) Le produit retenu de la première ultra-

filtration avant de le soumettre à une deuxième ul-

trafiltration.

4) Le produit retenu de la dernière ultra-

filtration.

De façon étonnante, on a constaté que le suc-

cédané de blanc d'oeuf préparé conformément à l'in-

vention satisfaisait pleinement aux besoins indiqués ci-dessus. Plus spécifiquement, on a trouvé qu'un

succédané de blanc d'oeuf suivant l'invention possé-

dait une haute aptitude au fouettage ou à 1'émulsifi-

cation à un pH d'environ 4. Cette propriété est par-

ticulièrement intéressante compte tenu du fait que

bon nombre de produits protéiques naturels ou disponi-

bles dans le commerce ont une aptitude médiocre au fouettage ou à ltémulsification à un pH d'environ 4; on se référera à Eldridge, A.C. et al., "Stable Foams from Unhydrolyzed Soy Bean Proteins"X Food Technology 17 (12) 120-123 (1963). De même, de façon étonnante, on a trouvé que le succédané de blanc d'oeuf obtenu conformément à 1 tinvention possédait une excellente aptitude au durcissement thermique du fait qu'il se

coagule sous l'effet de la chaleur.

Dans la présente spécification et les revendi-

cations ci-après, l'expression "tultrafiltration" englo-

be non seulement llultrafiltration proprement dite,

mais également des ultrafiltrations modifiées, en par-

ticulier, une diafiltrationo Un procédé analogue à celui de la présente invention, mais dans lequel on ne procède pas à une

hydrolyse enzymatique, est décrit dans Lebensm.-Wiss.

u. Technol., 11, 57-64 (1978), "Continuous Pilot Plant Production of Bean Protein by Extraction, Centrifuga- tion, Ultrafiltration, and Spraydrying" par Hans Sejr

Olsen; dans cette référence, on décrit, en particu-

lier, une ultrafiltration pour des protéines de fèves de soja, de même que pour des protéines de fèves de

faba concernant la purification optimale de la matiè-

re protéique.

Le produit de rétention isolé et partielle-

ment hydrolysé obtenu par le procédé de la présente invention possède une haute valeur nutritive et, de façon étonnante, on a trouvé qu'il avait une aptitude

extrêmement élevée au fouettage et à l'émulsification.

Dans une forme de réalisation préférée du pro-

cédé suivant l'invention, on effectue la ou les ul-

trafiltrations au moyen d'une membrane ayant une va-

leur nominale d'élimination pour les poids moléculai-

res se situant entre environ 1.000 et environ 30.000.

La définition de la valeur nominale d'élimination pour les poids moléculaires (dont il est question dans la

présente spécification et les revendications ci-après)

est donnée dans "Amicon Technical Data", publication n 435V ("Amicon Ltd. ", 57 Queens Road, High Wycombe, Buckinghamshire, Grande-Bretagne), page 3: "Le degré

d'élimination désigne le poids moléculaire (d'un solu-

té globulaire) auquel la membrane exerce un rejet de

90%"l.

Les valeurs critiques précitées d'élimination pour les poids moléculaires de 1.000 ou de 30.000 sont nécessairement d'une nature approximative. En

premier lieu, une membrane rejetant pratiquement tou-

tes les molécules ramifiées ou globulaires d'un poids moléculaire se situant au-delà de 1.000 ou de 30.000 - ne rejette pas nécessairement dans la même mesure les

molécules à chaîne droite d8un poids moléculaire supé-

rieur à 1.000 ou 30.000. En deuxième lieu, une mem-

brane qui, au cours de la phase initiale de l'ultra-

filtration, ne rejette pas les molécules d'un poids moléculaire supérieur à 1.000 ou 30.000, peut rejeter

ultérieurement ces molécules par suite de la forma-

tion d'un gâteau sur sa surface.

On peut utiliser n'importe quelle enzyme pro-

téolytique pouvant donner un degré d'hydrolyse se situant entre 1 et 8; toutefois, la trypsine n'est pas le choix le meilleur car elle n'est active que si elle est ajoutée en excès par rapport à l'inhibiteur

de trypsidation du soja.

Dans une forme de réalisation préférée du pro-

cédé suivant l'invention, on soumet le produit surna-

geant à l'hydrolyse avant d'en séparer la matière so-

lide. Dans une autre forme de réalisation préférée du procédé suivant ltinvention, on soumet la matière à base de fèves de soja dégraissées à une extraction

avec de l'eau du robinet neutre à laquelle on a ajou-

té une base pour atteindre un pH d'environ 8e Dans une autre forme de réalisation préférée encore du procédé suivant l'invention> le rapport

entre le poids du milieu aqueux utilisé pour lBextrac-

tion et le poids de la matière à base de fèves de

soja dégraissées, c'est-à-dire le rapport d'extrac-

tion, est choisi de telle sorte que l'on ait: <pids du milieu aquux<2

< 22 <20

poids de la matière à base de fèves de soja Si le rapport d'extraction cidessus a une valeur supérieure. 20, la concentration des sels dans ltexI'raite de mile que la concentration ionique

ont tendance à être à ce point faibles que les protéi-

nes de soja, qui sont des protéines de globuline, ne peuvent être solubilisées complètement, si bien que le rendement d'extraction devient trop faible. Si le rapport d'extraction ci-dessus a une valeur inférieure à 5, l'extrait est difficile à traiter et le rendement de cet extrait est faible si l'on utilise une centrifugeuse pour la séparation. De plus, une fraction désavantageusement faible des composés à

bas poids moléculaire passe dans le produit de perméa-

tion. Toutefois, en maintenant le rapport d'extrac-

tion entre les deux limites précitées, on peut obte-

nir un produit dans lequel on a: proportion de pro-

téine/teneur totale en matière sèche > 85/100, la

protéine étant calculée en N x 6,25.

Dans une forme de réalisation préférée du pro-

cédé suivant l'invention, on sépare la matière solide du produit surnageant au moyen d'un décanteur, lequel

est suivi d'une centrifugeuse éjectant les solides.

C'est là une méthode efficace et peu coûteuse pour

effectuer une séparation.

Dans une autre forme de réalisation préférée du procédé suivant l'invention$ on soumet le produit surnageant à une ultrafiltration, puis on effectue une diafiltration de telle sorte que la teneur finale

en matière sèche soit supérieure à 90%.

Dans une forme de réalisation préférée du procédé suivant l'invention, on effectue la ou les ultrafiltrations à une température se situant entre

la température ambiante et environ 600C, de préfé-

rence, à une température d'environ 500C.

Dans une forme de réalisation préférée du pro-

cédé suivant l'invention, on effectue l'hydrolyse pro-

téolytique en ajoutant une enzyme protéolytique micro-

bienne de qualité pour produits alimentaires. Parmi ces enzymes, on peut mentionner, par exemple, la

2482426-

"NEUTRASEtl (obtenue au moyen du micro-organisme B. sub-

tilis) et 1'"ALCALASE", ces enzymes étant fabriquées par "NOVO INDUSTRI A/S". Il est entendu que, dans le

procédé suivant l'invention, on peut utiliser des dé-

rivés de ces enzymes, en particulier, des enzymes pro- téolytiques déstabilisées conmme décrit dans la demande

de brevet danois n 2.674/80 déposée le 23 juin 1980.

Dans une forme de réalisation préférée du pro-

cédé suivant l'invention, on effectue l'hydrolyse pro-

téolytique en ajoutant une protéase bactérienne obte-

nue au moyen de B. licheniformis. Un exemple préféré

de cette enzyme protéolytique est le produit commer-

cial "ALCALASE" (marque commerciale déposée) (subtili-

sine Carlsberg), fabriquée par "NOVO INDUSTRI A/S".

Cette enzyme est à même de scinder la chaîne protéi-

que avec des taux d'hydrolyse à ce point élevés que le degré d'hydrolyse minimum est généralement atteint

rapidement. Il est préférable d'effectuer l'hydroly-

se protéolytique avec une activité enzymatique d'au moins 5 unités Anson/kg de protéine. Si l'on utilise

une activité inférieure, le temps d'hydrolyse est nor-

malement beaucoup trop long et une putréfaction est susceptible de se produire. Les unités d'activité enzymatique dont il a été fait mention cidessus en termes d'unités Anson, sont déterminées conformément au procédé modifié dtAnson décrit dans "Novo Enzyme Information IB 058e-GB" (la méthode originale d'Anson est décrite dans "Journal of General Physiology", 22,

79-89 (1939)). Une des préparations enzymatiques uti-

lisées dans les exemples cidaprès est 1"ALCALASE

0,6 L' (marque commerciale déposée) qui est une pré-

paration liquide d'une activité protéolytique de 0,6 unité Anson/g de préparations

Dans une forme de réalisation préférée du pro-

c5 cdé suivant l'invention, on effectue lshydrolyse prot olytique en ajoutant une protéase bactérienne

obtenue au moyen de B. licheniformis et ensuite acy-

lée au moyen d'un agent diacylation comme décrit dans la demande de brevet danois n0 2674/80. De la sorte,

on peut effectuer l'inactivation de l'enzyme protéo-

lytique dans des conditions très modérées qui ne

dénaturent nullement la protéine, comme décrit en dé-

tail dans la demande de brevet danois n0 2674/80.

En outre, il est préférable que la concentra-

tion du substrat (protéine) soit d'au moins 2,5% en poids/poids, permettant ainsi d'utiliser au mieux

l'enzyme. -

Selon une caractéristique avantageuse, dans le procédé suivant l'invention, on effectue l'hydrolyse protéolytique à un degré d'hydrolyse se situant dans

- l'intervalle allant de 3 à 8.

De préférence, on effectue l'inactivation en réglant le pH avec un acide, de préférence, l'acide chlorhydrique, jusqu'à une valeur inférieure d'au moins 2 unités de pH à la valeur optimale de 1tenzyme

protéolytique utilisée pour effectuer l'hydrolyse par-

tielle, tout en maintenant ce pH pendant au moins 30

minutes à 500C. Après ce traitement, l'activité pro-

téolytique est complètement inactivée, tandis que le pH du produit surnageant ou de la fraction du produit surnageant ainsi traité peut à nouveau être réglé à

peu près à la neutralité.

Dans une forme de réalisation préférée du procédé suivant l'invention, on sépare le mélange

d'hydrolyse inactivé en un produit surnageant conte-

nant la fraction principale de la protéine de soja et une phase solide, cette séparation étant effectuée,

de préférence, au moyen d'une centrifugeuse.

Il est préférable d'effectuer deux ultrafil-

trations, l'hydrolyse protéolytique étant effectuée sur le produit de rétention provenant de la première

ultrafiltration. Le produit de rétention partielle-

ment hydrolysé et n'ayant aucune activité protéolyti-

que est avantageusement isolé sous forme solide, On peut effectuer l'isolation du produit de rétention partiellement hydrolysé en procédant à un séchage par pulvérisation. Suivant le deuxième aspect de la présente

invention, on prévoit un agent de fouettage ou d'émul-

sification obtenu par le procédé constituant le pre-

mier aspect de la présente invention.

Dans la présente spécification et les revendi-

cations ci-après, l'expression "matière à base de soja dégraissé" englobe généralement la farine de fèves de

soja dégraissées, les flocons de fèves de soja dégrais-

sées, les flocons blancs ou des matières analogues.

Le pH adopté au cours de l'extraction, ctest-

à-dire un pH se situant dans leintervalle allant d'en-

viron 6 à environ 10,5, est bien supérieur au pH de

4,5 (point isoélectrique de la majeure partie des pro-

téines de soja) auquel pratiquement toutes les protéi-

nes de soja entrent normalement en solution au cours de l'extraction si la matière première n'a pas été soumise à un traitement thermique ou si elle contient

une protéine dénaturée.

La membrane de loin préférée pour la ou les ultrafiltrations est une membrane du type "GR6-P' de "De Danske Sukkerfabrikker A/S" comme on l'indiquera dans les exemples 2 à 4 ci-après. Grâce à cette membrane, on peut effectuer des ultrafiltrations à 500C, soit la température d8ultrafiltration préférée;

de même cette membrane peut être nettoyée convenable-

ment avant sa réutilisation et ce, sans subir aucun effet préjudiciable. De plus, cette membrane est

stable et possède une valeur d'élimination appropriée-

pour les poids moléculaires après une courte période initiale de formation de gâteau dans les limites L'environ 1.O0 àa environ 300000 Enfin, en utilis sant cette membrane, on peut obtenir un hydrolysat

qui, après transformation en mousse, possède une sta-

bilité extrêmement élevée, de même que des meringues

ayant une densité et une texture très proches de cel-

les de meringues à base de blanc d'oeuf.

Le degré d'hydrolyse est défini par l'équa-

tion suivante: Degré Nombre de liaisons peptide d'hydro- - clivées x 100% Nombre total de liaisons x lyse peptide

On se référera à J. Adler-Nissen, "J. Agric.

Food Chem.", volume 24, N 6 (1976), pages 1090-1093

o l'on donne une description plus détaillée de la

définition du degré d'hydrolyse.

Le nombre de liaisons peptide clivées peut être mesuré par le procédé au "TNBS". Le procédé au "TNBS" est décrit par J. Adler-Nissen, "Determination

of the Degree of Hydrolysis of Food Protein Hydroly-

zates by Trinitrobenzenesulfonic Acid" (= détermina-

tion du degré d'hydrolyse d'hydrolysats de protéines

pour produits alimentaires par l'acide trinitrobenzè-

ne-sulfonique), "J. Agric. Food Chem.", volume 27,

n 6, 1256-1262 (1979).

On peut également déterminer le degré d'hy-

drolyse si l'on suit le déroulement de l'hydrolyse

par le procédé au "pH-STAT" comme décrit par C.F.

Jacobsen, J. Léonis, K. Linderstrom-Lang, M. Ottesen,

"t'The pH-STAT and its use in Biochemistry" (= le pH-

STAT et son utilisation en biochimie) par D. Glick (édit.), "Methods of Biochemical Analysis", volume IV, pages 171-210, Interscience Publishers Inc., New York (1957). A cet égard, on se référera à la

figure 1 des dessins annexés qui illustre un graphi-

que du degré d'hydrolyse en fonction du temps pour

le procédé de la présente invention (protéine natu-

relle) et pour une protéine précipitée à l'acide (dénaturée). D'après l'exposé ci-dessus, il apparaît que le degré d'hydrolyse joue un rôle important dans la présente invention puisqu'aussi bien l'hydrolyse est contrôlée au moyen du degré d'hydrolyse: ce n'est que lorsque le degré d'hydrolyse a atteint une valeur critique que l'hydrolyse doit être arrêtée. Le degré

d'hydrolyse est, pour ainsi dire, le paramètre prin-

cipal de l'hydrolyse. Si le degré d'hydrolyse est trop élevé, on obtient des produits d'un goût amer;

si ce degré d'hydrolyse est trop faible, on n'ob-

tient aucune amélioration importante des propriétés de fouettage et d'émulsification. A cet égard, on se

référera à la figure 2 des dessins annexés qui illus-

tre un graphique de l'aptitude au fouettage en fonc-

tion du degré d'hydrolyse.

On mesure l'aptitude à l'émulsification et

l'expansion due au fouettage comme décrit dans llar-

ticle précité de "IACS Symposium" 92 (pages 129-130e "Emulsifying Capacity" et "Whipping Expansion"), avec cette exception que le pH de la dispersion de protéine est réglé à 4 et 7 respectivement e La stabilité de la mousse- doit être mesurée de la manière suivante: on transfère B grammes de mousse dans un cylindre en matière plastique d'un diamètre de 7 cm et d'une hauteur de 9 cm, le fond de ce cylindre étant garni d'une toile métallique à mailles de 1 mm x 1 mm, On place ce cylindre sur un entonnoir comportant un tube de sortie d8un diamètre de 1 cm et l'on installe cet entonnoir au-dessus d'un

cylindre gradué (00 ml). On abandonne tout l'agré-

gat pendant 30 minutes à la température ambiante, après quoi on détermine le poids du liquide qui suest écoulé dans le cylindre gradué (A grammes), La star $ bilité de la mousse (en %) est définie par la formule suivante Stabilité de la mousse B - A x lOO0o On évalue les propriétés de cuisson d'une pâte à meringues comme décrit ci-après. On ajoute g de saccharose à 100 ml (contenant 12% en poids/ poids de (N x 6,25)) de l'agent de fouettage ou dtémulsification obtenu conformément à l'invention et

ayant un pH de 7. On solubilise complètement le sac-

charose en agitant doucement à la température ambian-

te. Ensuite, on fouette la solution à la vitesse III

(259 tours/minute) pendant 10 minutes dans un mélan-

geur de Hobart (modèle N-50) en utilisant un fouet en fil métallique. Immédiatement après, au moyen d'une seringue, on transfère dix échantillons de 10 ml de la mousse sur un plateau en aluminium en dix endroits séparés. On effectue la cuisson à 1300C

pendant une heure. Après refroidissement à la tempé-

rature ambiante, on détermine le poids et le volume

total des meringues et l'on calcule la densité appa-

rente.

Les exemples ci-après qui illustrent la pré-

sente invention, font ressortir la supériorité de

* l'aptitude au fouettage et de la stabilité de la mous-

se du succédané de blanc d'oeuf préparé par le pro-

cédé suivant l'invention comparativement à l'aptitude

au fouettage et à la stabilité de la mousse d'un suc-

cédané de blanc d'oeuf connu correspondant préparé à partir d'un produit d'isolation de soja précipité

à l'acide. De même, les exemples suivants font res-

sortir la supériorité des -propriétés de cuisson de mélanges contenant les succédanés de blanc d'oeuf suivant leinvention comparativement aux propriétés de cuisson des mélanges contenant des succédanés de blanc d'oeuf connus. Le succédané de blanc d'oeuf suivant l'invention possède également d'excellentes

propriétés d'émulsification.

Exemnple i On prépare un produit d'isolation de protéine

de soja à partir de farine de soja blanche et dégrais-

sée ("Aarhus Oliefabrik A/S") par le procédé d'ultra-

filtration décrit par Hans Sejr Olsen dans "Lebensm.-

Wiss, u Technol." 11, 57-64 (1978). On prépare une série d'hydrolysats enzymatiques exactement comme décrit dans l'article déjà cité de "ACS Symposium Series" 92 (page 127). Cette série est constituée d'hydrolysats ayant des degrés d'hydrolyse de 0%

(non traités aux enzymes, en dehors du cadre de l'in-

vention), de 1%, de 2%, de 3%o de 4% et de 6% (les hydrolysats de 1% t degré d'hydrolyse & 6% étant des hydrolysats traités aux enzymes conformément à la présente invention). Dans la figure 2 des dessins

annexés, les expansions dues au fouettage sont indi-

quées en fonction du degré d'hydrolyse à la fois pour la protéine précipitée à luacide (résultats repris

dans la référence précitée de IACSI") et pour la pro-

téine soumise à une ultrafiltration, que l'on prépare

conmme indiqué ci-dessus.

On examine lexpansion due au fouettage en

fonction du pH pour l'hydrolysat d'lun degré d'hydro-

lyse de 6% du produit dUisolation de protéine de soja

que lion a soumis à une ultrafiltration 5 les résul-

tats obtenus sont repris dans la figure 3 des dessins

annexés, cette figure démontrant l'expansion supé-

rieure due au fou-ettage à un pH de 40

Exemples 2 à 4

Pour plus de concision et afin de donner une

meilleure vue d'ensemble, on décrira les trois exem-

ples ci-après effectués dans des installations pilo-

tes principalement sous forme de tableaux de marche

et de tableaux de résultats démontrant trois procé-

3 9 alés de préparation suivant luinvention, ainsi que Les ré-sultat o'tentnl en termes de propriétés de fouettage. Dans ces trois exemples, on a utilisé le même type d'équipement, à savoir:

Centrifugeuse: centrifugeuse "Westfalia SB 071" éjec-

tant les solides. Appareil d'ultrafiltration: module DDS 35 ayant une

surface de membrane de 2,5 m2. Mem-

brane de type "GR6-P" de "De Danske

Sukkerfabrikker A/S".

Matière première: farine de soja blanche et dégrais-

sée ("Aarhus Oliefabrik A/S"1).

Enzyme: "ALCALASE 0,6 L" (marque commerciale déposée),

fabriquée par "NOVO Industri A/S").

Dans les exemples 2 à 4, on effectue toutes les hydrolyses avec une activité protéolytique de 12 unités Anson/kg de protéine. Dans les exemples 2 et 4, on extrait 11,5 kg de farine de soja blanche dégraissée à un pH de 8 en utilisant 108,5 litres d'eau. De même, dans tous les exemples ci-après, on utilise uniquement 150 ml de solution de protéine pour déterminer l'expansion due au fouettage et ce, en raison de l'expansion incroyablement élevée des

hydrolysats de protéines sous lteffet du fouettage.

En vue d'établir une comparaison avec les procédés de la technique antérieure, les tableaux des

exemples ci-après donnent également les résultats ob-

tenus avec des protéines sans hydrolyse et avec des protéines précipitées à l'acide et hydrolysées à un degré de 3%, afin de démontrer les caractéristiques

supérieures de l'hydrolysat de protéine préparé con-

formément à l'invention.

Exemple 2

On effectue la préparation en installation

pilote conformément au tableau de marche 1. Les ré-

sultats repris dans le tableau 1 concernant le fouet-

-15 tage démontrent l'effet de ce procédé de préparation

suivant 1 invention.

TABLEAU 1

On constate que le produit préparé à l'exem-

ple 2 possède des propriétés de cuisson analogues à

celles du blanc d'oeuf lorsqu'on l'utilise comme suc-

cédané de blanc d'oeuf dans une pâte à meringues.

Le tableau 2 ci-après donne les résultats des mesures

de densité basées sur des meringues légères consti-

tuées de chacune des trois protéines indiquées dans le tableau 1" ainsi cque sur des meringues préparées

avec du blanc d9oeuf frais.

Protéine Expansion due Stabilité de la au fouettage mousse pH = 4 pH = 7 pH = 4 pH = 7 Exemple 2 1.900 833 100 20,3 Sans hydrolyse

(produit d'isola-

tion de protéine de soja soumis à 833 433 48,4 O

une ultrafiltra-

tion) Précipitée à

l'acide et hydro-

lysée à un degré 900 833 47,8 0O de 3%

TABLEAU 2

En outre, l'arôme des meringues préparées conformément à l'invention était très doux et l'on n'a pu détecter aucune amertume, ni aucun goût de fève. Protéine Densité des + écart type meringues (g/cm3) Exemple 2 0,11 + 0,01 Sans hydrolyse (produit d'isolation de protéine de soja soumis à une 0,15 + 0,01 ultrafiltration) Précipitée à l'acide et hydrolysée à un degré 0,30+ 0,02 de 3% Blanc d'oeuf O,12 0,01 Tableau de marche 1 Farine de soja blanche dégraissée (52,4% (N x 6,25)) l 115 kg Eau 108J5 kg NaOH Alcalase 0 6 L, NaOH HCl concentré) NaOH Mélange, chauffage à 500C et[ (réglage du pH à 8 Hydrolyse enzymatique à un pH de 8 et à 50 C; degré d'hydrolyse: 6%. Temps d'hydrolyse: 75 minutes Inactivation à un pH de 4 à 50?C et réglage du pH à 7 Centrifugation à 50 C à un pH de 7 Produit de centrifugation 85 1 Ultrafiltration à 50 3 kp/cm2 Produit de rétention I 20 1 Diafiltration à 50 C, 3 kp/cm2 Produit de rétention II Solides,, Produit de perméation I% 1 Produit de perméation II 1 1 [ q.oph.l satonI ELyo)philisation Dans ce tableau de marche et dans les suivants,

les chiffres repris entre parenthèses sont les résul-

Eau 1

tats de l'analyse.

Exemple 3

On effectue la préparation en installation pilote conformément au tableau de marche 2. Les résultats du fouettage sont indiqués dans le tableau 3, tandis que le tableau 4 donne les résultats de cuisson.

TABLEAU 3

Protéine Expansion due Stabilité de au fouettage la monsse pH=4 pWI=7 pH=4 PH=7 Exemple 3 1.817 1317 92,8 50

Sans hydrolyse (pro-

duit d'isolation de protéine de soja 833 433 48,4 0

soumis à une ultra-

filtration)

Précipitée à l'aci-

de et hydrolysée à 900 833 47,B 0 un degré de 3%

TABLEAU 4

Protéine Densité des + écart type meringues (g/cm3) Exemple 3 0,096 + 0, 004 Sans hydrolyse (produit d'isolation de protéine de soja soumis à une 0,15 + 0,01 ultrafiltration) Précipitée à l'acide et hydrolysée à un degré de 3% 0,30 + 0,02 Blanc d'oeuf 0,12 t 0,01 s Tableau de marc Eau 108,5 kg the 2 Farine de soja blanche et dégraissée (52,4% (N x 6,25)) 11, 5 kg Extraction à un pH de 6,5 (10-20 C) pendant 30 minutes Centrifugation I Solides I Alcalase 0,6 1 NaOH Hydrolyse enzymatique à un pH de 8 et à 50 C

Degré d'hydrolyse: 6%.

Temps d'hydrolyse: 90 minute HC1 concentre NaOH 1_ Centrifugation II Produit de

centrifuga-

tion II Ultrafiltration I à 3 kp/cm2 Produit de rétention I 5,9 kg ILyophilisation Solides II Produit de perméation

I >

1 Inactivation à un pH de 4 et la 50 C et réglage du pH à 7 3o

Exemple 4

On effectue la préparation en installation

pilote conformément au tableau de marche 3. Les ré-

sultats du fouettage sont repris dans le tableau 5, tandis que le tableau 6 donne les résultats de cuis- son.

TABLEAU 5

Protéine Expansion due Stabilité de au fouettage la mousse

% (%..,

pH-4 pH=7 pH=4 pH=7 Exemple 4 2.066 2,484 100 69,2

Sans hydrolyse (pro-

duit d'isolation de protéine de soja 833 433 48,4 0

soumis à une ultra-

filtration)

Précipitée à l'aci-

de et hydrolysée à 900 833 47,8 0O un degré de 3%

TABLEAU 6

Protéine Densité des + écart type meringues 5.. ( /cm3) Exemple 4 0,17 + 0,02 Sans hydrolyse (produit d'isolation de protéine 0,15 + 0,01 de soja soumis à une ultrafiltration) Précipitée à l'acide et hydrolysée à un 0, 30 + 0,02 degré de 3% Blanc d'oeuf 0,12 + 0,01 Tableau de marche 3 Eau

108,5 1

Farine de soja blanche et dégraissée 11,5 kg =>Extraction à un pH de 8 [(10-20*C) pendant 30 minutes e__ t_ Centrifugation I à environ Solides c -_ _ Produit de

centrifuga-

tion I 4e Ultrafiltration I à C et à 3 kp/cm2 Produit de rétention I 20 1 Diafiltration II à OOC et à 3 kp/cm2 Produit de rétention II Alcalase 0, 6 LOH NaOH

HCl concentré.

NaOH

11,5 1

L Hydrolyse enzymatique à un pH de 8 et à 50 C. Degré d'hydrolyse: 6%. Temps

dthydrolyse: 105 minutes.

Concentration en protéine:

8% - -.1-- O

Inactivation à un pH de 4 et à 50 C et réglage du pH à 7 Centrifugation Il ' Produit de Produit de | centrifugationj Il 124 Produit de perméation 1> 57 1 Produit de ermation II 8,5 z Solides II I Eau 1 Fau Produit

de per-

méation III 22 1 Ultrafiltration III à 50 C et à 3 kp/cm2 Produit de rétention III 6,5 1 | Lyophilisation 10.

Exemples 5 à 8

On effectue les quatre exemples ci-après en installation pilote (5 à 8) conformément au tableau

de marche 4 ci-dessous.

Tableau de marche 4 Farine de soja ou flocons $blancs de soja Eau NaOH __ *'1 Extraction à un pH de 8 (10-20 C) pendant 30 minutes Centrifugation I Produit de

centrifuga-

tion I w f Ultrafiltration I à 50 C Produit de et à 1-3 kp/cm2 perméation IA Produit de rétention I " V Hydrolyse enzymatique dans le pH-STAT degré d'hydrolyse: 5-6% à 5% (N x 6,25) - Solides I1 NaOH Eau Enzyme I _ ç HC1 concentr s Inactivation à un pH de 4 NaOH et à 50 C. Réglage du pH à 7 I Centrifugation II solides II Produit de

centrifuga-

tion II Ultrafiltration Il à 500C et à 1-3 kp/cm2 Produit de perméation I| rétention I e rétention IX ! Séchage par pulvérisation Pour plus de concision et afin de donner une meilleure vue d'ensemble5 on décrira les exemples principalement par des tableaux illustrant quatre préparations effectuées conformément au tableau de

marche 4 ci-dessus, mais en apportant des modifica-

tions suivant les caractéristiques opératoires sui-

vantes: a. Fabricant de farine de soja ou de flocons blancs.

b. Centrifugeuses.

c. Type de modules d8ultrafiltration.

d. Type de membranes concernant la valeur

dlélimination.

e. Type d'enzyme.

Dans les exemples 5 à 8, on effectue toutes les hydrolyses avec une activité protéolytique de 18 unités Anson/kg de protéine. Dans les exemples 5 a 8. on e:xtrait 50 kg de farine de soja dégraissée

a n pH de 8 en utilisant 500 litres dueau.

Suivant ce tableau de marche, on utilise la centrifugeuse à éjection de solides "Westfalia SBO7" (en abrégé:"Westfalia") et le décanteur type "'NX-314" de "Alfa Laval" (en abrégé:"Alfa Laval") de la manière suivante: Centrifugation I: soit Westfalia, soit Alfa Lavail

puis Westfalia.

Centrifugation II: Westfalia.

On effectue le séchage par pulvérisation dans une installation de type "S12" de "Niro Atomizer" en utilisant une roue dlatomisation; la température d'admission de l'air est de 180 C maximum, tandis que

la température de sortie est de 90 C maximum.

Exemple 5

Les caractéristiques relatives au procédé sont

indiquées dans le tableau 7 ci-après.

TABLEAU 7

Matière première de soja Farine de soja blanche

dégraissée ("Aarhus Olie-

fabrik") Module dtultrafiltration ROMICON-fibres creuses (Alfa-Laval) Surface de membrane: 4,8 m2 Membrane Type PM30 Valeur d'élimination:

30.000

Enzyme ALCALASE 0,6 L (marque commerciale déposée) Le tableau 8 donne la masse et les volumes des phases obtenues lors des différentes opérations. On

extrait 50 kg de farine de soja en utilisant 500 li-

tres d'eau à un pH de 8.

TABLEAU 8

Le tableau 9 donne les résultats de fouettage et de cuisson. On peut effectuer des comparaisons

avec les résultats de fouettage et de cuisson indi-

qués pour les exemples 2e 3 et 4.

TABLEAU 9

Phases Masse (kg et volume (1)

Produit de centrifuga-

tion I 330 1

Solides I 251 kg-

Produit de rétention I 41 1 Produit de perméation I 299 1 Produit de centrifugation

II 130 1

Solides II 29 kg Produit de rétention II 27 1 Produit de perméation II 103 1 pH = 4,0 1.567% Expansion due au fouettage P = 7,0 1.233% Stabilité de la mousse p = 4,0 100% pH = 7,0 1% Densité des meringues 0,08./cm3 0,01

Densité des meringues 0,03 g/cm3 0901.

Exemple 6

TABLEAU 10

Matière première de soja Flocons blancs 90 de "Cargill" Centrifugation Décanteur NX 314 au cours de l'extraction Ultrafiltration ROMICON-fibres creuses (jlfa-Laval) surface de membrane: 4,8 m2 Membrane Type PM30 valeur d'élimination.:

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 30.000

Enzyme "ALCALASE 0,6 LU (marque ___________ commerciale déposée) On extrait 60 kg de flocons blancs & soja en

utilisant 600 litres d'eau à un pH de 8.

TABLEAU 11

Phases Masse (kg) ou volume (1) Produit de centrifugation I (décanteur) 560 1 Solides I (décanteur) 103 kg Produit de centrifugation I (centrifugeuse) 450 kg Solides I (centrifugeuse) 118 kg Produit de rétention I 50 1 Produit de perméation I 440 1 Produit'de centrifugation II 140 1 Solides II 131 kg Produit de rétention II 20 1 Produit de perméation II 95 1 l

TABLEAU 12

Densité des meringues 0,09 + 0,01 g/cm3 Exemp!e 7

TABLEAU 13

Matière première de soja Flocons blancs de soja

(533 WFO9) ("Aarhus Olie-

fabrik") Ultrafiltration Module DDS 35 surface de membrane: 2,5 m2 Membrane Type "GR81P" valeur d'élimination

10.000

Enzyme "ALCALASE 0,6 L" (marque commerciale déposée) On extrait 50kg avec 500 litres dleau à de flocons blancs de soja

un pH de 8.

pH = 4,0 J 2.167%

Expansion due au fouettage.

pH = 7,0 1.400%

,,,,,, 1

97% pH = 4,0 Stabilité de la mousse 49% pH = 7,0

TABLEAU 14

Phases Masse (kg) ou volume (1) Produit de centrifugation I 280 1 Solides I 244 kg Produit de rétention I 43 1 Produit de perméation I 237 1 Produit de centrifugation II 103 1 Solides II 24 kg Produit de rétention II 10 1 Produit de perméation II 93 1

Exemple 15

Expansion due au fouettage pH = 4,0 2.067%

PH = 7,0 1.900%

Stabilité de la mousse pH = 4,054% pH = 70 11% Densité des meringues 0,16 0,01

Exemple 8

TABLEAU 16

Matière première de soja Flocons blancs de soja

(533 WF09) ("Aarhus Olie-

fabrik") Ultrafiltration Module DDS 35 surface de membrane: 2,5 m2 Membrane Type "IGR-81P"I valeur d'élimination:

10.000

Enzyme "Neutrase 0,5 L" (marque commerciale déposée)

TABLEAU 17

Phases Masse (kg) ou volume (1) Produit de centrifugation I 295 1 Solides I 252 kg Produit de rétention I 55 1 Produit de perméation I 240 1 Produit de centrifugation II 120 1 Solides II _ 31 k Produit de rétention II. 30 1 Produit de perméation II go 1

TABLEAU 18

Expansion due au fouettage pH = 4,0 1.067% ______ ________ ____ pH =7, 7, 0 33% Stabilité de la mousse pH = 4,0 82% pH = 7,0 0% Densité des meringues 0,14 + 0,03 g/cm3 s

Claims (19)

REVENDICATIONS

1. Procédé de préparation d'un succédané de blanc d'oeuf à base de protéine de soja, ce procédé

comprenant les étapes consistant à extraire une ma-

tière à base de fèves de soja dégraissées, avec un milieu aqueux à un pH se situant dans l'intervalle allant d'environ 6 à environ 10,5, puis séparer la

matière solide du produit surnageant et ensuite sou-

mettre ce dernier à une ou plusieurs ultrafiltrations

de telle sorte que ce produit surnageant ou une frac-

tion de ce dernier soit soumis à une hydrolyse pro-

téolytique à un degré d'hydrolyse se situant dans

l'intervalle allant de 1 à 8. l'activité protéolyti-

que étant ensuite inactivée après l'hydrolyse protéo-

lytique.

2. Procédé suivant la revendication 1, carac-

térisé en ce qu'on effectue la ou les ultrafiltrations au moyen d'une membrane ayant une valeur nominale d'élimination pour les poids moléculaires se situant

entre environ 1.000 et environ 30.000.

3. Procédé suivant l'une quelconque des re-

vendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on effectue

l'hydrolyse sur le produit surnageant avant d'en sépa-

rer la matière solide.

4. Procédé suivant l'une quelconque des re-

vendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on extrait la matière à base de fèves de soja dégraissées avec de l'eau neutre à laquelle on a ajouté une base pour

obtenir un pH d'environ 8.

5. Procédé suivant l'une quelconque des re-

vendications 1 à 4, caractérisé en ce que le rapport

entre le poids du milieu aqueux utilisé pour l'extrac-

tion et le-poids de la matière à base de fèves de soja dégraissées, c'està-dire le rapport d'extraction, est choisi de telle sorte que l'on ait: poids du milieu aqueux $ < poids de la matière à base de < 20 fèves de soja

6. Procédé suivant l'une quelconque des

revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on sépare

la matière solide du produit surnageant au moyen d'un décanteur, lequel est suivi d'une centrifugeuse

éjectant les solides.

7. Procédé suivant l'une quelconque des re-

vendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on soumet le produit surnageant à une ultrafiltration et ensuite, à une diafiltration de telle sorte que la teneur finale

en matière sèche de la protéine soit de 90%.

8. Procédé suivant l'une quelconque des re-

vendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'on effectue

la ou les ultrafiltrations à une température se si-

tuant entre la température ambiante et environ 600C,

de préférence, à une température d'environ 50 C.

9. Procédé suivant l'une quelconque des re-

vendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on effectue

l'hydrolyse protéolytique en ajoutant une enzyme pro-

téolytique microbienne de qualité pour produits ali-

mentaires.

10. Procédé suivant l'une quelconque des re-

vendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'on effectue l'hydrolyse protéolytique en ajoutant une protéase

bactérienne obtenue au moyen de B. licheniformis.

11. Procédé suivant l'une quelconque des

revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'on effec-

tue l'hydrolyse protéolytique en ajoutant une pro-

téase bactérienne obtenue au moyen de B. lichenifor-

mis.et ensuite acylée au moyen d'un agent d'acylation.

12. Procédé suivant l'une quelconque des

revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'on effec-

3r tue l'hydrolyse protéolytique avec une activité enzy-

matique d au moins 5 unités Anson/kg de protéine.

13. Procédé suivant l'une quelconque des

revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la con-

centration du substrat (protéine) est d'au moins 2,5%

en poids/poids.

14. Procédé suivant l'une quelconque des re- vendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'on effectue l'hydrolyse protéolytique à un degré d'hydrolyse se

situant dans l'intervalle allant de 3 à 8.

15. Procédé suivant l'une quelconque des re-

vendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'on effectue l'inactivation en réglant le pH avec un acide jusqu'à une valeur inférieure d'au moins 2 unités de pH à la valeur optimale de l'enzyme protéolytique utilisée pour effectuer l'hydrolyse partielle, de préférence,

avec l'acide chlorhydrique, ce pH étant maintenu pen-

dant au moins 30 minutes à 500C.

16. Procédé suivant l'une quelconque des re-

vendications 1 à 15, caractérisé en ce qu'on sépare

le mélange d'hydrolyse inactivé en un produit surna-

geant contenant la fraction principale de la protéine de soja et une phase solide, de préférence, au moyen

d'une centrifugeuse.

17. Procédé suivant l'une quelconque des

revendications 1 à 16, caractérisé en ce qu'on effec-

tue deux ultrafiltrations, tandis que lon effectue l'hydrolyse protéolytique sur le produit de rétention

provenant de la première ultrafiltration.

18. Procédé suivant l'une quelconque des

revendications 1 à 17, caractérisé en ce que le pro-

duit de rétention partiellement hydrolysé et dépourvu de toute activité protéolytique est isolé sous forme

d'un solide.

19. Procédé suivant la revendication 14, ca-

ractérisé en ce qu'on effectue l'isolation du produit

de rétention partiellement hydrolysé moyennant un sé-

chage par pulvérisation.