FR2914540A1 - Procede asb-kd pour la preparation de poudre naturelle de fruit a partir des fruits charnus murs - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé permettant d'éviter l'encrassement durant le broyage des fruits séchés en vue de l'obtention d'une poudre naturelle de fruit.Le procédé selon l'invention est appliqué aux fruits charnus mûrs et fermes qui sont parés (E1) et émincés (E2) pour obtenir des pulpes tranchées qui sont alors pré séchées (E3) pour obtenir des tranches de fruit séchées, auxquelles on applique un pré broyage (E4) pour obtenir des granules qui subissent à leur tour, un post séchage (E5) puis un post broyage (E6) conduisant à une poudre grossière, qui est tamisée (E7) pour obtenir des poudres de tailles comprises entre 0,3 et 0,5 mm.Le procédé selon l'invention permet d'obtenir des poudres, sans ajout de sucre ni d'additifs et pouvant être utilisées comme ingrédients dans la préparation des laits fermentés, des farines infantiles, des produits de pâtisserie, des compléments alimentaires ou pouvant être réhydratées individuellement ou mélangées pour obtenir des jus ou des cocktails de fruits.

Description

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La présente invention concerne un procédé de préparation de poudre naturelle à partir des fruits charnus mûrs. Deux approches technologiques ont été décrites comme pouvant être utilisées pour obtenir une poudre à partir des fruits charnus. Il s'agit du séchage par atomisation de la purée ou du broyage du fruit séché. Dans les deux cas, les fruits sont lavés, pelés et dénoyautés pour l'obtention de la pulpe. La pulpe ainsi obtenue subit diverses opérations selon l'approche utilisée conduisant à la poudre recherchée. Si la pulpe est mure ; _elle peut être broyée et diluée selon les fruits pour l'obtention d'une purée fluide. Cette purée est ensuite soumise à un séchage par atomisation dans lequel elle est pulvérisée en très fines gouttelettes qui sont mises en contact avec de l'air chaud. Cette opération permet d'obtenir une poudre de fruit dont la teneur en matière sèche est de l'ordre de 92 %. Une opération de séchage terminal en lit fluidisé est ensuite effectuée pour ramener la teneur en matière sèche finale de la poudre autour de 97 %. elle peut être séchée jusqu'à environ 30 % d'eau, subir une texturation par Détente _ Instantanée Contrôlée (DIC), puis un post séchage suivi d'un post broyage. Dans cette approche, le rôle de la DIC est de restructurer le fruit qui, du fait des modifications texturales (rétrécissement des parenchymes) induites par le séchage ne peut plus laisser évaporer l'eau qu'il contient sans caraméliser. elle peut également être émincée en tranches et subir une déshydratation osmotique (trempage pendant 3 à 4 h en solution sucrée à 40 Brix) avant d'être séchée par convection. Les tranches séchées sont alors broyées pour obtenir la poudre. Si la pulpe est non mure ; elle peut tout simplement être émincée, séchée puis broyée pour obtenir la poudre. Les approches technologiques utilisées jusqu'à présent comportent des inconvénients. En effet, le séchage par atomisation a un coût élevé notamment en investissement et en consommation énergétique (de l'ordre de 2,6 à 2,8 Kg de vapeur et 0,8 kW par kg d'eau évaporée). Cette méthode nécessite une optimisation constante des paramètres technologiques ce qui représente une perte de temps et des coûts supplémentaires. De plus, l'encrassement est généralement rencontré lors de l'atomisation des substances riches en sucres telles que les purées de fruit. Au lieu de la poudre recherchée, on obtient plutôt un amas qui motte rapidement. Pour éviter l'encrassement l'ajout d'additifs alimentaires a été préconisé, mais malheureusement ceux-ci conduisent à des poudres dont le goût est très éloigné de celui du produit d'origine. Tous ces inconvénients expliquent pourquoi l'atomisation n'est pratiquement pas utilisé en industrie pour produire des poudres de fruit. D'autre part, l'approche faisant intervenir la texturation par DIC (qui consiste en la mise sous haute pression et haute température du fruit, suivie d'une détente rapide (ù1/100 s) vers le vide à basses températures), malgré ses multiples avantages par rapport aux autres approches citées, présente cependant l'inconvénient d'être une opération plus énergétique qu'un simple broyage et plus difficile à mettre en oeuvre de façon continue pour le traitement de gros volumes de fruits.

En outre, l'approche qui consiste à tremper les pulpes dans une solution sucrée, les essorer, les sécher et les broyer nécessite de gros volumes de solution concentrée sucrée et conduit à un très faible rendement d'obtention de poudres fines de taille comprise entre 0,3 et 0, 5 mm (qui ont la particularité de bien se réhydrater). Par ailleurs, le séchage et le broyage des fruits non mûrs sont généralement rencontrés en inde et conduisent à l'obtention d'une poudre appelée Amchur . L'inconvénient de cette approche technologique est qu'elle est appliquée au fruit non mûr et conduit à des poudres pauvres en éléments nutritifs (vitamines, caroténoïdes, sucres réducteurs) et ayant un aspect brun foncé traduisant l'altération de la couleur et du goût par rapport au fruit d'origine. Ces poudres sont plus généralement utilisées comme épices dans les sauces et salades et jamais reconstituées en jus ou utilisées comme ingrédients dans la préparation des produits de pâtisserie, laitiers et encore moins dans la préparation des farines pour enfants ou des compléments alimentaires. L'invention a pour but de proposer un nouveau procédé de production de poudre naturelle de fruits grâce à une approche d'Alternance des phases de Séchage et de Broyage (ASB) qui permet d'éviter les inconvénients précédemment mentionnés. Elle vise à produire des poudres pouvant être reconstituées en jus ou utilisées comme ingrédients dans la préparation des produits de pâtisserie, laitiers et encore moins dans la préparation des farines pour enfants ou des compléments alimentaires. Le procédé selon l'invention permet surtout d'éviter l'encrassement (de son appellation anglaise "stickiness" ou "cakiing") qui est le problème technologique majeur rencontré lorsqu'on désire obtenir une poudre à partir de pulpes de fruits mûrs. Ce problème a premièrement été constaté lors de l'atomisation des substances riches en sucres telles que les jus de fruit. Au lieu de la poudre recherchée, on obtient plutôt un amas qui motte rapidement. Un problème similaire (formation d'une pâte qui bloque les lames du broyeur) a également été observé lorsqu'on essaye de broyer les fruits mûrs séchés en vue d'obtenir une poudre. Il a été montré que l'encrassement survient lorsque la température opératoire est supérieure à la température de transition vitreuse du produit traité, ce qui est généralement le cas au cours des opérations technologiques. Pour éviter l'encrassement lors du broyage, la teneur en eau du fruit doit se situer autour de 6 %, ce qui lui confère une température de transition vitreuse supérieure à la température opératoire des opérations unitaires et une texture rigide et cassante qui facilite le broyage. Seulement, il n'est pas possible en utilisant un simple séchage par convection de réduire la teneur en eau des fruits en dessous de 30 % sans altérer leur couleur, leurs qualités nutritives et gustatives. Ainsi, avec une teneur en eau généralement comprise autour de 25 à 30 %, les fruits séchés sont inévitablement sujets à l'encrassement lorsqu'on essaye de les broyer. Deux approches ont été préconisées pour éviter l'encrassement lorsqu'on désire obtenir des poudres de fruits par simple broyage du fruit rnûr séché comme on le fait avec les céréales. Ces deux approches précédemment citées, consistent pour la première, en l'association de la déshydratation osmotique au séchage des fruits et pour la seconde en l'utilisation de la Détente Instantanée Contrôlée (DIC) suivie d'un post séchage. Cependant, la première approche permet juste de retarder l'encrassement de quelques minutes et ne permet pas d'obtenir une quantité significative de poudres fines (diamètre < 0,5 mm). La seconde approche quant à elle permet d'obtenir de la poudre en trois principales étapes dont la DIC (Détente Instantanée Contrôlée) donc les limites ont été relevées ci-dessus. Le procédé selon l'invention permet de proposer une nouvelle solution technique pour éviter l'encrassement et obtenir de la poudre par simple broyage du fruit sous une forme granules séchés, il s'agit de l'Alternance des phases Séchage/Broyage (ASB). Cette nouvelle approche très simplifiée se distingue techniquement des approches existantes par le fait (I) qu'un pré broyage (E4) est appliqué entre deux phases de séchage du fruit (E3, E5) pour faciliter la réduction de leur teneur eau en dessous de 7 %, ce qui permet d'obtenir des granules séchés durs et cassants possédant une meilleure aptitude au broyage que les fruits séchés. Le procédé se distingue également des approches existantes par (II) sa facilité de mise en oeuvre pour le traitement de gros volume, (III) sa faible consommation énergétique par kilogrammes de poudre transformée, (IV) et le faible coût des équipements nécessaires à sa mise en oeuvre. L'ASB - Kd (l'Alternance de phases Séchage/Broyage) est appliqué aux fruits mûrs et fermes et comporte sept principales étapes représentées par la figure 1 à savoir, (El) le 35 nettoyage et le parage, (E2) l'éminçage, (E3) le pré séchage, (E4) le pré broyage, (ES) le post séchage, (E6) le post-broyage et (E7) le tamisage. (El) Le nettoyage des fruits et du matériel est effectué pour éliminer les poussières apportées par l'air, les déjections des oiseaux et insectes ou les résidus des traitements pesticides. Plusieurs types de nettoyage peuvent ainsi être utilisés à savoir le nettoyage par aspersion ou par immersion. Le parage (opérations de pelage/dénoyautage) des fruits est effectué pour obtenir des pulpes. Le pelage peut être effectué de façons mécaniques (manuellement à l'aide des couteaux en acier inoxydable ou par des couteaux qui suivent la forme des fruits grâce à des palpeurs associés à des cames) ou par choc thermique (ce choc est obtenu en introduisant des fruits dans une enceinte de vapeur surchauffée puis en la refroidissant puis la fine couche est éliminée de façon mécanique par brossage ou par aspersion d'eau). (E2) Pour réduire le temps de séchage, limiter les risques de fermentation des fruits au cours de la transformation et améliorer leurs qualités nutritives, les pulpes sont émincées en fines lamelles (environ 7 mm d'épaisseur, 8 à 10 cm de longueur et 2 cm de largeur), (b) en cossettes de taille plus réduite (environ? mm d'épaisseur, 1 à 2 cm de longueur et de largeur). Les fruits peuvent également être tranchés (c) en disques ou (d) en cubes (1 cm de rayon). L'éminçage peut être réalisé de façons rnanuelles (à l'aide d'un couteau en acier inoxydable) ou instrumentées (découpe par lames et scies, par ultrason ou par jet d'eau hyperbare). (E3) Les pulpes émincées sont essorées, étalées sur des claies en acier inoxydable (avec une distance de 2 cm les unes des autres) et pré -séchées par convection entre 50 et 60 C. Le séchage par convection peut être effectué à l'aide des séchoirs électriques ou solaires et conduit à l'obtention des tranches de fruits séchées possédant une teneur en eau comprise entre (18 et 25 %). Le séchage par convection peut également être associé à des prétraitements de déshydratation osmotique des fruits. La déshydratation des fruits est alors obtenue par trempage dans des solutions sucrées (40 brix) pendant 2 à 4 heures. Le pré- séchage prend fin lorsque le fruit atteint le point critique de séchage. Ce point critique est caractérisé en ce que, l'eau ne s'évapore plus du fruit même si la durée du pré séchage est prolongée. (E4) Les tranches de fruits séchées sont soumises à un pré - broyage modéré par cisaillement (quelques secondes) à l'aide d'un broyeur à couteau et conduisent à l'obtention des granules de fruits de taille comprise entre 1 à 3 mm. Le pré broyage est appliqué aux fruits parvenus au point critique de pré séchage pour permettre une nouvelle évaporation de l'eau durant le post séchage. (ES) Les granules obtenus subissent à nouveau un post - séchage par convection entre 50 et 60 C pendant 4 à 6 heures pour l'obtention des granules de fruits séchés dont la teneur en eau est inférieure ou égale à 8 %. (E6) Les granules de fruits séchés ainsi obtenus subissent un post-broyage de quelques secondes pour l'obtention de la poudre de fruits. Le post broyage qui peut également être effectué par cisaillement, est préférentiellement effectué par impact ou par compression à l'aide d'un broyeur à marteau ou à tambour. (E7) La poudre ainsi obtenue est tamisée pour sélectionner les particules de tailles comprises entre 0,2 et 0,5 mm. Celles-ci ont la particularité de mieux s'écouler et se réhydratent instantanément. Le tamisage est effectué mécaniquement de façon manuelle ou instrumentée. Le procédé selon l'invention permet d'obtenir une poudre sans additif, riche en nutriments et pouvant être utilisée comme ingrédient dans la préparation des laits fermentés, des farines infantiles, des produits de pâtisserie, des compléments alimentaires ou pouvant être réhydratés individuellement ou mélangée pour obtenir des jus ou des cocktails de fruits. La poudre peut également être utilisée pour alimenter des distributeurs automatiques de jus ou cocktails naturels de fruits. Le procédé selon l'invention peut être appliqué à tous les fruits charnus à l'instar de l'ananas, de la mangue, de la poire, des mirabelles, la papaye etc.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Procédé d'obtention de poudre naturelle à partir des fruits charnus mûrs et fermes, caractérisé en ce qu'il comprend une succession des étapes suivantes : _Le parage du fruit charnu (1) pour obtenir une pulpe ; _L'éminçage de la pulpe (2) pour obtenir des tranches ; Le pré séchage des tranches (3) pour obtenir des tranches de fruits séchées; _Le pré broyage modéré des tranches séchées (4) pour obtenir des granules ; Le post séchage des granules (5) pour obtenir des granules séchés ; Le post broyage des granules séchés (6) pour obtenir de la poudre ; Le tamisage de la poudre pour obtenir des particules de taille inférieure ou égale à 0,5 mm.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, le parage (1) et l'éminçage (2) peuvent être réalisés de façons manuelles à l'aide d'un couteau en acier 15 inoxydable ou instrumentées : découpe par lames et scies, par ultrason ou par jet d'eau hyperbare.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, le pré séchage (3) peut être effectué à l'aide des séchoirs électriques ou solaires et prend fin lorsque le fruit atteint le point critique de pré séchage, ce point critique est caractérisé en ce que l'eau ne 20 s'évapore plus du fruit même si la durée du pré séchage est prolongée.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, le pré broyage (4) est appliqué aux fruits parvenus au point critique de pré séchage pour permettre une nouvelle évaporation de l'eau durant le post séchage.

5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, le post-séchage 25 (5) a pour but de réduire la teneur en eau du fruit et obtenir des granules séchés dont la teneur en eau est inférieure ou égale à 8 %.

6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, le pré broyage (4) dure quelques secondes et est effectué par cisaillement à l'aide d'un broyeur à couteaux, tandis que le post broyage (6) est effectué préférentiellement par impact ou par 30 compression à l'aide d'un broyeur à marteau ou à tambour.

7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, le tamisage est effectué mécaniquement de façon manuelle ou instrumentée permet d'obtenir des particules ayant la particularité de bien s'écouler et se réhydrater instantanément. 10

8. Procédé selon les revendications 3, 4, 5 et 6, caractérisé en ce que, l'alternance de phases séchage/broyage est destinée à élimer l'encrassement lors du broyage des fruits séchés.

9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, l'invention peut 5 être appliquée à tous les fruits charnus à l'instar de l'ananas, de la mangue, de la poire, des mirabelles, la papaye, la procédé selon l'invention permet d'obtenir une poudre sans additif, riche en nutriments.

10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, les poudres de fruit obtenues par alternance de phases séchage/broyage peuvent être utilisées comme 10 ingrédients dans la préparation des laits fermentés, des farines infantiles, des produits de pâtisserie, des compléments alimentaires ou pouvant être réhydratées individuellement ou mélangées pour obtenir des jus ou des cocktails de fruits, la poudre peut également être utilisée pour alimenter des distributeurs automatiques de jus ou cocktails naturels de fruits. 15