FR3135875A1

FR3135875A1 - Proteines de legumineuses texturees

Info

Publication number: FR3135875A1
Application number: FR2205229A
Authority: FR
Inventors: Charlotte Dlubak; Anne MATIGNON
Original assignee: Roquette Freres SA
Current assignee: Roquette Freres SA
Priority date: 2022-05-31
Filing date: 2022-05-31
Publication date: 2023-12-01

Abstract

L’invention concerne une composition comprenant des protéines de légumineuses texturées par voie sèche, son procédé de production ainsi que son utilisation.

Description

PROTEINES DE LEGUMINEUSES TEXTUREES

ETAT DE L’ART ANTERIEUR

La présente invention est relative à une composition spécifique comprenant des protéines de pois texturées, ainsi qu'à son procédé de fabrication et son utilisation.

La technique de texturation des protéines, notamment par cuisson-extrusion, dans le but de préparer des produits à structure fibreuse destinés à la réalisation d’analogues de viande et de poisson, a été appliquée à de nombreuses sources végétales.

On peut séparer en deux grandes familles les procédés de cuisson-extrusion des protéines de par la quantité d’eau mise en œuvre lors du procédé. Lorsque cette quantité, exprimée en pourcentage d’eau du mélange présent dans l’extrudeur, est supérieure à une valeur de l’ordre de 30% en poids, on parle usuellement de cuisson-extrusion dite « humide » et les produits obtenus seront plutôt destinés à la production de produits finis à consommation immédiate, simulant la viande animale par exemple des steaks de bœuf ou bien des nuggets de poulet. On connait par exemple la demande de brevet WO2014081285 qui dévoile un procédé d’extrusion d’un mélange de protéine et de fibres avec utilisation d’une filière de refroidissement («cooling die »en anglais) typique de l’extrusion humide. Notre invention s’inscrit dans le domaine de l’extrusion sèche.

Lorsque cette quantité d’eau est inférieure à une valeur de l’ordre de 30% en poids, on parle alors usuellement de cuisson-extrusion « sèche » : les produits obtenus sont plutôt destinés à être utilisés par les industriels de l’agroalimentaire, afin de formuler des succédanés de viandes, en les mélangeant avec d’autres ingrédients. Le domaine de la présente invention est bien celui de la cuisson-extrusion « sèche ».

Historiquement, les premières protéines utilisées comme analogues de viande ont été extraites du soja et du blé. Le soja est ensuite rapidement devenu la source principale pour ce domaine d’applications.

On connait par exemple la demande de brevet WO2009018548 qui nous enseigne que des mélanges variés contenant des protéines peuvent être extrudés afin de générer une protéine extrudée avec des fibres alignées permettant d’envisager de simuler des fibres de viandes.

Si la plupart des études qui ont suivi ont naturellement porté sur les protéines de soja, d’autres sources de protéines, tant animales que végétales, ont été texturées : protéines d’arachide, de sésame, de graines de coton, de tournesol, de maïs, de blé, protéines issues de microorganismes, de sous-produits d’abattoirs ou de l’industrie du poisson.

Les protéines de légumineuses telles que celles issues du pois et de la féverole ont fait aussi l’objet de travaux, tant dans le domaine de leur isolement que dans celui de leur cuisson-extrusion « sèche ».

De nombreuses études ont été entreprises sur les protéines de pois, étant donné leurs propriétés fonctionnelles et nutritives particulières, mais aussi pour leur caractère non génétiquement modifié.

L’article « Soy and Pea Protein and what in the world is TVP ? » publié le 26 Décembre 2018 par Eben Van Tonder nous présente ce qui peut être considéré comme une limitation des protéines végétales texturées obtenues en utilisant une source protéique légumineuses en particulier de pois en ce qu’elles possèdent une texture moins ferme. On peut ainsi voir dans le dernier tableau de celui-ci, juste avant la partie conclusive, une comparaison des différentes protéines texturées selon leur origine botanique. On constate bien que les protéines texturées obtenues avec des isolats de pois ou de féverole (« field bean ») sont jugées comme inférieures d’un point de vue texture par rapport aux protéines de soja texturées.

L’utilisation de protéine de pois ou de féverole est donc souvent perçue comme handicapante en ce sens qu’elle aboutit à des protéines végétales texturées dont la fermeté est évaluée plus basse en particulier vis-à-vis des protéines de soja. Cette fermeté plus basse a pour conséquence une sensation de mâche amoindrie lorsque formulée et consommée.

Il est du mérite de la demanderesse d’avoir dépassé les préjugés ci-dessus et d’avoir développé une nouvelle composition spécifique comprenant des protéines de légumineuses texturées, notamment de pois, dont la ayant une densité élevée ce qui permet d’optimiser le remplissage des conditionnements, tout en conservant une résistance à la mâche acceptable pour une consommation humaine, ce que ne permet pas la source soja, comme il sera démontré dans les exemples ci-dessous.

Cette invention sera mieux comprise dans le chapitre suivant visant à exposer une description générale celle-ci.

DESCRIPTION GENERALE DE LA PRESENTE INVENTION

La présente invention est relative à une composition comprenant des protéines de légumineuses texturées par voie sèche sous forme de particules, la composition ayant une densité mesurée par un test A comprise entre 235 et 295 g/l.

De manière préférée, les protéines de légumineuses sont des protéines de pois, de féverole, ou un mélange de celles-ci.

La teneur en protéines au sein de la composition est de préférence comprise entre 60% et 80% en poids sec par rapport au poids total de matière sèche de la composition, préférentiellement entre 70% et 80% en poids sec par rapport au poids total de matière sèche de la composition.

De manière préférée, la composition de protéines de légumineuses présente une matière sèche supérieure à 80% en poids, préférentiellement supérieure à 90% en poids.

De manière préférée, au moins 85% des particules de protéines de légumineuses texturées ayant une taille comprise entre 2mm et 5mm

La présente invention est également relative à un procédé de production d’une composition de protéines de légumineuses de l’invention, notamment telle que décrite ci-dessus caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes :
1) Fourniture d’une poudre comprenant des protéines de légumineuses et optionnellement des fibres de légumineuses présentant un ratio en poids sec de protéines de légumineuses / fibres de légumineuses compris entre 70/30 et 90/10, préférentiellement compris entre 75/25 et 85/15 ;
2) Cuisson-extrusion par voie sèche de la poudre avec de l’eau, le ratio massique eau/poudre avant cuisson étant compris entre 35% et 45%, préférentiellement entre 37% et 43%, encore plus préférentiellement entre 39% et 41%
3) Coupe de la composition extrudée en sortie d’extrudeuse, préférentiellement constituée d’une filière en sortie avec orifices, d’un diamètre de 1,5mm et équipée d’un couteau dont la vitesse de rotation est comprise entre 1200 et 1800 tours par minutes, ou entre 2000 et 2400 tours par minutes, préférentiellement autour de 1500 tours/min

4) Séchage de la composition ainsi obtenue.

De manière préférée, les protéines de légumineuses mise en œuvre dans le procédé selon l’invention sont des protéines de pois, de féverole, ou un mélange de celles-ci..

De manière préféré, les protéines de légumineuses sont caractérisées par une granulométrie caractérisée par un Dmode compris entre 150 microns et 400 microns, préférentiellement entre 150 microns et 200 microns ou entre 350 microns et 450 microns.

De manière préférée, la fibre de légumineuse contient entre 40% et 60% de polymères composés de cellulose, d’hémicellulose et de pectine, préférentiellement entre 45% et 55%, ainsi qu’entre 25% et 45% d’amidon de pois, préférentiellement entre 30% et 40%, % en poids de fibres de légumineuses.

La poudre comprenant des protéines de légumineuse et des fibres de légumineuses mise en œuvre à l’étape 1 peut être préparée par mélange desdites protéines et fibres. La poudre peut être constituée essentiellement de protéines de légumineuses et de fibres de légumineuse. Le terme « constitué essentiellement » signifie que la poudre peut comprendre des impuretés liées au procédé de fabrication des protéines et des fibres, telles que par exemple des traces d’amidon. De manière préférée, la protéine et la fibre de légumineuse sont choisies parmi la féverole et le pois. Le pois est particulièrement préféré.

De manière préférée, l’étape 2 est réalisée par cuisson-extrusion dans un extrudeur bi-vis caractérisé par un ratio longueur/diamètre compris entre 20 et 45, préférentiellement entre 35 et 45, préférentiellement 40, et équipé d’une 85-95% d’éléments de convoyage, 2,5-10% d’éléments de pétrissage, et 2,5-10% d’éléments de pas inversé.

De manière encore plus préférée, on applique au mélange de poudre une énergie spécifique comprise entre 10 et 25 kWh/kg, en régulant la pression en sortie dans une gamme comprise entre 10 et 25 bars, préférentiellement entre 12 et 16 bars ou entre 17 et 23 bars.

De manière préférée, les éléments de convoyage placés en début de vis avec une température réglée entre 20°C et 70°C, les éléments de pétrissage étant placés après les éléments de convoyage avec une température comprise entre 90°C et 150°C et les éléments de pas inversés étant placés après les éléments de pétrissage avec une température comprise entre 100°C et 120°C.

De manière préférée, les vis de l’extrudeur bi-vis sont mises en rotation entre 900 et 1200 tours/min, préférentiellement entre 1000 et 1100 tours/min.De manière préférée, est appliqué au mélange de poudre et d’eau une énergie spécifique comprise entre 10 et 25 kWh/kg, en régulant la pression en sortie d’extrudeuse, typiquement en sortie de filière, dans une gamme comprise entre 10 et 25 bars, préférentiellement entre 12 et 16 bars

De manière préférée, la sortie de l’extrudeur bi-vis est constituée d’une filière en sortie avec orifices d’un diamètre de 1,5mm et avec un couteau dont la vitesse de rotation est comprise entre 1200 et 1800 tours par minutes ou entre 2000 et 2400 tours par minutes, préférentiellement 1500 tours/min.

La présente invention est enfin relative à l’utilisation de la composition de protéines de légumineuses texturées par voie sèche de l’invention, notamment telle que décrite ci-dessus ou produite selon le procédé de l’invention, notamment tel que décrit ci-dessus dans des applications industrielles telles que par exemple l’industrie alimentaire humaine et animale, la pharmacie industrielle ou la cosmétique.

De manière préférée, la protéine de légumineuse utilisée dans ces applications est une protéine de pois.

La présente invention se comprendra mieux à la lecture de la description détaillée infra.

DESCRIPTION DETAILLEE DE LA PRESENTE INVENTION

De manière préférée, la protéine de légumineuse est choisie dans la liste constituée de la protéine de féverole et de la protéine de pois. La protéine de pois est particulièrement préférée.

Le terme « légumineuses » est considéré ici comme la famille de plantes dicotylédones de l'ordre des Fabales. C'est l'une des plus importantes familles de plantes à fleurs, la troisième après les Orchidaceae et les Asteraceae par le nombre d'espèces. Elle compte environ 765 genres regroupant plus de 19 500 espèces. Plusieurs légumineuses sont d'importantes plantes cultivées parmi lesquelles le soja, les haricots, les pois, la féverole, le pois chiche, l'arachide, la lentille cultivée, la luzerne cultivée, différents trèfles, les fèves, le caroubier, la réglisse.

De préférence, les légumineuses selon la présente demande sont choisies parmi le pois, la féverole ou un mélange de celles-ci.

Le terme « pois » étant ici considéré dans son acception la plus large et incluant en particulier toutes les variétés de « pois lisse » («smooth pea») et « de pois ridés » («wrinkled pea»), et toutes les variétés mutantes de « pois lisse » et de « pois ridé » et ce, quelles que soient les utilisations auxquelles on destine généralement lesdites variétés (alimentation humaine, nutrition animale et/ou autres utilisations).

Le terme « pois » dans la présente demande inclut les variétés de pois appartenant au genrePisumet plus particulièrement aux espècessativumetaestivum. Lesdites variétés mutantes sont notamment celles dénommées « mutants r », « mutants rb », « mutants rug 3 », « mutants rug 4 », « mutants rug 5 » et « mutants lam » tels que décrits dans l’article de C-L HEYDLEY et al. intitulé «Developing novel pea starches» Proceedings of the Symposium of the Industrial Biochemistry and Biotechnology Group of the Biochemical Society, 1996, pp. 77-87.

Par « féverole », on entend le groupe des plantes annuelles de l'espèceVicia faba, appartenant au groupe des légumineuses de la famille des Fabaceae, sous-famille des Faboideae, tribu des Fabeae. On distingue les variétés Minor et Major. Dans la présente invention, les variétés sauvages et celles obtenues par génie génétique ou sélection variétales sont toutes d’excellentes sources.

Si les protéines de légumineuses, en particulier issues de pois ou de féverole, sont particulièrement adaptées à la conception de l’invention, il est néanmoins possible de parvenir à celle-ci avec d’autres sources de protéines végétales telles que les protéines d’avoine, d’haricot mungo, de pomme de terre, de maïs ou encore de pois chiche. L’homme du métier saura faire les adaptations éventuellement nécessaires.

Par « texturée » ou « texturation », on entend dans la présente demande tout procédé physique et/ou chimique visant à modifier une composition comportant des protéines afin de leur conférer une structure ordonnée spécifique. Dans le cadre de l’invention, la texturation des protéines vise à donner l’aspect d’une fibre, telles que présentes dans les viandes animales. Comme il sera décrit dans la suite de cette description, un procédé particulièrement préféré pour texturer les protéines est la cuisson extrusion, particulièrement à l’aide d’un extrudeur bi-vis.

Par « texturée par voie sèche » ou « texturation par voie sèche », on entend dans la présente demande un procédé de texturation, en particulier par cuisson-extrusion, dans lequel la quantité d’eau dans le mélange présent dans l’extrudeur représente moins de 35%, de préférence moins de 32%, de préférence encore moins de 30% du poids total des ingrédients mis en œuvre lors du procédé. De manière préférée, la quantité d’eau dans le mélange présent dans l’extrudeur est comprise entre 26% et 32%, de préférence entre 26% et 31%, par exemple est de 26%, 27%, 28%, 29%, 30% ou 31%. Typiquement, comme détaillé ci-dessous, la composition de la présente demande est de préférence préparée par cuisson-extrusion en introduisant une poudre et de l’eau dans un extrudeur, ladite poudre contenant des protéines de légumineuse et optionnellement des fibres de légumineuse, et dans ce contexte l’expression « texturée par voie sèche » signifie que le poids en eau introduit dans l’extrudeur représente moins de 35%, de préférence moins de 32%, de préférence encore moins de 30% du poids total en eau et en poudre introduit dans l’extrudeuse.

Par « eau potable » on entend une eau que l’on peut boire ou utiliser à des fins domestiques et industrielles sans risque pour la santé. De manière préférentielle, sa conductivité est choisie entre 400 et 1100, préférentiellement entre 400 et 600 µS/cm. De manière plus préférentielle dans la présente invention, on entendra que cette eau potable possède une teneur en sulfate inférieure à 250 mg/l, une teneur en chlorures inférieure à 200 mg/l, une teneur en potassium inférieure à 12 mg/l, un pH compris entre 6,5 et 9 et un TH (Titre Hydrométrique, soit la dureté de l’eau, qui correspond à la mesure de la teneur d’une eau en ions calcium et magnésium) supérieur à 15 degrés français. Autrement dit, une eau potable ne doit pas posséder moins de 60 mg/l de calcium ou 36 mg/l de magnésium.

Afin de mesurer la densité, on utilise le test A dont le protocole est décrit ci-dessous :

a. Tare d’une éprouvette graduée de 2 litres ;
b. Remplissage de l’éprouvette avec le produit à analyser, jusqu’à atteindre la graduation de 2 litres.
c. Pesée du produit (Poids P, en grammes).

Le calcul de la densité exprimée en g/l est le suivant :

Densité = (P(en g) / 2 (en l)).

Dans la présente demande, les termes « densité » et « masse volumique » sont utilisés de manière interchangeable.

Le protocole pour déterminer la taille des particules constitutives mesurée selon un test B, exprimée en pourcentage est le suivant :
- On utilise un système de tamis empilés sur une machine permettant de mettre en agitation lesdits tamis, afin de faire circuler les particules au travers des mailles. Une référence commerciale particulièrement adaptée est la suivante Tamisseuse Electromagnétique de laboratoire, modèle Analysette 3, commercialisé par la société FRITSCH.
Les différents tamis utilisés sont les suivants 1 mm, 2 mm, 5 mm, 10 mm
- On introduit 100 g de produit au sommet et on met l’appareillage en mode vibration pendant 3 min. On peut modifier ce temps, tant que l’on s’assure que la séparation granulométrique est bien terminée.
- Après arrêt, on pèse le poids de chaque fraction accumulée sur chaque tamis que l’on appelle «le refus » du tamis. C’est en effet les particules n’ayant pas réussi à passer la maille car trop gros.
- Le calcul est le suivant :
Supérieur à 10 mm = ( poids refus 10 mm / poids X ) * 100
Entre 5 et 10 mm = ( poids refus 5 mm / Poids X ) * 100
Entre 2 et 5 mm = ( poids refus 2 mm / Poids X ) * 100
Entre 1 et 2 mm = ( poids refus 1 mm / Poids X ) * 100
Inférieur à 1 mm = ( poids refus final / Poids X ) * 100

Enfin, la matière sèche de la protéine de légumineuse texturée par voie sèche selon l’invention est supérieure à 80% en poids, préférentiellement supérieure à 90% en poids.

La matière sèche est mesurée par toute méthode bien connue de l’homme de l’art. De manière préférentielle, la méthode dite « par dessication » est utilisée. Elle consiste à déterminer la quantité d’eau évaporée par chauffage d’une quantité connue d’un échantillon de masse connue. Le chauffage est continu jusqu’à stabilisation de la masse, indiquant que l’évaporation de l’eau est complète. De manière préférée, la température utilisée est de 105°C.

La teneur en protéine de la composition selon l’invention est avantageusement comprise entre 60% et 80%, préférentiellement entre 70% et 80% en poids sur la matière sèche totale. Pour analyser cette teneur en protéines, n’importe quelle méthode bien connue par l’homme du métier est utilisable. De préférence, on dosera la quantité d’azote total, typiquement selon la méthode Kjeldahl, et l’on multipliera cette teneur par le coefficient 6,25. Cette méthode est bien connue de l’homme du métier et couramment utilisée pour analyser la teneur en protéines de compositions de protéines végétales.

La composition selon la présente demande peut également comprendre des fibres de légumineuses. De préférence, la composition comprend des fibres de légumineuses dans un ratio massique protéines de légumineuses / fibres de légumineuses compris entre 70/30 et 90/10, préférentiellement compris entre 75/25 et 85/15. De préférence, la composition comprend des protéines et des fibres de légumineuses texturées par voie sèche sous forme de particules, dans un ratio massique protéines de légumineuses / fibres de légumineuses compris entre 70/30 et 90/10, préférentiellement compris entre 75/25 et 85/15. Lorsque la composition de la présente demande comprend des fibres de légumineuses, les protéines et les fibres proviennent de la même légumineuse ou bien de légumineuses différentes, de préférence proviennent de la même légumineuse. Dans un mode particulier, la composition de la présente demande comprend des protéines et des fibres de pois ou de féverole.

La présente invention est également relative à un procédé de production d’une composition de protéines de légumineuses telle que décrite ci-dessus caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes :
1) Fourniture d’une poudre comprenant des protéines de légumineuses et optionnellement des fibres de légumineuses présentant un ratio en poids sec de protéines de légumineuses / fibres de légumineuses compris entre 70/30 et 90/10, préférentiellement compris entre 75/25 et 85/15 ;
2) Cuisson-extrusion de la poudre avec de l’eau, le ratio massique eau/poudre avant cuisson étant compris entre 35% et 45%, préférentiellement entre 37% et 43%, encore plus préférentiellement entre 39% et 41%
3) Séchage de la composition ainsi obtenue.

De manière préférée, la poudre comprend des protéines de légumineuses et des fibres de légumineuses.

De manière préférée, la protéine de légumineuses et la fibre de légumineuses de l’étape 1 sont choisies dans la liste constituée de la protéine de féverole et de la protéine de pois. La protéine de pois est particulièrement préférée.

La poudre comprenant des protéines de légumineuses et des fibres de légumineuses mise en œuvre à l’étape 1 peut être préparée par mélange desdites protéines et fibres. La poudre peut être constituée essentiellement de protéines de légumineuses et de fibres de légumineuses. Le terme « constitué essentiellement » signifie que la poudre peut comprendre des impuretés liées au procédé de fabrication des protéines et des fibres, telles que par exemple des traces d’amidon. Le mélange consiste à obtenir un mélange sec des différents constituants nécessaires à synthétiser la fibre végétale lors de l’étape 2.

De manière préférée, les protéines de légumineuses sont caractérisées par une teneur en protéines avantageusement comprise entre 60% et 90%, préférentiellement entre 70% et 85%, encore plus préférentiellement entre 75% et 85% en poids sur la matière sèche totale. Pour analyser cette teneur en protéines, n’importe quelle méthode bien connue par l’homme du métier est utilisable. De préférence, on dosera la quantité d’azote total, typiquement selon la méthode Kjeldahl, et l’on multipliera cette teneur par le coefficient 6,25. Cette méthode est particulièrement connue et utilisée pour les protéines végétales. De manière préférée, la matière sèche de la protéine de légumineuse est supérieure à 80% en poids, préférentiellement supérieure à 90% en poids.

De manière encore plus préférée, les protéines de légumineuses sont caractérisées par une solubilité à pH 3 supérieure à 30%. La solubilité est mesurée à l’aide du protocole suivant : on réalise une suspension de la poudre à 2,5% p/p avec de l’eau distillée avec une quantité Q1, on rectifie le pH à la valeur désirée, on agite 30 min à 1100 tr/min à l’aide d’un barreau magnétique, on centrifuge 15 min à 3000g puis on analyse la quantité de matière Q2 dans le surnageant à l’aide de son poids et de sa matière sèche (obtenue p.ex. par la méthode dite « par dessication ». Elle consiste à déterminer la quantité d’eau évaporée par chauffage d’une quantité connue d’un échantillon de masse connue. Le chauffage est continu jusqu’à stabilisation de la masse, indiquant que l’évaporation de l’eau est complète. De manière préférée, la température utilisée est de 105°C.). La solubilité est obtenue par la formule : (Q2 / Q1 ) * 100d

De manière encore plus préférée, les protéines sont caractérisées par une granulométrie caractérisée par un Dmode compris entre 150 microns et 400 microns, préférentiellement entre 150 microns et 200 microns ou entre 350 microns et 450 microns. La mesure de cette granulométrie est réalisée à l’aide d’un granulomètre laser MALVERN 3000 en phase sèche (équipé d’un module poudre). La poudre est placée dans l’alimentation du module avec une ouverture comprise entre 1 et 4mm et une fréquence de vibration de 50% ou 75. L’appareil enregistre automatiquement les différentes tailles et restitue la Distribution de Taille des Particules (ou PSD en anglais) ainsi que le Dmode, le D10, le D50 et le D90. Le Dmode est bien connu de l’Homme du Métier consiste en la taille de la population de particules la plus importante.

La granulométrie de la poudre est avantageuse pour la stabilité et la productivité du procédé. Une granulométrie trop fine est irrémédiablement suivie de problèmes parfois lourds à gérer lors du procédé d’extrusion.

Par « fibres de légumineuses », on entend toutes compositions comportant des polysaccharides peu ou non digestibles par le système digestif humain, extraites de légumineuses. De telles fibres sont extraites par tout procédé bien connu de l’homme du métier. De préférence, les fibres de légumineuses sont des fibres de pois, de féverole, d’haricot mungo, de pois chiche, ou un mélange de celles-ci. Lorsque des fibres de légumineuses sont mises en œuvre dans le procédé selon la présente demande les protéines et les fibres proviennent de la même légumineuse ou bien de légumineuses différentes, de préférence proviennent de la même légumineuse. Dans un mode particulier, le procédé est mis en œuvre avec des protéines et des fibres de pois ou de féverole.

De manière préférée, la fibre de légumineuse est issue du pois à l’aide d’un procédé d’extraction par voie humide. Le pois dépelliculé est réduit en farine qui est ensuite mis en suspension dans de l’eau. La suspension ainsi obtenue est envoyée sur des hydrocyclones afin d’extraire l’amidon. Le surnageant est envoyé dans des décanteurs horizontaux afin d’obtenir une fraction fibre de légumineuse. Un tel procédé est décrit dans la demande de brevet EP2950662. Une fibre de légumineuse ainsi préparée contient entre 40% et 60% de polymères composés de cellulose, d’hémicellulose et de pectine, préférentiellement entre 45% et 55%, ainsi qu’entre 25% et 45% d’amidon de pois, préférentiellement entre 30% et 40%. Un exemple commercial d’une telle fibre est par exemple la fibre Pea Fiber I50 de la société Roquette.

Le mélange des protéines et des fibres (mélange fibres/protéines) peut être réalisé en amont à l’aide d’un mélangeur à sec ou bien directement en alimentation de l’étape 2. Lors de ce mélange, on peut ajouter des additifs bien connus de l’homme du métier tels que des arômes ou bien des colorants.

Dans un mode alternatif, le mélange fibres/protéines est naturellement obtenu par turboséparation d’une farine de légumineuses. Les graines de légumineuses sont nettoyées, débarrassées de leurs fibres externes et broyées en farine. La farine est ensuite turboséparée, ce qui consiste en l’application d’un courant d’air ascendant permettant une séparation des différentes particules selon leur densité. On arrive ainsi à concentrer la teneur en protéines dans les farines d’environ 20% à plus de 60%. De telles farines sont appelées « concentrats ». Ces concentrats contiennent également entre 10% et 20% de fibres de légumineuses.

Le ratio massique sec entre protéines et fibres est avantageusement compris entre 70/30 et 90/10, préférentiellement compris entre 75/25 et 85/15.

Lors de l’étape 2, ce mélange de poudres va ensuite être texturé ce qui revient à dire que les protéines et les fibres vont subir une déstructuration thermique et une réorganisation afin de former des fibres, un allongement continu en lignes droites parallèles, simulant les fibres présentes dans les viandes. Tout procédé bien connu de l’homme du métier conviendra, en particulier par extrusion.

L'extrusion consiste à forcer un produit à s'écouler à travers un orifice de petite dimension, la filière, sous l'action de pressions et de forces de cisaillements élevées, grâce à la rotation d’une ou deux vis d’Archimède. L'échauffement qui en résulte provoque une cuisson et/ou dénaturation du produit d'où le terme parfois utilisé de "cuisson-extrusion", puis une expansion par évaporation de l’eau en sortie de filière. Cette technique permet d'élaborer des produits extrêmement divers dans leur composition, leur structure (forme expansée et alvéolée du produit) et leurs propriétés fonctionnelles et nutritionnelles (dénaturation des facteurs antinutritionnels ou toxiques, stérilisation des aliments par exemple). Le traitement de protéines conduit souvent à des modifications structurelles qui se traduisent par l'obtention de produits à l’aspect fibreux, simulant les fibres de viandes animales. Dans la présente demande, l’étape de cuisson-extrusion est de préférence réalisée par voie sèche, c’est-à-dire que la quantité d’eau introduite dans l’extrudeuse représente moins de 35%, de préférence moins de 32%, de préférence encore moins de 30% du poids total en eau et en poudre introduit dans le l’extrudeuse. Dans la présente demande, ce pourcentage peut être obtenu en divisant la quantité d’eau introduite dans l’extrudeuse par le total de la quantité de poudre et d’eau introduite dans l’extrudeuse, et en multipliant par 100. De manière préférée, la quantité d’eau dans le mélange présent dans l’extrudeur est comprise entre 26% et 32%, de préférence entre 26% et 31%, par exemple est de 26%, 27%, 28%, 29%, 30% ou 31%.

L’étape 2 doit être réalisée avec un ratio massique eau/poudre avant cuisson étant compris entre 35% et 45%, préférentiellement entre 37% et 43%, encore plus préférentiellement entre 39% et 41%. Ce ratio est obtenu en divisant la quantité d’eau par la quantité de poudre, et en multipliant par 100. De manière préférée, l’eau est injectée à la fin de la zone de convoyage et juste avant la zone de pétrissage.

Sans être lié par une quelconque théorie, il est bien connu de l’homme du métier de la cuisson extrusion que c’est ce ratio qui permettra d’obtenir la densité requise. Les valeurs de ce ratio seront donc potentiellement 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44 ou 45%.

Toute eau dite potable convient pour ce faire. Par « eau potable » on entend une eau que l’on peut boire ou utiliser à des fins domestiques et industrielles sans risque pour la santé. De manière préférentielle, sa conductivité est choisie entre 400 et 1100, préférentiellement entre 400 et 600 µS/cm. De manière plus préférentielle dans la présente invention, on entendra que cette eau potable possède une teneur en sulfate inférieure à 250 mg/l, une teneur en chlorures inférieure à 200 mg/l, une teneur en potassium inférieure à 12 mg/l, un pH compris entre 6,5 et 9 et un TH (Titre Hydrométrique, soit la dureté de l’eau, qui correspond à la mesure de la teneur d’une eau en ions calcium et magnésium) supérieur à 15 degrés français. Autrement dit, une eau potable ne doit pas posséder moins de 60 mg/l de calcium ou 36 mg/l de magnésium. Cette définition inclus l’eau du réseau potable, l’eau décarbonatée, l’eau déminéralisée.

De manière préférée, l’étape 2 est réalisée par cuisson-extrusion dans un extrudeur bi-vis caractérisé par un ratio longueur/diamètre compris entre 20 et 45, préférentiellement entre 35 et 45, préférentiellement 40, et équipé d’une succession de 85-95% d’éléments de convoyage, 2,5-10% d’éléments de pétrissage, et 2,5-10% d’éléments de pas inversé.

Le ratio longueur/diamètre est un paramètre classique dans la cuisson-extrusion. Ce ratio pourra donc être de 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44 ou 45.

Les différents éléments sont les éléments de convoyage visant à convoyer le produit dans la filière sans modifier le produit, les éléments de pétrissage visant à mélanger le produit et les éléments de pas inversé visant à appliquer une force au produit pour le faire progresser à contre-sens et ainsi provoquer mélange et cisaillement.

De manière préférée, les éléments de convoyage seront placés en tout début de vis avec une température réglée entre 20°C et 70°C, puis les éléments de pétrissage avec une température comprise entre 90°C et 150°C et enfin les éléments de pas inversés avec des températures comprises entre 100°C et 120°c.

De manière préférée, cette vis est mise en rotation entre 900 et 1200 tours/min, préférentiellement entre 1000 et 1100 tours/min.

De manière encore plus préférée, on applique au mélange de poudre et d’eau une énergie spécifique comprise entre 10 et 25 kWh/kg, en régulant la pression en sortie dans une gamme comprise entre 10 et 25 bars, préférentiellement entre 12 et 16 bars ou entre 17 et 23 bars.

L’étape 3 consiste ensuite en une coupe de la composition extrudée en sortie d’extrudeuse constituée d’une filière en sortie.

Préférentiellement, celle-ci est équipée d’orifices, d’un diamètre de 1,5mm et équipée un couteau dont la vitesse de rotation est comprise entre 1200 et 1800 tours par minutes, ou entre 2000 et 2400 tours par minutes, préférentiellement autour de 1500 tours/min.

Le couteau est placé à fleur de la sortie de l’extrudeuse, préférentiellement à une distance comprise entre 0 et 5mm. Par « fleur » on entend à une distance extrêmement proche de la filière située à la sortie de l’extrudeuse, à la limite de toucher la filière mais sans toucher celle-ci. De manière classique, l’homme du métier réglera cette distance en faisant se toucher le couteau et la filière, puis en décalant très légèrement celle-ci.

La dernière étape 4 consiste au séchage de la composition ainsi obtenue.

L’homme du métier saura utiliser la technologie adéquate afin de sécher la composition selon l’invention dans le vaste choix qui lui est actuellement offert. On peut citer sans limitation et à seule fin d’exemplification les séchoirs à flux d’air, les séchoirs à micro-ondes, les séchoirs à lit fluidisés ou les séchoirs sous vide. Il sélectionnera les bons paramètres, principalement temps et température, afin d’atteindre la matière sèche finale désirée.

La présente invention est enfin relative à l’utilisation de la composition de protéines de légumineuses texturées par voie sèche telle que décrite supra dans des applications industrielles telles que par exemple l’industrie alimentaire humaine et animale, la pharmacie industrielle ou la cosmétique.

Par industrie alimentaire humaine et animale, on entend la confiserie industrielle (par exemple chocolat, caramel, bonbons gélifiés), les produits de boulangerie-pâtisserie (par exemple le pain, les brioches, les muffins), l’industrie de la viande et du poisson (par exemple les saucisses, les steak-hachés, les nuggets de poisson, les nuggets de poulet), les sauces (par exemple bolognaise, mayonnaise), les produits dérivés du lait (par exemple fromage, lait végétal), les boissons (par exemple boissons riches en protéines, boissons en poudre à reconstituer).

De manière plus préférée, la présente invention est relative à l’utilisation de la composition de protéines de légumineuses texturées par voie sèche telle que décrite supra dans le domaine de la boulangerie-pâtisserie.

L’invention sera particulièrement d’intérêt afin de réaliser des inclusions dans des produits de boulangerie-pâtisserie tels que muffins, cookies, cakes, bagel, pâte à pizza, pains et céréales pour le petit-déjeuner.

Par « inclusions », on entend des particules (ici la composition de protéines de légumineuses texturées par voie sèche) mélangées avec une pâte avant sa cuisson. Après celle-ci, la composition de protéines de légumineuses texturées par voie sèche est piégée dans le produit final (d’où le terme « inclusion ») et apportent à la fois sa teneur en protéine ainsi qu’un caractère croustillant lors de la consommation.

L’invention sera particulièrement d’intérêt afin de réaliser des inclusions dans des produits de confiserie tels que fat filings, chocolats, de manière à apporter également une tenue en protéines ainsi qu’un caractère croustillant.

L’invention sera particulièrement d’intérêt afin de réaliser des inclusions dans des produits alternatifs aux produits laitiers tels que fromages, yaourts, glaces et boissons.

L’invention sera particulièrement d’intérêt dans le domaine des analogues de viandes, de poissons, de sauces, de soupes.

Une application particulière concerne l’utilisation de la composition selon l’invention pour la fabrication de substitut de viande, notamment de viande hachée. Mais également sauce bolognaise, steak pour hamburger, viande pour tacos et pitta, « chili sin carne ».

Dans les pizzas, la composition comprenant des protéines de légumineuses texturées selon l’invention sera particulièrement d’intérêt pour être saupoudrée au-dessus de la dite pizza (« topping » en anglais).

Dans les plats cuisinés déshydratés (par exemple. Bolino en Europe ou Good Dot en Inde), on utilisera la composition texturée selon l’invention en tant qu’élément apportant de fibreux et de protéine. Ainsi, il est possible d'obtenir un produit qui s'hydrate vite et jusqu’à son cœur tout en apportant une mâche intéressante.

L’invention sera mieux comprise à la lecture des exemples non limitatifs ci-dessous.

Exemples

Exemple 1 : Production d’une composition de protéines de légumineuses texturées selon l’invention

On réalise un mélange poudre constitué de 87% de protéine de pois NUTRALYS® F85M (comportant 87,2% de protéines) de la société ROQUETTE et 12,5% de fibre de pois I50M.

Ce mélange est introduit par gravité dans un extrudeur COPERION ZSK 54 MV de la société COPERION.

Le mélange est introduit avec un débit régulé de 300 kg/h. Une quantité de 120 kg/h d’eau est également introduite. Le ratio massique eau/poudre est donc de (120/ 300) * 100 = 40%.

La vis d’extrusion, composée de 85 % d’éléments de convoyage, 5% d’éléments de pétrissage et 10% d’éléments à pas inversé, est mise en rotation à une vitesse comprise à 575 tours/min et envoie le mélange dans une filière. Comme indiqué dans la description, les éléments de convoyage ont été placés en tout début de vis avec une température réglée entre 20°C et 70°C, puis les éléments de pétrissage avec une température comprise entre 90°C et 150°C et enfin les éléments de pas inversés avec des températures comprises entre 100°C et 120°c.

Le produit est dirigé en sortie vers une filière constituée de 44 trous cylindrique de 1,5 mm, d’où est expulsée la protéine texturée qui est coupée à l’aide de couteaux tournant à 2100 tours / minutes.

La protéine texturée ainsi produite est séchée dans un séchoir Dryer VD 14 x 14 KM*1 à une température de 86°C dans un flux d’air chaud de 2000 kg/h.

Une mesure de densité de la protéine extrudée à l’aide du test A nous indique une valeur de 270 g/L.

Exemple 2: Comparaison avec des composition s de protéines végétales de l’art antérieur :

Le tableau 1 ci-dessous résumé différentes protéines végétales texturées de l’art antérieur. On réalise également un test d’évaluation de la résistance de la protéine végétale texturée lors d’une consommation orale. La résistance à la mâche est évaluée du moins résistant au plus résistant par les notations suivantes : ---, --, -, +, ++, +++.

Ex.	Matière sèche (en %/poids)	Densité (g/l)	Resistance à la mâche
Exemple 1 Selon invention	9,9	270	+
Nutralys T70S (Roquette, pois)	8,2	120	---
Shuangtua TPP 80% (Yantai Shuangtua, pois)	10	170	---
Bona Vita (Sojovi Granulat, soja)	10	300	++
Trutex (MGP, soja)	9	260	+++

On s’aperçoit donc que le produit selon l’Exemple 1 permet d’obtenir une composition comprenant des protéines de pois texturées, composition dont :

La densité est nettement supérieure à celles des compositions des protéines de pois de l’art antérieur, de l’ordre de 100 à 150 g/l plus élevée par rapport aux compositions de protéines de pois texturées de l’art antérieur. Cette augmentation permet un stockage plus aisé de ces produits car le même poids occupe moins de place.
Une composition de protéines végétales texturées produite à partir de protéine de soja présente une densité comparable. Toutefois, sa résistance à la mache, i.e. sa compression est plus difficile, ce qui peut être mal perçu par le consommateur lorsqu’il la consomme sous forme d’inclusions sur des barres protéinées.

La protéine de pois texturée selon l’invention permet donc un stockage optimisé tout en conservant une palatabilité optimale pour le consommateur.

Claims

Composition comprenant des protéines de légumineuses texturées par voie sèche sous forme de particules, la composition ayant une densité mesurée par un test A comprise entre 235 et 295 g/l.
Composition de protéines de légumineuses texturées par voie sèche selon la revendication 1 caractérisée en ce que les protéines de légumineuses sont des protéines de pois, de féverole, ou un mélange de celles-ci.
Composition de protéines de légumineuses texturées par voie sèche selon les revendications 1 et 2 caractérisée en ce que la teneur en protéines au sein de la composition est comprise entre 60% et 80% en poids sec par rapport au poids total de matière sèche de la composition, préférentiellement entre 70% et 80% en poids sec par rapport au poids total de matière sèche de la composition.
Composition de protéines de légumineuses texturées par voie sèche selon l’une des revendications 1 à 3 caractérisée en ce qu’elle présente une matière sèche supérieure à 80% en poids, préférentiellement supérieure à 90% en poids.
Composition de protéines de légumineuses texturées par voie sèche selon l’une des revendications 1 à 4 caractérisée en ce qu’au moins 85% des particules de protéines de légumineuses texturées ont une taille comprise entre 2mm et 5mm
Procédé de production d’une composition comprenant des protéines de légumineuses selon l’une des revendications 1 à 5, le procédé est caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
1) Fourniture d’une poudre comprenant des protéines de légumineuses et optionnellement des fibres de légumineuses dans un ratio en poids sec protéines de légumineuses / fibres de légumineuses compris entre 70/30 et 90/10, préférentiellement compris entre 75/25 et 85/15 ;
2) Cuisson-extrusion par voie sèche de la poudre avec de l’eau, le ratio massique eau/poudre avant cuisson étant compris entre 35% et 45%, préférentiellement entre 37% et 43%, encore plus préférentiellement entre 39% et 41%;
3) Coupe de la composition extrudée en sortie d’extrudeuse, préférentiellement constituée d’une filière en sortie avec orifices d’un diamètre de 1,5mm et équipée d’un couteau dont la vitesse de rotation est comprise entre 1200 et 1800 tours par minutes, ou entre 2000 et 2400 tours par minutes, préférentiellement autour de 1500 tours/min ;
4) Séchage de la composition ainsi obtenue.
Procédé de production selon la revendication 6, caractérisé en ce que les protéines de légumineuse sont des protéines de pois, de féverole, ou un mélange de celles-ci.
Procédé de production selon la revendication 7 caractérisée en ce que la protéine de légumineuse possède une teneur en protéines comprise entre 60% et 90%, préférentiellement entre 70% et 85%, encore plus préférentiellement entre 75% et 85% en poids sur la matière sèche totale.
Procédé de production selon les revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que la protéine de légumineuse est caractérisée par une granulométrie caractérisée par un Dmode compris entre 150 microns et 400 microns, préférentiellement entre 150 microns et 200 microns ou entre 350 microns et 450 microns.
Procédé de production selon l’une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la fibre de légumineuse contient entre 40% et 60% de polymères composés de cellulose, d’hémicellulose et de pectine, préférentiellement entre 45% et 55%, ainsi qu’entre 25% et 45% d’amidon de pois, préférentiellement entre 30% et 40%, % en poids de fibres de légumineuses.
Procédé de production selon l’une des revendication 7 à 10, caractérisé en ce que l’étape 2 est réalisée par cuisson-extrusion dans un extrudeur bi-vis caractérisé par un ratio longueur/diamètre compris entre 35 et 45, préférentiellement 40, et équipé d’une succession de 85-95% d’éléments de convoyage, 2,5-10% d’éléments de pétrissage, et 2,5-10% d’éléments de pas inversé.
Procédé de production selon la revendication 11 caractérisée en ce que les éléments de convoyage placés en début de vis avec une température réglée entre 20°C et 70°C, les éléments de pétrissage étant placés après les éléments de convoyage avec une température comprise entre 90°C et 150°C et les éléments de pas inversés étant placés après les éléments de pétrissage avec une température comprise entre 100°C et 120°C.
Procédé de production selon l’une des revendications 11 ou 12 caractérisée en ce que les vis de l’extrudeuse bi-vis sont mises en rotation entre 900 et 1200 tours/min, préférentiellement entre 1000 et 1100 tours/min.
Procédé de production selon l’une des revendications 6 à 13, caractérisé en ce qu’est appliqué au mélange de poudre et d’eau une énergie spécifique comprise entre 10 et 25 kWh/kg, en régulant la pression en sortie d’extrudeuse, typiquement en sortie de filière, dans une gamme comprise entre 10 et 25 bars, préférentiellement entre 12 et 16 bars.
Utilisation d’une composition de protéines de légumineuses texturées par voie sèche selon l’une des revendications 1 à 5 ou produite selon le procédé décrit dans l’une des revendications 6 à 14 dans une application industrielle choisie parmi l’industrie alimentaire humaine et animale, la pharmacie industrielle ou la cosmétique.
Utilisation selon la revendication 15, caractérisée en ce que la protéine de légumineuse est une protéine de pois.