FR2999876A1 - Concentre d acerola de substitution de l acide ascorbique en agro alimentaire - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne une poudre constituée de 0,5 à 8 % en poids d'eau et d'une matière sèche constituée de 88 à 95 % en poids d'un extrait sec de fruit d'acérola et de 5 à 12 % en poids d'hydroxyde ou de carbonate de magnésium, calcium, zinc, sodium ou potassium, son procédé de préparation et ses applications pour remplacer l'acide ascorbique et/ou ses dérivés dans les produits alimentaires.

Description

L'acérola (Malpighia punicifolia L., synonyme de Malpighia glabra L., ou encore Malpighia emarginata DC.) est un arbre dont le fruit est appelé cerise des Barbades ou cerise des Antilles car ressemblant beaucoup à la cerise. Arbuste (ou arbrisseau) à feuillage persistant de la famille des Malpighiaceae, l'acérola pousse spontanément dans les régions tropicales d'Amérique du Sud, notamment au Pérou et dans les forêts amazoniennes du Brésil et du Venezuela. Il est aussi présent aux Antilles où il est appelé cerisier-pays.
Le fruit de l'acérola contient 20 à 30 fois plus de vitamine C que l'orange. Ceci en fait un des fruits les plus riches en vitamine C (1 000 mg à 2 000 mg/100 g), après le fruit du Terminalia ferdinandiana (50 fois plus riche que l'orange) et celui du CamuCamu (Myrciaria dubia) (30 à 40 fois plus riche que l'orange). Il est également riche en vitamine B6, en vitamine B1 et en vitamine A ainsi qu'en flavonoïdes et en minéraux (fer, calcium, zinc, phosphore, potassium et magnésium). La tendance pour le « naturel » est bien installée sur le marché des produits alimentaires, nutraceutiques et cosmétiques. La naturalité représente une des clés de succès des lancements commerciaux des produits apparus sur le marché ces dernières années, et ce d'autant plus dans un contexte où le consommateur perçoit désormais bien les risques encourus suite à l'ingestion de composés synthétiques et où les lois gouvernant le cadre d'utilisation des additifs alimentaires se durcissent, comme en témoigne par exemple le projet de révision de la liste des additifs autorisés mentionnés dans le règlement CE n° 1333/2008 du Parlement européen et du Conseil. Le caractère « Clean label » des biens de consommation est un élément décisif dans l'acte d'achat, et formuler des produits exempts de toute substance non connue de la ménagère est un lourd défi que les industriels des secteurs précédemment cités cherchent à relever.
La conception de produits de consommation dits « naturels » suggère la mise en oeuvre d'ingrédients également qualifiés de « naturels ». A ce titre, la substitution de la vitamine C (terme générique couvrant diverses formes notamment l'acide ascorbique, l'acide iso-ascorbique ou acide érythorbique, les sels d'ascorbate et d' érythorbate) est un défi qu'il convient de relever compte tenu de l'étendue de son spectre d'applications. Par exemple, le remplacement de l'érythorbate de sodium dans des produits de charcuterie tels que les produits injectés (jambon cuit...) ou les produits de type émulsion (saucisses à pâte fine) par un ingrédient naturel qui jouerait la même fonction antioxydante, si possible avec moins d'inconvénients, est une question soulevée par bon nombre d'industriels. Il existe donc un besoin pour un antioxydant « naturel » en remplacement des différentes formes de la vitamine C. Les inventeurs ont maintenant découvert qu'une poudre de jus concentré de fruit d'acérola contenant de l'hydroxyde de magnésium peut remplacer l'érythorbate dans des produits de charcuterie. Or, cet antioxydant est naturel et dépourvu de maltodextrine. En outre, ce produit a pour avantages d'être sous forme d'une poudre facilement utilisable en formulation agro-alimentaire et de limiter l'acidification du produit. Par conséquent, un premier objet de l'invention concerne une poudre constituée de 0,5 à 8 % en poids d'eau et d'une matière sèche constituée de 88 à 95 % en poids d'un extrait sec de fruit d'acérola et de 5 à 12 % en poids d'un hydroxyde ou carbonate de magnésium, calcium, zinc, sodium ou potassium. De préférence, la matière sèche de la poudre de l'invention est constituée de 90 à 94 % en poids d'un extrait sec de fruit d'acérola et de 6 à 10 % en poids d'hydroxyde ou de carbonate de magnésium, calcium, zinc, sodium ou potassium. On entend par « extrait sec de fruit d'acérola » la matière sèche d'un produit issu du séchage d'un jus de fruit d'acérola, de préférence un jus concentré c'est-à-dire à 10 à 70° Brix, de préférence à 45 à 55° Brix. De préférence, ledit jus concentré présente une teneur en vitamine C de 3 à 24 %, de préférence de 15 à 21 %. De préférence, ledit jus concentré présente une acidité de 800 à 2200 meq/kg, de préférence de 1200 à 1800 meq/kg. De préférence, ledit jus concentré présente un pH de 2,5 à 4, de préférence de 3 à 3,6. La poudre de l'invention est caractérisée par sa forte teneur en vitamine C.
De préférence, elle est de 30 à 40 % en poids de vitamine C par rapport au poids total de la poudre, de manière particulièrement préférée de 30 à 36 %, de préférence elle est de 34 % +/-2 % (l'analyse de la vitamine C est réalisée par HPLC en phase inverse sur une colonne Sphérisorb ODS2 ou équivalente, la procédure d'analyse étant décrite par la norme européenne NF EN 14130).
De préférence, la poudre de l'invention présente un pH de l'ordre de 4,5 à 6 (pH mesuré sur une solution à 10 % dans l'eau). La borne minimale de 4,5 correspond au pH en dessous duquel il est conseillé de ne pas descendre pour garantir une quantité suffisante de la forme basique du couple acide ascorbique/ascorbate et faciliter le séchage, tandis que la borne maximale de 6 correspond à un pH au-dessus duquel un faux goût de type « savon » non souhaitable peut se développer. Cependant, le produit de l'invention peut aussi présenter des caractéristiques de pH sur une plage plus large de 4 à 8. En effet à pH 8, l'obtention d'une teneur élevée en vitamine C est toujours possible. Le faux goût de type « savon » sera plus intense mais peut ne pas être rédhibitoire selon l'application visée (puissance aromatique pouvant masquer d'éventuels goûts indésirables) et selon le pourcentage d'incorporation du produit. De même, à pH 4, proche du pKa du couple acide ascorbique/ascorbate, la faisabilité du séchage est encore envisageable. De préférence, la poudre de l'invention comprend moins de 5 % en poids d'eau, de préférence de 1 à 3 %.
Un autre objet de l'invention concerne un procédé de préparation de la poudre selon l'invention comprenant les étapes suivantes : (i) mélange de jus de fruit d' acérola, d'hydroxyde ou de carbonate de magnésium, calcium, zinc, sodium ou potassium et d'eau, (ii) séchage jusqu'à une teneur en eau de moins de 8 % en poids, et (iii) tamisage. La poudre de l'invention est obtenue par mélange de jus de fruit d'acérola, de préférence concentré, d'hydroxyde ou de carbonate de magnésium, calcium, zinc, sodium ou potassium et d'eau dans des proportions choisies afin de permettre un séchage efficace tout en maximisant la teneur en vitamine C. L'hydroxyde ou le carbonate de magnésium, calcium, zinc, sodium ou potassium est présent dans le mélange jus de fruit d'acérola/hydroxyde ou carbonate/eau à raison de 5 à 12 % en poids du poids sec du mélange.
Cette quantité peut également être définie en fonction du pH. Elle permet d'atteindre un pH du mélange jus de fruit d'acérola/hydroxyde ou carbonate /eau avant séchage de préférence entre 4,5 et 5. La quantité d'eau du mélange jus de fruit d'acérola/hydroxyde ou carbonate /eau est ajustée de sorte à obtenir un mélange à 20 à 350 Brix, de préférence à 30° Brix.
Ce mélange est ensuite séché, de préférence par atomisation ou séchage sous vide ou tout autre moyen permettant de garantir l'obtention d'un produit entièrement soluble. En effet, certains procédés classiquement utilisés dans le cadre de la fabrication de produits secs, tels que la lyophilisation par exemple, sont susceptibles de donner lieu à des poudres à l'aspect granuleux ou hétérogène associées à la génération de troubles ou d'insolubles après dissolution. L'obtention d'une poudre 100 % soluble permet une meilleure libération de la vitamine C et des autres constituants actifs du fruit d'acérola et donc une meilleure efficacité en application. La poudre obtenue est ensuite tamisée, conditionnée et stockée. Un jus concentré de fruit d'acérola (Malpighia punicifolia L. ou Malpighia glabra L. ou Malpighia emarginata DC.) est habituellement utilisé comme matière première pour concevoir la poudre de l'invention. Cependant, le procédé mis en oeuvre pour l'obtention de la poudre de l'invention peut aussi inclure l'étape de fabrication du jus concentré de fruit d'acérola, par broyage et pressage des fruits d'acérola puis concentration du jus ainsi extrait selon des méthodes classiques d'obtention de jus concentrés végétaux, pouvant notamment inclure des étapes telles que la cuisson, la pasteurisation, la décantation, la centrifugation, la filtration et l'ultrafiltration, l'enzymage etc. Dans un mode de réalisation optimal du procédé, la matière première utilisée est un jus concentré clarifié de fruit d'acérola à environ 45 à 550 Brix, de préférence à 50° Brix qui présente une teneur en vitamine C de 17 % environ (15 à 21 % plus largement), une acidité de 1200 à 1800 meq/kg et un pH de 3,5 environ (3 à 3,6 plus largement). Le jus de fruit d'acérola éventuellement concentré est stocké sous forme congelée de sorte à limiter la perte en vitamine C. Un autre objet de l'invention concerne un additif ou un ingrédient alimentaire comprenant une poudre selon l'invention. De préférence, l'additif ou l'ingrédient alimentaire de l'invention est destiné aux produits de charcuterie.
Le produit de l'invention est destiné à toute application contenant habituellement de l'acide ascorbique ou ses dérivés à des fins de protection des aliments (fonction antioxydante, stabilisation de la couleur...). Par exemple, il est utile dans le remplacement des sels d'érythorbate couramment employés dans les produits de charcuterie (intervient dans la formation de la couleur rose typique de telles applications comme le jambon cuit, les saucisses...). Il est également prouvé que le taux de nitrites résiduels en application charcuterie est minimisé en présence d'érythorbate ou ses dérivés et de toute forme qui en serait un vecteur. La présence de fortes teneurs en nitrites pose un problème de santé publique qui est celui de la génération in vivo de nitrosamines et du risque de cancers qui leur est attribué.
L'utilisation de la poudre de l'invention permettrait donc indirectement de participer à une réduction de la formation de nitrosamines endogènes. Le produit de l'invention peut aussi être utilisé comme agent de traitement de la farine (fonction antioxydante, effet sur la qualité du pain comme le volume, la texture de la mie, l'aspect de la croûte...) et en remplacement d'acide ascorbique et de ses dérivés dans des applications telles que les boissons (jus de fruits, nectars, boissons aromatisées non carbonatées...), les produits de boulangerie (pain, brioches, viennoiseries...), les produits céréaliers, les soupes, les sauces, les snacks, les plats préparés, les produits transformés à base de fruits (compotes, confitures...)...
Généralement ces produits emploient des doses de vitamine C variant de 50 à 500 ppm, même si des doses plus faibles ou plus élevées peuvent être utiles selon l'application visée (0 - 1500 ppm). Par exemple, le produit a été testé avec succès dans des matrices carnées (jambon cuit de porc, viande de porc hachée, saucisses de type knack) à des concentrations variant de 170 à 510 ppm équivalent acide ascorbique, dans des matrices de type brioche à des doses de 50 et 150 ppm équivalent acide ascorbique, dans des jus de fruits, des compotes de fruits et des fruits sur sucre à hauteur de 200 et 750 ppm équivalent acide ascorbique. Dans toutes ces applications la faisabilité de substitution de l'acide ascorbique ou de ses dérivés par la poudre d'acérola a été validée, et l'ajout du produit de l'invention a même parfois été associé au développement de bénéfices secondaires (effet sur le goût, la texture, l'aspect...). Par exemple, la substitution de l'acide ascorbique ou de ses dérivés par la poudre d'acérola permet de renforcer le goût fruité des jus de fruits, de développer une couleur de jambon caractéristique et préférée à un contrôle avec érythorbate de sodium, de maintenir dans le temps la texture moelleuse d'une brioche... Ces effets peuvent être expliqués par le fait que la poudre de l'invention apporte non seulement de la vitamine C mais également d'autres composés actifs jouant un rôle en matrice, seuls ou de manière synergique avec la vitamine C. Un autre objet de l'invention concerne un aliment ou composition alimentaire comprenant une poudre selon l'invention ou un additif ou un ingrédient alimentaire selon l'invention. De préférence, cet aliment ou composition alimentaire est une boisson, un produit de boulangerie, un produit céréalier, une soupe, une sauce, un snack, un plat préparé, un produit transformé à base de fruits ou un produit de charcuterie. Un autre objet de l'invention concerne l'utilisation d'une poudre selon l'invention pour remplacer l'acide ascorbique et/ou ses dérivés dans les produits alimentaires.
Par exemple, la poudre de l'invention peut être utilisée pour remplacer l'érythorbate dans des produits de charcuterie. En effet, le produit de l'invention est particulièrement adapté aux applications neutres du fait de son pH acide à neutre. Cette propriété permet de limiter les modifications de texture. Figure 1 : Evolution de la teneur en vitamine C de la poudre de l'invention au cours d'un stockage à 4°C ou à 20°C en sac aluminium ou sans sac aluminium Figure 2 : Effet du remplacement de l'acide ascorbique par la poudre de l'invention sur le profil sensoriel d'une matrice boulangère Figure 3 : Effet de concentrations croissantes en poudre de l'invention sur le pourcentage de réduction des nitrites présents dans des préparations de viande de porc hachée après 4 semaines de stockage à 4°C Exemples Exemple 1 - Production d'une poudre selon l'invention Compte tenu des caractéristiques du jus concentré de fruit d'acérola mis en oeuvre (50°Brix, 17 % de vitamine C), le pH du mélange a pu être stabilisé à 4,5 avec 92 % de jus concentré de fruit d'acérola et 8 % d'hydroxyde de magnésium (pourcentages exprimés sur matière sèche). La quantité d'eau à ajouter a ensuite été calculée de sorte à obtenir un degré Brix du mélange jus concentré de fruit d'acérola/ hydroxyde de magnésium/eau de 30°Brix.25 La formulation suivante a par conséquent été réalisée : Matière première Recette (% sur matière sèche) PH Quantité mise en oeuvre (kg) Jus concentré de fruit d'acérola 92 3,01 420 Hydroxyde de magnésium 8 14 15 Eau - 7,61 300 Les matières ont été mélangées en cuve et le mélange a été séché par atomisation (température d'entrée à 160°C, température de sortie à 86-88°C). La poudre a été 15 tamisée à 650 i.tm et conditionnée en sacs aluminium. Le rendement obtenu s'élève à 73,5 % et la productivité est de l'ordre de 84 kg/h. La poudre se caractérise par une teneur en vitamine C de 36,7 % en poids du poids total de la poudre, stable au cours du temps comme démontré par le test de vieillissement initié sur la poudre (voir Figure 1). 20 Le produit est 100 % soluble (absence de culot après dissolution de la poudre à 10 % en poids du poids total de la poudre dans l'eau puis centrifugation à 10000 g pendant 10 minutes) et la solution obtenue est claire et limpide. 10 Exemple 2 - Potentiel antioxydant de la poudre de l'Exemple 1 versus acide ascorbique Des tests réalisés in vitro permettent d'illustrer cette qualité. Le tableau ci-dessous démontre que la poudre de l'Exemple 1, par comparaison à l'acide ascorbique, exerce une activité antiradicalaire et antioxydante supérieure à celle exercée par des concentrations équivalentes en acide ascorbique. Tableau 1 : Evaluation du pouvoir antioxydant de la poudre d'acérola versus acide ascorbique Méthode Poudr e d e Acide ascorbique l'invention Activité antiradicalaire (% de piégeage du radical libre DPPH à la concentration fixe de 0,44 mg/mL éq acide ascorbique) 90,1 70,6* Pouvoir antioxydant global (g/100 g de produit eq. acide ascorbique) 58 34 *acide ascorbique testé de façon combinée à Mg(OH)2 dans les proportions présentes dans la poudre de l'invention Exemple 3 - Efficacité dans la substitution en application alimentaire de l'acide ascorbique et de ses dérivés i. Alternative naturelle à l'érythorbate de sodium utilisé dans les produits de charcuterie La poudre de l'Exemple 1 a été testée dans une matrice jambon de porc cuit (modèle de produit « injecté »). Elle a été diluée dans la saumure destinée à être injectée dans le produit de charcuterie de sorte à atteindre une concentration finale dans le produit fini de 425 ppm de vitamine C. Un témoin réalisé dans les mêmes conditions mais comprenant de l'érythorbate de sodium incorporé de sorte à atteindre des concentrations équivalentes d'érythorbate a également été utilisé comme produit de comparaison. Le jambon a été conditionné sous vide après avoir été tranché, puis stocké à 4°C jusqu'à 12 semaines. Le tableau ci-dessous résume les caractéristiques des produits obtenus avec l'érythorbate de sodium et avec la poudre de l'Exemple 1, respectivement. Tableau 2 : Caractéristiques de jambons contenant la poudre d'acérola de l'invention versus l'erythorbate de sodium après 12 semaines de stockage à 4°C Poudre de l'invention Erythorbate de sodium Rendement après cuisson 91,87 92,19 (%) Evaluation sensorielle Couleur : très bon résultat en termes de couleur, rose, typique du jambon, produit préféré par comparaison au témoin Couleur : rose, typique du jambon Texture : très bon résultat, texture jugée meilleure par comparaison au témoin, ferme Texture : typique du jambon Goût : fumé, salé, attributs des produits de charcuterie Goût : fumé, salé, typique du jambon Flore mésophile aérobie totale (ufc/g) < 10 < 10 Les essais réalisés démontrent la possibilité de remplacer l'érythorbate de sodium par le produit de l'invention, les jambons ainsi obtenus étant aussi appréciés voire plus appréciés que le témoin. Par ailleurs, le fait de substituer l'additif traditionnellement utilisé par la poudre de l'invention d'origine naturelle n'engendre pas d'impact sur le rendement ni sur la qualité microbiologique du produit. Des essais similaires de substitution d' érythorbate de sodium par la poudre de l'Exemple 1 à des dosages permettant d'atteindre 300 ppm d'érythorbate ou de vitamine C dans le produit fini ont aussi été effectués dans des saucisses de type knack (modèle de produit à pâte fine de type « émulsion »). Les résultats sont tout aussi satisfaisants, telles que le démontrent les analyses de texture, les analyses microbiologiques, les analyses du niveau d'oxydation et l'évaluation sensorielle réalisées tout au long de la vie du produit (stockage à 4°C pendant 3 semaines). Des bénéfices peuvent à nouveau être observés en présence de la poudre de l'invention par rapport au témoin. Notamment, le produit de l'invention a la capacité à limiter la perte d'intensité organoleptique observée au cours du stockage dans le cas du témoin contenant l'érythorbate de sodium.
Alternative naturelle à l'acide ascorbique utilisé dans les produits de boulangerie La poudre de l'Exemple 1 a aussi été incorporée dans d'autres types d'applications, notamment des produits de boulangerie de type brioches à des concentrations permettant d'atteindre 50 ou 150 ppm de vitamine C dans le produit fini. La faisabilité de substitution de l'acide ascorbique introduit aux mêmes dosages est à nouveau démontrée. La poudre de l'invention présente même des avantages par comparaison au témoin avec acide ascorbique, ralentissant l'apparition de faux goûts pouvant se développer au cours du stockage à température ambiante, comme le démontre la Figure 2.
Exemple 4 - Effet du produit de l'invention sur la réduction du taux de nitrites résiduels en application charcuterie La poudre de l'invention a été incorporée à une formulation à base de viande de porc hachée à des concentrations permettant d'atteindre 170 ppm et 510 ppm de vitamine C (soit à des concentrations de 0,05 % et de 0,15 % en poids de poudre rapporté au poids de la préparation de viande fraîche, respectivement). Les préparations ont été conditionnées sous vide sous forme de portions de 80 g de type « steaks hachés », cuites et stockées à 4°C jusqu'à 4 semaines. Le taux de nitrites présent dans les préparations de viande a été analysé régulièrement au cours du stockage. Le graphique de la Figure 3 présente les résultats obtenus au terme des 4 semaines de stockage. Les essais réalisés démontrent la relation linéaire entre le pourcentage de réduction du taux de nitrites résiduels et la quantité de poudre de l'invention incorporée à la matrice. Or, un moindre taux de nitrites résiduels est associé à un niveau moindre de formation de nitrosamines in vivo et donc à un risque moins élevé de développement de cancers du système digestif

Claims (13)

  1. REVENDICATIONS1. Poudre constituée de 0,5 à 8 % en poids d'eau et d'une matière sèche constituée de 88 à 95 % en poids d'un extrait sec de fruit d'acérola et de 5 à 12 % en poids d'hydroxyde ou de carbonate de magnésium, calcium, zinc, sodium ou potassium.
  2. 2. Poudre selon la revendication 1, contenant une teneur en vitamine C d'origine naturelle de 30 à 40 % en poids par rapport au poids total de la poudre.
  3. 3. Poudre selon la revendication 2, contenant une teneur en vitamine C d'origine naturelle de 34 % ± 2%.
  4. 4. Poudre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par un pH variant de 4 à 8, préférentiellement de 4,5 à 6.
  5. 5. Poudre selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant moins de 5 % en poids d'eau, préférentiellement de 1 à 3 %.
  6. 6. Procédé de préparation d'une poudre selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant les étapes suivantes : (i) mélange de jus de fruit d' acérola, d'hydroxyde ou de carbonate de magnésium, calcium, zinc, sodium ou potassium et d'eau, (ii) séchage jusqu'à une teneur en eau de moins de 8 % en poids, et (iii) tamisage.
  7. 7. Procédé selon la revendication 6 dans lequel le séchage est réalisé par atomisation.
  8. 8. Additif ou ingrédient alimentaire comprenant une poudre selon l'une quelconque des revendications 1 à 5.
  9. 9. Additif ou ingrédient alimentaire selon la revendication 8 destiné aux produits de charcuterie.
  10. 10. Aliment ou composition alimentaire comprenant une poudre selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 ou un additif ou ingrédient alimentaire selon l'une quelconque des revendications 8 à 9.
  11. 11. Aliment ou composition alimentaire selon la revendication 10 caractérisé en ce qu'il s'agit d'une boisson, un produit de boulangerie, un produit céréalier, une soupe, une sauce, un snack, un plat préparé, un produit transformé à base de fruits ou un produit de charcuterie.
  12. 12. Utilisation d'une poudre selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 pour remplacer l'acide ascorbique et/ou ses dérivés dans les produits alimentaires.
  13. 13. Utilisation selon la revendication 12 pour remplacer l'érythorbate dans des produits de charcuterie
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