FR3114482A1 - Procede de production d’un ingredient proteine vegetal a faible teneur en isoflavones - Google Patents

Abstract

L’invention se rapporte au domaine des ingrédients protéinés destiné à l’alimentation humaine et animale. Plus particulièrement, l’invention concerne un procédé de production d’un ingrédient protéiné végétal dont la teneur en isoflavones est réduite, obtenu à partir de protéines texturées issues de plantes protéagineuses, oléoprotéagineuses ou oléagineuses. Le produit obtenu présente une texture et une consistance proches de celle d’un produit carné. Figure de l’abrégé : 1

Description

PROCEDE DE PRODUCTION D’UN INGREDIENT PROTEINE VEGETAL A FAIBLE TENEUR EN ISOFLAVONES

L’invention se rapporte au domaine des ingrédients protéinés destinés à l’alimentation humaine et animale. Plus particulièrement, l’invention concerne un procédé de production d’un ingrédient protéiné végétal dont la teneur en isoflavones est réduite, à partir de protéines texturées issues de plantes protéagineuses, oléoprotéagineuses ou oléagineuses. Le produit obtenu présente une texture et une consistance proches de celle d’un produit carné.

Domaine de l’invention

De nombreuses graines, gousses ou haricots de plantes protéagineuses, oléo-protéagineuses voire oléagineuses sont utilisées comme source de protéines pour l’alimentation humaine ou animale. Certaines, comme le soja, le houblon, le trèfle, la luzerne, les lentilles, les pois chiches, les graines de lin ou de tournesol, contiennent naturellement des isoflavones telles que par exemple la génistéïne, la daidzéïne et la glycétéïne. Ces isoflavones, qui sont des polyphénols, sont aussi appelées phyto-œstrogènes ou œstrogènes végétaux car ils présentent une structure biochimique comparable aux hormones oestrogéniques féminines.

L’augmentation massive de la consommation de produits d’origine végétale et notamment des produits issus des graines de soja, pose la question de l’accumulation des phyto-œstrogènes dans les organismes qui les consomment. Cette question conduit les organismes de santé publique à recommander des quantités maximales quotidiennes d’isoflavones en particulier dans les produits destinés aux enfants et aux femmes enceintes ainsi qu’une meilleure information des consommateurs. Des études rapportent également les effets délétères d’une alimentation riche en soja sur la fertilité d’animaux d’élevage.

L’industrie agroalimentaire transforme certaines de ces légumineuses, notamment les graines de soja, au moyen d’un procédé industriel standard de texturation afin de produire des composés protéinés pourvus d’une texture favorisant leur utilisation en alimentation animale ou humaine. Les produits ainsi obtenus présentent une concentration plus élevée en protéines et sont plus facilement assimilables par l’organisme. Ces produits présentent un grand intérêt de par leur texture, leur digestibilité et leur moindre amertume en particulier pour l’alimentation humaine. Ils sont couramment utilisés par l’industrie agroalimentaire, directement ou comme ingrédients dans les préparations et produits destinés à l’homme mais également aux animaux d’élevage comme de compagnie.

Toutefois les méthodes actuelles de préparation des protéines texturées, issues notamment des graines de soja et d’assemblage dans des produits transformés, ont pour résultat l’obtention de produits à destination des consommateurs, comprenant des concentrations élevées en isoflavones.

De nombreuses techniques ont été mises en œuvre par le passé pour chercher à extraire des Isoflavones afin de les valoriser, soit à améliorer la qualité gustative des aliments notamment ceux à base de graines de soja du point de vue notamment de l’absence de saveurs végétales spécifiques au soja et/ou du point de vue de leur texture.

Des procédés pour réduire la quantité d’isoflavones sont décrits par exemple dans le document EP0943245 et consistent en des extractions à l’alcool.

D’autres procédés utilisent des extractions sur des résines d’absorption comme le document EP1166643 qui décrit un procédé pour séparer et récupérer des isoflavones et des protéines végétales à partir d'une matière végétale contenant des protéines et des isoflavones ; ce procédé comprend la mise en contact d'un extrait de protéines végétales clarifié contenant des isoflavones avec une résine échangeuse d'ions polaire, l'extrait protéique est ainsi épuisé desdites isoflavones, par séparation d’une part d’une protéine appauvrie en isoflavones et d’autre part les isoflavones grâce à la résine échangeuse d'ions.

Le document US3970805 décrit un procédé de préparation de produits protéiques déchiquetés possédant une texture de type viande améliorée à partir d'extrudats de protéines hydratées. Ce procédé comprend les étapes suivantes :

a) fournir une pluralité de morceaux d'extrudats hydratés,

b) soumettre les morceaux d'extrudats hydratés à une force de déchiquetage suffisante pour rompre et fendre les morceaux d'extrudats hydratés principalement le long de l'axe longitudinal desdits morceaux d'extrudats hydratés et fournir ainsi une pluralité de fragments d'un diamètre de section transversale sensiblement plus petit que les morceaux d'extrudats hydratés.

Le document WO2016/150834 un procédé de préparation d'un produit alimentaire analogue à la viande, le procédé comprenant les étapes suivantes :

a) alimenter un cylindre d'extrudeuse avec 40 à 70% en poids d'eau et 15 à 35% en poids de protéines végétales ;

b) injecter 2 à 15% en poids, de préférence 2 à 10% en poids, d'huile liquide, de graisse ou d'une combinaison de celles-ci dans le cylindre d'extrudeuse à un emplacement en aval de l'emplacement d'alimentation de l'étape a) ;

c) extruder le mélange à travers une filière de refroidissement.

Les deux premiers exemples de procédés de l’état de la technique ont pour objectif la récupération des isoflavones en vue de leur valorisation, et non la préparation d’un produit appauvri en isoflavones, tandis que le troisième concerne un procédé de texturisation de protéines végétales.

Il existe un besoin de disposer de produits protéinés d’origine végétale dont le taux d’isoflavones est réduit pour que le consommateur puisse maitriser la quantité d’isoflavones qu’il ingère par jour ou qui est administré aux animaux.

L’objectif de l’invention est de produire un aliment riche en protéines d’origine végétale, présentant des qualités nutritionnelles et gustatives améliorées par rapport à l’état de l’art et présentant des teneurs en isoflavones diminuées par rapport aux sources végétales utilisées communément comme matière première.

Ainsi, l’invention concerne un procédé de production d'un ingrédient protéiné végétal à partir de protéines texturées, destiné à l’alimentation humaine et animale et dont la teneur en isoflavones est réduite d’au moins 50% par rapport à la quantité présente dans les protéines texturées issues de plantes protéagineuses, oléoprotéagineuses ou oléagineuses et, comprenant les étapes de :

- Rinçage initial à l’aide d’une première solution aqueuse

- Réalisation d’au moins deux cycles comprenant :

• Une décoction dans une deuxième solution aqueuse
• Un rinçage refroidissant à l’aide d’une troisième solution aqueuse

- Essorage

Avantages de l’invention

Le procédé selon l’invention a pour avantage de permettre la préparation d’un ingrédient 100% végétal dont la teneur en isoflavones est significativement diminuée par rapport aux protéines texturées utilisées comme matières premières.

Cet ingrédient présente d’autres avantages tels qu’une digestibilité améliorée et des qualités gustatives améliorées par rapport à l’état de l’art, notamment une moindre amertume et gout neutre (par diminution des arômes végétaux). La texture et la consistance sont proches de celles d’un produit carné.

Par rapport à l’état de la technique, l’invention adresse simultanément trois objectifs qui n’étaient jusqu’à présent que partiellement ou séparément atteints, à savoir :

1. La diminution de la teneur en isoflavones dans les aliments pour des raisons sanitaires ;
2. L’amélioration de la texture et plus généralement des sensations structurelles de consistance, d’aspect visuel, de tenue et de sensation de toucher en main et de sensation physique en bouche lors de la mastication afin d’obtenir un composé au plus proche possible de la texture d’une viande choisie (bœuf, porc, poulet ou autres) ;
3. L’amélioration du goût et de la digestibilité pour d’une part éliminer les facteurs antinutritionnels, l’amertume des légumineuses et, d’autre part, obtenir un composé au plus proche possible du goût d’une viande choisie (bœuf, porc, poulet ou autres). Jusqu’à présent aucune technique n’avait été proposée pour améliorer simultanément ces trois caractéristiques des produits de type analogue de viande à base de graine de soja ou autres légumineuses et plus généralement pour des aliments issus de graines de soja destinés à l’homme ou à l’animal.

Cet ingrédient répond ainsi à un nouveau mode de consommation, reflétant la transition d’une alimentation traditionnellement basée sur des plats à base de viande vers des plats intégrant des protéines d’origine végétale.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION

L’invention concerne un procédé de production d'un ingrédient protéiné végétal à destination de l’alimentation humaine et animale dont la teneur en isoflavone est réduite, à partir de protéines texturées issues de plantes protéagineuses, oléoprotéagineuses ou oléagineuses, dans lequel la réduction en isoflavones est d’au moins 50% par rapport à la quantité présente dans lesdites protéines texturées, ce procédé comprenant les étapes de :

• Rinçage initial à l’aide d’une première solution aqueuse
• Réalisation d’au moins deux cycles comprenant :
  • Une décoction dans une deuxième solution aqueuse
  • Un rinçage refroidissant à l’aide d’une troisième solution aqueuse
• Essorage.

Par « ingrédient », on entend à la fois un produit utilisé comme matière de base pour la réalisation de produits transformés ou de recettes élaborées, et un produit pouvant être consommé en tant qu’aliment à part entière.

Par « protéine texturée », on entend majoritairement une protéine obtenue par extrusion de graines (soja, pois, coton, etc.) déshuilées à froid. Par extension ce terme couvre également tous les nouveaux modes de préparation de protéines texturées à partir de graines ou autres formes de sources végétales.

Par « plantes protéagineuses, oléoprotéagineuses ou oléagineuses », on entend les plantes appelées légumineuses telles que le soja, le houblon, le trèfle, la luzerne, les lentilles, les pois chiches, les graines de lin, d’arachide et de tournesol. Ces plantes ont pour point commun de contenir des isoflavones dans des quantités significatives.

Par « isoflavone(s) », on entend une sous-famille des flavonoïdes présentes en quantité significative chez les légumineuses. Ces isoflavones sont aussi appelées phyto-oestrogènes. Les isoflavones comprennent notamment la génistéïne, la daidzéïne et la glycétéïne.

Par « décoction », on entend une méthode d'extraction des principes actifs et/ou des arômes d'une préparation généralement végétale dans une solution chauffée, voire bouillante.

Il est entendu que le procédé selon l’invention consiste à transformer une protéine texturée en un produit à faible teneur en isoflavones. Les étapes préalables de préparation de la protéine texturée à partir de plantes protéagineuses, oléoprotéagineuses ou oléagineuses ne font pas partie de la présente invention.

Le procédé selon l’invention comprend typiquement trois étapes : un rinçage initial, une étape de décoction/rinçage et d’un essorage final.

Les isoflavones contenues dans les protéines texturées présentent un caractère hydrophile et peuvent être extraites par un traitement naturel mettant en œuvre l’action d’une solution aqueuse avec ou sans adjonction de solvants hydrophiles ou de catalyseurs, et/ou modification du pH, via une séquence de plusieurs étapes telles que décrites ci-dessous.

Première étape : rinçage initial

Le rinçage initial sert à nettoyer les protéines des particules et farines résiduelles fortement titrées en isoflavones et à hydrater les protéines texturées.

Le rinçage consiste à verser un flux de solution sur le produit ou à faire tremper celui-ci ; il est effectué à l’aide d’une solution aqueuse.

Le rinçage peut par exemple être réalisé en utilisant (i) tout dispositif permettant un écoulement plus ou moins continu de la solution aqueuse sur le produit, de sorte à favoriser le contact de tout le produit avec la solution aqueuse et permettant une évacuation rapide de la solution ayant été en contact avec le produit, ou (ii) un écoulement formé par un ou plusieurs jets, ou bien par aspersion en gouttelettes plus ou moins fines, écoulement préférentiellement effectué à faible pression de sorte à ne pas imposer de contraintes mécaniques trop importantes au produit de sorte qu’il ne perde pas sa texture et que ses grains ne soient pas désagrégés, ou (iii) par trempage dans une solution aqueuse.

Les solutions aqueuses utilisées lors des différentes étapes du procédé sont constituées :

• exclusivement constituée d’eau à un pH entre 6 et 8
• d’eau enrichie en composés acides ou alcalins, comme par exemple l’acide citrique, l’acide acétique, le bicarbonate de soude…,
• d’eau enrichie en éthanol,
• de toute autre solution aqueuse, notamment saline.

Par souci de clarté, il est précisé que les solutions aqueuses utilisées aux différentes étapes de ce procédé peuvent être identiques ou différentes.

Deuxième étape : cycles de décoction/rinçage

Cette deuxième étape consiste en une décoction des protéines dans une solution aqueuse chauffée puis un rinçage refroidissant à l’aide d’une nouvelle solution aqueuse.

Les inventeurs ont déterminé qu’une réduction de 50% de la teneur initiale en isoflavones peut être obtenue lorsque le procédé comprend au moins deux cycles de décoction-rinçage. Dans un mode de réalisation avantageux, trois cycles de décoction-rinçage permettent de réduire davantage la teneur en isoflavones.

Ainsi, l’étape de réduction de la teneur en isoflavones comprend au moins deux cycles de décoction-rinçage. Dans un mode de réalisation préféré, le procédé comprend 3 cycles de décoction/rinçage.

Le nombre de cycles à effectuer dépend des conditions appliquées et du taux d’isoflavones que l’on souhaite obtenir dans le produit final.

Le procédé permet une réduction d’au moins 50% de la quantité initiale d’isoflavones. La quantité dans le produit final peut être diminuée de 50% ou plus notamment de 55%, 60%, 65%, 70, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% ou 98%, ou jusqu’à n’obtenir que des traces au sens scientifique du terme (limite de détection) en adaptant les paramètres du procédé.

La décoction consiste à plonger le produit traité dans un bain de solution aqueuse chauffée. La solution aqueuse est telle que décrite précédemment.

Le ratio en volume de solution aqueuse sur produit dans le bain de décoction est d’au moins 2 pour 1. Pour que le produit soit toujours immergé dans le bain de solution aqueuse, et pour favoriser des mouvements naturels de convection, un ratio de 4 pour 1 est préféré, de manière encore préférée un ratio de 10 pour 1.

Le bain de décoction est réalisé dans un récipient ouvert ou clos, permettant un brassage par convection naturelle et éventuellement un brassage mécanique, lent et modéré de la matière.

La température du bain de décoction est comprise entre 75°C et 100°C, de préférence entre 85°C à 100°C, à pression atmosphérique.

La durée de la décoction est comprise entre 1 à 30 minutes et préférentiellement de 4 à 10 minutes, par exemple de 5 min.

Les objectifs de la décoction sont de poursuivre l’extraction des isoflavones, d’hydrater le produit, d’améliorer la digestibilité des produits par la cuisson et la biodisponibilité de leurs constituants, d’éliminer certains facteurs antinutritionnels (acide phytique) lorsque le bain présente un pH acide (pH < 7) et les inhibiteurs de protéases (action thermique) et d’extraire les autres produits générateurs du goût amer et leurs précurseurs.

Le rinçage qui suit la décoction est réalisé de la même manière que le rinçage initial, par aspersion ou trempage, à l’aide d’une solution aqueuse. L’objectif de ce rinçage est d’éliminer les isoflavones encore présentes sur la matière, les constituants générateurs d’amertume ou de notes végétales et certains facteurs antinutritionnels.

La température et le débit de la solution aqueuse lors du rinçage doivent permettre un refroidissement rapide de la matière. Lors de ce refroidissement, la température du produit à cœur en fin de rinçage doit être inférieure à 30°C, préférentiellement inférieure à 20°C, et idéalement inférieure à 10°C.

Lors des cycles de décoction/rinçage, le rinçage avec refroidissement a pour objectif de redonner de la fermeté et de la texture au produit par renaturation des protéines et de solliciter la structure vacuolaire du produit avant une nouvelle étape de décoction afin de d’optimiser encore l’extraction des isoflavones et des précurseurs de mauvais goût, le refroidissement limitant par ailleurs le développement de bactéries et de flores.

Dans tous les cas, la solution aqueuse est évacuée après chaque étape du procédé.

Troisième étape : essorage final

L’essorage peut être effectué selon divers procédés :

• au moyen d’un dispositif effectuant une centrifugation, un pressage, ou une action du vide, ceci pour faire ressortir le jus de lixiviation encore retenu dans les vacuoles de la matière. La pression d’essorage doit être suffisamment forte pour faire ressortir le jus mais suffisamment modérée pour ne pas endommager la texture du produit. Elle ne doit pas aller au-delà de la limite de plasticité de la texture du produit.
• de manière passive par égouttage par gravité dans un récipient percé pendant quelques heures, et préférentiellement en 24 heures.

Dans tous les cas le jus de lixiviation est évacué avant de passer à l’étape suivante. L’essorage a pour objectif d’évacuer mécaniquement les isoflavones en solution dans l’eau qui est encore retenue dans les vacuoles de la matière et de conférer au produit un taux d’hydratation tel que la matière soit souple et de texture similaire à la viande et tel que le produit ne libère pas d’eau sous l’effet d’une légère pression, dans son conditionnement.

De manière générale, chacune des étapes du procédé est obligatoirement réalisée au moins une fois et les étapes de décoction, rinçage et éventuellement d’essorage peuvent être répétées plusieurs fois, selon une séquence appropriée à l’objectif recherché.

De préférence, on réalisera une étape d’essorage après chaque étape de rinçage et/ou de décoction.

Les caractéristiques de chaque étape et notamment les durées, les températures, le ratio en volume entre solution aqueuse et produit, le nombre d’étapes et les séquences des étapes sont déterminés en fonction des performances souhaitées et notamment la teneur finale en isoflavones mais aussi la texture, la fermeté, l’aspect, le goût du produit. On cherche à reproduire les paramètres organoleptiques d’un produit carné (bœuf, porc, volaille…).

Le taux d‘hydratation des produits ainsi réalisés est variable en fonction des caractéristiques des protéines de départ, de la texturation et des caractéristiques des solutions aqueuses et des paramètres des opérations de décoctions, de rinçage et d‘essorage. On observe généralement des gains d’hydratation d’un facteur 2 à 4 entre le poids initial de protéines texturées et le poids final après traitement ; de manière préférée ce facteur est de 2,8.

Un schéma général illustrant un mode de réalisation du procédé selon l’invention est présenté à la .

DESCRIPTION DES FIGURES

: Schéma général d’un mode de réalisation du procédé selon l’invention permettant l’obtention de l’ingrédient à teneur réduite en isoflavones. a) rinçage initial, b) décoction, c) rinçage, d) essorage.

Claims (9)

1. Procédé de production d'un ingrédient protéiné végétal à destination de l’alimentation humaine et animale dont la teneur en isoflavone est réduite, à partir de protéines texturées issues de plantes protéagineuses, oléoprotéagineuses ou oléagineuses, dans lequel la réduction en isoflavones est d’au moins 50% par rapport à la quantité présente dans lesdites protéines texturées, ce procédé comprenant les étapes de :

   • Rinçage initial à l’aide d’une première solution aqueuse
   • Réalisation d’au moins deux cycles comprenant :
     • Une décoction dans une deuxième solution aqueuse
     • Un rinçage refroidissant à l’aide d’une troisième solution aqueuse
   • Essorage.
2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l’on réalise trois cycles de décoction/rinçage.
3. Procédé selon l’une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que lesdites solutions aqueuses sont évacuées après chaque étape.
4. Procédé selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que la réduction en isoflavones dudit ingrédient est d’au moins 80% par rapport à la quantité présente dans lesdites protéines texturées.
5. Procédé selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdites première, deuxième et troisième solutions aqueuses peuvent être identiques et différentes et choisies parmi (i) une solution exclusivement constituée d’eau et présentant un pH entre 6 et 8, (ii) une solution aqueuse enrichie avec des composés acides ou alcalins, (iii) une solution aqueuse enrichie en éthanol, (iv) une solution saline.
6. Procédé selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdites protéines texturées sont issues du soja.
7. Procédé selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que ladite solution aqueuse utilisée pour la décoction est chauffée entre 85°C et 100°C à pression atmosphérique.
8. Procédé selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que la durée de ladite décoction est comprise entre 1 et 10 minutes.
9. Procédé selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que la température du produit en fin de rinçage est inférieure à 30°C.