FR3140518A1 - Procédé de fabrication d’une protéine de pois désodorisée - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un procédé de fabrication d’une protéine de pois désodorisée, ainsi qu’une protéine de pois désodorisée et son utilisation pour la fabrication de produits nécessitant des traitements thermiques sous pression, par exemple pour la fabrication de boissons prêtes à boire ou de produits extrudés. Le procédé comprend : la fourniture d’une suspension d’extrait de protéine de pois, l’ajout de peroxyde dans ladite suspension pour former une suspension additivée, le traitement thermique de la suspension additivée, éventuellement suivi d’un refroidissement rapide par mise sous vide, formant une solution de protéine désodorisée et la récupération de la protéine de pois désodorisée, la quantité massique de peroxyde ajouté, exprimée par rapport à la masse sèche de l’extrait de protéine de pois dans la suspension, allant de 100 à 2000 ppm.
Description
L’invention a pour objet un procédé de fabrication d’une protéine de pois particulièrement adaptée à une utilisation dans la fabrication de produits nécessitant des traitements thermiques sous pression, tels que des boissons prêtes à boire ou des produits extrudés.
Les besoins quotidiens humains en protéines sont compris entre 12 et 20% de la ration alimentaire. Ces protéines sont fournies aussi bien par des produits d'origine animale (viandes, poissons, œufs, produits laitiers) que par des aliments végétaux (céréales, légumineuses, algues).
Cependant, dans de nombreux pays, les apports en protéines sont majoritairement sous la forme de protéines d'origine animale. Or, de nombreuses études démontrent qu'une consommation excessive de protéines d'origine animale au détriment des protéines végétales est une des causes d'augmentation de cancers et maladies cardio-vasculaires.
Par ailleurs, les protéines animales présentent beaucoup de désavantages, tant sur le plan de leur allergénicité, notamment les protéines issues du lait ou des œufs, que sur le plan environnemental en relation avec les méfaits de l'élevage intensif.
Ainsi, il existe une demande croissante des industriels pour des composés d'origine végétale possédant des propriétés nutritionnelles et fonctionnelles intéressantes sans pour autant présenter les inconvénients de composés d'origine animale.
Depuis les années 1970, les légumineuses à graines, dont en particulier le pois, se sont fortement développées en Europe, majoritairement en France, comme ressource protéique alternative aux protéines animales à destination de l’alimentation animale et humaine. Ces graines sont généralement non-OGM et ne nécessitent pas de déhuilage solvanté.
Le pois contient environ 25 % en poids de matières protéiques. La protéine de pois, majoritairement de la globuline de pois, est extraite et valorisée industriellement depuis bon nombre d’années. On peut citer comme exemple de procédé d’extraction de la protéine de pois le brevet EP1400537. Dans ce procédé, la graine est broyée en absence d’eau (procédé dit de « broyage à sec ») afin d’obtenir une farine. Cette farine sera ensuite mise en suspension dans de l’eau afin d’en extraire la protéine.
Les protéines de matières végétales sont extraites par des procédés qui peuvent mettre en œuvre différentes étapes de séparation, purification et traitement. Ces différentes étapes vont modifier leurs compositions, leurs couleurs leurs propriétés fonctionnelles et organoleptiques, dont l’odeur.
Il faut noter qu’en ce qui concerne l’odeur, elle peut dépendre des conditions d’utilisation de l’ingrédient protéique : par exemple, si la protéine est chauffée sous pression pour la préparation du produit final, elle peut développer des odeurs désagréables, principalement soufrées, lors de la fabrication de ce produit final si la protéine n’a pas été préparée de manière adéquate. Ainsi, pour la fabrication de produits nécessitant des traitements thermiques sous pression, tels que des boissons prêtes à boire, ou des produits extrudés, il peut être nécessaire de fournir des protéines capables de ne pas développer ces odeurs.
Des méthodes de désodorisation des protéines végétales ont déjà été décrites, et notamment des méthodes de désodorisation de protéines de pois. La revuePua et al., Ingredients, Processing, and Fermentation: Addressing the Organoleptic Boundaries of Plant-Based Dairy Analogues. Foods, 2022, 11, 875, cite différents documents décrivant la désodorisation de protéines végétales. Il y est indiqué que, pour le pois, l’odeur de la protéine a pu être améliorée en utilisant différentes méthodes : en appliquant un décortiquage préalable du pois, par traitement alcalin lors de la trempe avant extraction de la protéine, par lavage de la farine avec des solvants organiques ou encore par traitement avec du CO2supercritique en combinaison avec de l’éthanol. Également, le document WO2011/124862 A1 au nom de la Demanderesse décrit la fabrication de protéines fonctionnalisées ; selon un mode préféré, le procédé comprend une étape de refroidissement de protéines chauffées qui est réalisée en appliquant une importante dépression, de manière à maximiser la désodorisation de la protéine.
La Demanderesse est parvenue à développer un procédé de fabrication de protéines de pois aptes à être utilisées dans la fabrication de produits nécessitant des traitements thermiques sous pression sans développer d’odeur désagréable et notamment sans odeur soufrée. De manière surprenante, les protéines fabriquées peuvent en outre conserver identiques les bonnes propriétés fonctionnelles (solubilité) selon un mode préféré.
L’invention est décrite ci-dessous.
L’invention porte sur un procédé de fabrication d’une protéine de pois désodorisée qui comprend :
- la fourniture d’une suspension d’extrait de protéine de pois,
- l’ajout de peroxyde dans ladite suspension pour former une suspension additivée,
- le traitement thermique de la suspension additivée, éventuellement suivi d’un refroidissement rapide par mise sous vide, formant une solution de protéine désodorisée,
- la récupération de la protéine de pois désodorisée,
Un autre objet porte également pour objet la protéine de pois désodorisée susceptible d’être obtenue par le procédé selon l’invention.
La représente les profils moléculaires de différents échantillons de protéines de pois. Elle consiste en la visualisation des gels d’électrophorèses obtenus par SDS-PAGE en conditions non réductrices, après migration et coloration, la masse moléculaire exprimée en kDa figurant sur la partie gauche de la Figure.
L’invention porte sur un procédé de fabrication d’une protéine de pois désodorisée.
Le terme « pois » est 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 genre Pisum et plus particulièrement aux espèces sativum et aestivum. 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. Le pois est la légumineuse à graines riches en protéines qui, depuis les années 1970, s’est le plus développée en Europe et principalement en France, non seulement comme source protéique pour l’alimentation animale, mais aussi pour l’alimentation humaine. Les protéines du pois sont constituées de trois classes de protéines principales : les globulines, les albumines et les protéines dites insolubles.
Les termes « extrait de protéine de pois » doivent se comprendre dans la présente demande comme une composition extraite du pois comprenant majoritairement des chaînes polypeptidiques, ou protéines, constituées de l'enchaînement de résidus d'acides aminés liés entre eux par des liaisons peptidiques. L’extrait de protéine de pois peut être extrait par n’importe quel type de procédé, par voie sèche ou humide. L’extrait de protéine de pois peut être choisi parmi l’isolat de protéine de pois ou le concentrat de protéine de pois. L’extrait de protéine de pois peut comprendre différentes classes de protéines. Préférentiellement, la protéine de pois de l’invention comprend principalement des globulines. Les termes « protéine de pois désodorisée » se rapportent à une protéine de pois qui présente une odeur réduite et non désagréable. Cela signifie notamment que, par rapport à la protéine de pois non désodorisée, réalisée par un procédé qui ne diffère que par l’absence d’addition de peroxyde, la protéine de pois désodorisée de l’invention présente une odeur plus faible lorsqu’elle est soumise à une étape de traitement thermique sous pression. Préférentiellement, après traitement thermique selon le TEST A tel que décrit plus en détail dans la partie Exemples, la protéine de pois désodorisée présente une odeur soufrée réduite voire ne présente pas d’odeur soufrée. Par exemple, ce TEST A peut être réalisé 29 jours après fabrication de la protéine de pois. Dans la partie Exemples sont répertoriés des essais illustrant la désodorisation des protéines de pois selon l’invention.
Le procédé de l’invention comprend la fourniture d’une suspension d’extrait de protéine de pois. Généralement, la suspension peut présenter une teneur en matière sèche allant de 1 à 50%, par exemple de 5 à 35%, notamment de 10 à 25%. La suspension d’extrait de protéine de pois est généralement une suspension aqueuse. La matière sèche de la suspension d’extrait de protéine de pois est généralement constituée d’extrait de protéine de pois telle que défini ci-après. Le pH de la suspension d’extrait de protéine de pois peut varier largement. Il peut aller de 1 à 9, généralement va de 2 à 6, par exemple de 4,5 à 5,5. Pour réaliser l’ajustement du pH, il est possible d’ajouter à la suspension tout type d’acide et/ou de base, organique ou inorganique ou leurs mélanges. A titre d’exemple d’acide, on peut utiliser l’acide chlorhydrique, l’acide sulfurique, l’acide citrique ou leurs mélanges. A titre d’exemple de base, on peut citer la soude, la potasse ou la chaux et leurs mélanges. L’ajout de base ou d’acide se fait généralement par l’intermédiaire d’une solution aqueuse.
L’extrait de protéine de pois peut être de n’importe quel type et être extrait par n’importe quel procédé sec ou humide. Selon un mode de réalisation, l’extrait de protéine de pois de la suspension est obtenu par précipitation isoélectrique. Un extrait de protéine de pois obtenu par précipitation isoélectrique est classiquement obtenu par une méthode qui comprend la préparation d’une suspension aqueuse de farine de pois, une séparation solide-liquide de la suspension pour obtenir une fraction soluble et une fraction insoluble, une étape de précipitation isoélectrique des protéines comprises dans la fraction soluble de manière à former une solution d’extrait de protéine de pois, et la séparation des protéines précipitées afin de récupérer une suspension d’extrait de protéine de pois. La suspension de farine de pois peut être réalisée par broyage à sec de pois, préalablement dépelliculé, pour fabriquer une farine qui est ensuite mise en suspension dans de l’eau. Alternativement, la suspension de farine de pois peut être réalisée par broyage humide de pois dépelliculés. A titre d’exemple de méthode de fabrication d’extrait de protéine de pois utilisant un broyage humide, on peut citer le document WO2019/053387 A1 au nom de la Demanderesse.
Selon l’invention, la richesse en protéine de l’extrait de protéine de pois et de la protéine de pois désodorisée est la richesse N6,25, calculée par la méthode Dumas.
La richesse en protéine N6,25 de l’extrait de protéine de pois dans la suspension fournie, exprimée en poids sec, est par exemple de 60% ou plus, avantageusement de 80% ou plus, par exemple va de 80 à 95%, notamment va de 80 à 90%. Préférentiellement, l’extrait de protéine de pois est un isolat de protéine de pois. Selon l’invention, on entend par isolat protéique une protéine de pois ayant une teneur en protéine de 80% ou plus.
Bien qu’une protéine de pois (comme l’extrait de protéine de pois utile à l’invention et la protéine de pois désodorisée de l’invention) soit principalement définie par sa teneur en protéine, elle comprend bien évidemment généralement d’autres constituants minoritaires autres que les protéines, tels que de l’amidon, des lipides, des fibres, des sucres et/ou des minéraux. Généralement, la teneur totale en amidon dans l’extrait de protéine de pois va de 0 à 20%, par exemple de 0 à 10%, notamment de 0,5 à 5%. Cette teneur totale en amidon peut être mesurée à l’aide de la méthode AOAC 996.11. Généralement, la teneur en fibres totale peut aller de 0 à 20%, par exemple de 1 à 18%, notamment de 2 à 10%. Cette teneur peut être déterminée par la méthode AOAC 2017.16. Généralement, la teneur totale en lipides va de 0 à 15%, par exemple de 1 à 10%. La teneur totale en lipides peut être déterminée par la méthode AOAC 996.06 par hydrolyse acide. La teneur en sucres peut aller de 0 à 10%, généralement de 0,5 à 5%. La teneur en sucres peut être déterminée par chromatographie liquide haute performance (HPLC). La teneur en minéraux peut quant à elle être déterminée en déterminant le taux de cendres. Toutes ces teneurs ci-dessus sont exprimées par rapport à la masse sèche de l’extrait de protéine de pois.
Un avantage de l’invention est que la protéine de pois désodorisée selon le procédé de l’invention peut avoir un profil moléculaire non modifié par rapport à la protéine de pois non désodorisée, réalisée par un procédé qui ne diffère que par l’absence d’addition de peroxyde. La protéine de pois désodorisée peut également présenter la même composition que celle de l’extrait de protéine de pois fourni et décrit ci-dessus. La richesse en protéine N6,25 de la protéine de pois désodorisée selon l’invention ainsi que ses constituants minoritaires peuvent ainsi être dans les mêmes proportions que celles décrites ci-dessus.
Le procédé de l’invention comprend l’ajout de peroxyde dans la suspension d’extrait de protéine de pois. Le peroxyde est préférentiellement un peroxyde d’hydrogène.
Le peroxyde d’hydrogène peut être introduit sous la forme d’une solution aqueuse de peroxyde d’hydrogène comprenant, par rapport à son poids total, de 1 à 95% en masse de peroxyde d’hydrogène, par exemple de 5 à 50%. Selon l’invention, la quantité massique de peroxyde ajouté, exprimée par rapport à la masse sèche d’extrait de protéine de pois dans la suspension, va de 100 à 2000 ppm.
Avantageusement, la quantité massique de peroxyde ajouté, exprimée par rapport à la masse sèche d’extrait de protéine de pois dans la suspension, va de 150 à 500 ppm, par exemple de 200 à 400 ppm, voire de 200 à 350 ppm.
Selon ce mode préféré de réalisation, et comme il apparaît dans la partie Exemples ci-après, il a pu être observé que même avec ces très faibles quantités ajoutées de peroxyde, le procédé permet de manière surprenante la fabrication de protéine de pois désodorisée sans même modification du profil moléculaire, ni modification des fonctionnalités (solubilité).
Cette étape d’addition peut être très rapide d’une durée de quelques secondes ou durer quelques minutes et une suspension additivée est formée à l’issue de cette étape. Cette suspension additivée peut présenter une teneur en matière sèche allant de 1 à 50%, par exemple de 5 à 35%, notamment de 10 à 25%.
Après l’étape d’addition et avant l’étape traitement thermique, il est possible de réaliser optionnellement une étape de mélange. Il est également possible de réaliser optionnellement une étape de stockage. Ces étapes optionnelles peuvent durer de quelques minutes à quelques heures.
Le procédé de l’invention comprend une étape de traitement thermique de la suspension additivée. Avantageusement, le traitement thermique est réalisé à une température qui va de 80 à 160°C, préférentiellement de 100 à 150°C.
Selon un mode de réalisation, le pH de la suspension de protéine de pois additivée, avant traitement thermique, va de 6 à 7,5. Le pH peut être réglé en utilisant les solutions d’acides et de bases organiques ou inorganiques citées précédemment.
L’étape de traitement thermique de la suspension additivée du procédé peut être éventuellement suivie d’un refroidissement rapide par mise sous vide. De préférence, le niveau de vide de l’étape de refroidissement rapide est réglé de manière à ce que la température de la solution traitée thermiquement soit refroidie d’au moins 10°C, par exemple à une température allant de 60 à 80°C. Selon le procédé, il est possible de réaliser plusieurs traitements thermiques et/ou plusieurs refroidissements rapides.
A l’issue de cette étape de traitement thermique éventuellement suivie d’un refroidissement rapide, une solution de protéine de pois désodorisée est obtenue. La protéine de pois désodorisée est récupérée. De préférence, le procédé comprend une étape de séchage de la solution de protéine désodorisée. Ainsi, la solution de protéine désodorisée est séchée, préférentiellement par atomisation, pour former la protéine de pois désodorisée sous forme solide. La protéine désodorisée est avantageusement sous forme de poudre.
Selon un mode de réalisation, la protéine de pois désodorisée présente une solubilité dans l’eau à pH 7, déterminée selon le test B décrit dans la partie Exemples, supérieure ou égale à 30 %, par exemple allant de 40 à 80%.
Avantageusement, la protéine de pois désodorisée comprend une quantité de sulfure de dihydrogène inférieure à 50 ppb, voire inférieure à 30 ppb. Cette quantité peut être mesurée par micro-extraction en phase solide suivie de l’analyse chromatographie phase gazeuse – spectrométrie de masse. Les détails opératoires d’une telle méthode figurent dans le TEST C décrit dans la partie Exemples.
Le procédé peut être un procédé discontinu, « en batch », ou un procédé continu.
L’invention porte également sur une protéine de pois désodorisée susceptible d’être obtenue par le procédé de l’invention.
L’invention porte également sur l’utilisation de la protéine de pois désodorisée obtenue selon le procédé de l’invention pour la fabrication de produits nécessitant des traitements thermiques sous pression, par exemple pour la fabrication de boissons prêtes à boire ou de produits extrudés.
D’une manière générale, la protéine de pois ainsi obtenue peut être utilisée dans des produits alimentaires et des boissons qui peuvent en inclure dans une quantité allant jusqu’à 100% en poids par rapport au poids sec total du produit alimentaire ou de boisson, par exemple en une quantité allant d’environ 1 % en poids à environ 80 % en poids par rapport au poids sec total du produit alimentaire ou de boisson. Tous les montants intermédiaires (c’est-à-dire 2 %, 3 %, 4 %... 77 %, 78 %, 79 % en poids par rapport au poids total du produit alimentaire ou de boisson) peuvent être utilisés, de même que toutes les fourchettes intermédiaires fondées sur ces quantités. Les produits alimentaires ou de boissons qui peuvent être concernés comprennent les produits de boulangerie ; les produits de boulangerie sucrés (y compris, mais sans s’y limiter, les petits pains, les gâteaux, les tartes, les pâtisseries et les biscuits); mélanges de boulangerie sucrés préfabriqués pour la préparation de produits de boulangerie sucrés; les garnitures à tarte et autres garnitures sucrées (y compris, mais sans s’y limiter, les garnitures à tarte aux fruits et les garnitures à tarte aux noix telles que les garnitures à tarte aux noix de pécan, ainsi que les garnitures pour biscuits, gâteaux, pâtisseries, produits de confiserie et autres, tels que les garnitures à la crème à base de graisse) ; desserts, gélatines et puddings ; les desserts congelés (y compris, mais sans s’y limiter, les desserts laitiers congelés tels que la crème glacée - y compris la crème glacée ordinaire, la crème glacée molle et tous les autres types de crème glacée - et les desserts non laitiers congelés tels que la crème glacée non laitière, le sorbet et autres); les boissons gazeuses (y compris, mais sans s’y limiter, les soft drinks gazeux); les boissons non gazeuses (y compris, mais sans s’y limiter, les soft drinks non gazeux tels que les eaux aromatisées, les jus de fruits et le thé sucré ou les boissons à base de café) ; les concentrés de boissons (y compris, mais sans s’y limiter, les concentrés et sirops liquides ainsi que les « concentrés » non liquides, tels que les préparations lyophilisés et/ou en poudre); yogourts (y compris, mais sans s’y limiter, les yogourts laitiers gras, à teneur réduite en gras et sans gras, ainsi que les yogourts non laitiers et sans lactose); les barres-collations (y compris, mais sans s’y limiter, les barres de céréales, de noix, et/ou de fruits); les produits panifiables (y compris, mais sans s’y limiter, les pains au levain et sans levain, les pains à la levure et les pains non teintés tels que les pains à la soude, les pains comprenant tout type de farine de blé, les pains comprenant tout type de farine autre que de blé (comme les farines de pommes de terre, de riz et de seigle), les pains sans gluten); mélanges de pain pour la préparation des produits panifiables; sauces, sirops et vinaigrettes; les pâtes à tartiner sucrées (y compris, mais sans s’y limiter, les gelées, les confitures, les beurres, les pâtes à tartiner et autres conserves, conserves et autres conserves tartinables); les produits de confiserie (y compris, mais sans s’y limiter, les bonbons à la gelée, les bonbons mous, les bonbons durs, les chocolats et les gommes); les céréales de petit-déjeuner sucrées et non sucrées (y compris, mais sans s’y limiter, les céréales extrudées pour petit-déjeuner, les céréales de petit-déjeuner en flocons et les céréales expansées pour petit-déjeuner); et des compositions d’enrobage de céréales pour la préparation de céréales sucrées pour petit-déjeuner. D’autres types d’aliments et de boissons non mentionnés ici mais qui comportent classiquement une ou plusieurs protéines peuvent également être envisagés dans le cadre de la présente invention. En particulier, les aliments pour animaux (comme les aliments pour animaux de compagnie) sont explicitement envisagés. Il peut également être utilisé, éventuellement après texturation par extrusion, dans des produits similaires à la viande tels que des saucisses émulsionnées ou des hamburgers à base de plantes. Il peut également être utilisé dans des formulations de remplacement d’œufs.
Le produit alimentaire ou la boisson peut être utilisée dans la nutrition spécialisée, pour des populations spécifiques, par exemple pour les bébés ou les nourrissons, les personnes âgées, les athlètes, ou dans la nutrition clinique (par exemple l’alimentation par sonde ou la nutrition entérale).
La protéine de pois désodorisée peut être utilisée comme seule source de protéines, mais peut également être utilisée en combinaison avec d’autres protéines végétales ou animales.
Le terme « protéine végétale » désigne l’ensemble des protéines dérivées des céréales, des plantes oléagineuses, des légumineuses et des plantes tubéreuses, ainsi que toutes les protéines dérivées d’algues et de microalgues ou de champignons, utilisées seules ou en mélange, choisies dans la même famille ou dans des familles différentes.
Dans la présente demande, le terme « céréales » désigne les plantes cultivées de la famille des graminées produisant des grains comestibles, par exemple le blé, le seigle, l’orge, le maïs, le sorgho ou le riz. Les céréales sont souvent moulues sous forme de farine, mais sont également fournies sous forme de céréales et parfois sous forme de plantes entières (fourrages). Les tubercules peuvent être la carotte, le manioc, le konjac, la pomme de terre, le topinambour, la patate douce.
La protéine animale peut être par exemple des protéines d’œuf ou de lait, telles que des protéines de lactosérum, des protéines de caséine ou du caséinate. La protéine de pois peut ainsi être utilisée en association avec une ou plusieurs de ces protéines ou acides aminés afin d’améliorer les propriétés nutritionnelles du produit final, par exemple pour améliorer le PDCAAS ou pour apporter ou modifier d’autres fonctionnalités.
L’invention va maintenant être décrite dans des modes particuliers dans la partie Exemples, modes particuliers qui ne limitent en rien la portée de la présente invention.
Méthodes
TEST A : détermination de l’odeur de la protéine de pois
La poudre de protéine obtenue est mélangée avec de l’eau déminéralisée à température ambiante à une concentration de 5% en masse sèche. 5L de solution est préparée dans un bécher équipé d’un mélangeur plongeant Ultraturax quelques minutes le temps d’obtenir un mélange homogène.
Le mélange homogène, préalablement préchauffé à 80°C par passage à travers un échangeur tubulaire, est envoyé à l’aide d’une pompe centrifuge dans un dispositif de traitement thermique équipé d’un échangeur de chaleur indirecte tubulaire de marque Armfield dans lequel circule de la vapeur. Le barème de traitement thermique appliqué à la suspension est de 130°C pendant 30 secondes. La suspension est ensuite immédiatement refroidie à environ 30°C par un refroidisseur tubulaire.
L’odeur soufrée de la suspension est évaluée avant le préchauffafage ainsi qu’après le refroidissement de la suspension par un panel de 5 personnes expérimentées et entraînées à évaluer l’odeur des protéines de pois.
TEST B : Mesure de la solubilité dans l’eau à pH 7
Cette mesure est basée sur la dilution de l’échantillon dans de l’eau distillée, sa centrifugation et l’analyse du surnageant.
Mode opératoire :
Dans un bécher de 400 ml, introduire 150 g d’eau distillée à une température de 20°C +/- 2°C, mélanger avec un barreau magnétique et ajouter précisément 5 g de l’échantillon à tester.
Ajuster ou non le pH à la valeur souhaitée avec NaOH ou HCl 0,1 N (pH 7).
Compléter le contenu en eau à 200 g.
Mélanger pendant 30 minutes à 1000 rpm et centrifuger pendant 15 minutes à 3000 g.
Collecter 25 g du surnageant.
Introduire dans un cristallisoir préalablement séché et taré.
Placer dans une étuve à 103°C +/- 2°C pendant 1 heure.
Placer ensuite dans un dessiccateur (avec agent déshydratant) pour refroidir à température ambiante et peser.
Le contenu en matières sèches solubles, exprimé en % en poids, est donné par la formule suivante :
- [(m1 – m2) x (200 + P) x 100] / (P1 x P) = % de solubilité
- où :
- P = poids, en g, de l’échantillon = 5 g
- m1 = poids, en g, du cristallisoir après séchage
- m2 = poids, en g, du cristallisoir vide
- P1 = poids, en g, de l’échantillon collecté = 25 g
TEST C : Détermination de la quantité de sulfure de dihydrogène
Une masse exacte d’un échantillon de protéine de pois est mise en solution. Les préparations sont soumises à une micro-extraction en phase solide (SPME) et la désorption du support est réalisée dans l’injecteur d’un chromatographe Shimadzu 2010 équipé d’une colonne chromatographique en PDMS. Les analyses sont effectuées par couplage chromatographie phase gazeuse – spectrométrie de masse GC-MS (spectromètre de masse Shimadzu QP2010+) et la méthode d’ionisation est l’impact électronique (70 eV). Le sulfure de dihydrogène a un temps de rétention mesuré à 1,26 min (ions caractéristiques : 33 et 34).
Les paramètres de coloration L, a et b peuvent être déterminés à l’aide d’un spectrophotomètre, en utilisant le modèle CIE Lab.
Essai
s
témoin
Le protocole témoin ci-dessous a été réalisé :
Délayage de farine de pois lisse jaune avec eau pour former une suspension à 20% en matière sèche
Séparation de la partie soluble et de la partie insoluble (fibres, amidon) par centrifugation
Transfert de la partie soluble contenant les protéines (environ 7% de matière sèche) en cuve agitée équipée d’une double enveloppe
Acidification jusqu’à un pH 5 avec HCl et floculation des protéines (par chauffe à environ 70°C)
Extraction des protéines floculées (principalement constituées de globulines) dans un décanteur centrifuge
Récupération de ces protéines floculées et correspondant à une suspension d’extrait de protéines de pois et délayage avec eau à température ambiante en cuve agitée
Suspension à 13 % de matière sèche avec un agitateur à hélices pendant 30 minutes
Neutralisation toujours sous agitation par ajout de soude 1N jusqu’à obtenir un pH de 7
Traitement thermique par injection de vapeur directe pendant 10s à 130°C puis flash à 70°C
Séchage par atomisation dans un atomiseur pilote NUBILOSA : température de séchage 190-195°C ; température sortie produit 90 – 95 °C
Essai
s
selon l’invention
Le protocole selon l’invention ci-dessous a été réalisé :
Délayage de farine de pois lisse jaune avec eau pour former une suspension à 20% en matière sèche
Séparation de la partie soluble et de la partie insoluble (fibres, amidon) par centrifugation
Transfert de la partie soluble contenant les protéines (environ 7% de matière sèche) en cuve agitée équipée d’une double enveloppe
Acidification jusqu’à un pH 5 avec HCl et floculation des protéines (par chauffe à environ 70°C)
Extraction des protéines floculées (principalement constituées de globulines) dans un décanteur centrifuge
Récupération d’une suspension de ces protéines floculées et correspondant à une suspension d’extrait de protéines de pois et délayage avec eau à température ambiante en cuve agitée additivée d’une solution de peroxyde d’hydrogène (5% en masse de peroxyde d’hydrogène)
Suspension additivée à 13 % de matière sèche avec un agitateur à hélices pendant 30 minutes
Neutralisation toujours sous agitation par ajout de soude 1N jusqu’à obtenir un pH de 7
Traitement thermique par injection de vapeur directe pendant 10s à 130°C puis flash à 70°C
Séchage par atomisation dans un atomiseur pilote NUBILOSA : température de séchage 190-195°C ; température sortie produit 90 – 95 °C.
Sur la base de ce protocole selon l’invention, plusieurs essais ont été réalisés utilisant des quantités de solution de peroxyde d’hydrogène différentes.
Chacun des protocoles a été utilisé avec deux lots de pois différents (Lots A et B). Pour le protocole témoin, l’essai avec le lot A est répertorié sous la référence essai 1 et l’essai avec le lot B est répertorié sous la référence essai 3. Pour le protocole selon l’invention, les différents essais avec le lot A sont répertoriés sous les références essai 2-XXX, et les différents essais avec le lot B sont répertoriés sous les références essai 4-XXX avec XXX représentant la quantité massique de peroxyde d’hydrogène mise en jeu dans l’essai, exprimée en ppm de peroxyde d’hydrogène par rapport à la masse sèche de l’extrait de protéine de pois.
Dans le Tableau 1 ci-dessous sont répertoriés :
- le lot de pois utilisé
- la référence de l’essai
- la quantité massique de peroxyde d’hydrogène utilisé exprimée en masse pure par rapport à la quantité de matière sèche d’extrait de protéine de pois de la suspension
- la richesse en protéine exprimée en masse sèche de l’échantillon
- la masse sèche
- l’odeur soufrée déterminée selon le TEST A avant et après le traitement thermique (TT). Les évaluations du test A ont été conduit 5 jours (5j) après production ainsi que 29 jours (29j) après production
- la solubilité selon le test B
- La quantité de sulfure de dihydrogène selon le TEST C.
Dans le Tableau 2 ci-dessous sont répertoriés :
- le lot de pois utilisé
- la référence de l’essai
- la quantité massique de peroxyde d’hydrogène utilisé exprimée en masse pure par rapport à la quantité de matière sèche d’extrait de protéine de pois de la suspension
- la richesse en protéine exprimée en masse sèche de l’échantillon
- la masse sèche
- Les paramètres de la coloration L, a et b de la poudre
- l’odeur soufrée selon le TEST A après le traitement thermique (TT) ; l’évaluation du test A a été conduite 3 jours (3j) après production.
Essai 5 selon l’invention
D’autres essais sont réalisés sur la base du protocole suivant :
Délayage de farine de pois lisse jaune avec eau pour former une suspension à 20% en matière sèche
Séparation de la partie soluble et de la partie insoluble (fibres, amidon) par centrifugation
Transfert de la partie soluble contenant les protéines (environ 7% de matière sèche) en cuve agitée équipée d’une double enveloppe
Acidification jusqu’à un pH 5 avec HCl et floculation des protéines (par chauffe à environ 70°C)
Extraction des protéines floculées (principalement constituées de globulines) dans un décanteur centrifuge
Récupération d’une suspension de ces protéines floculées et correspondant à une suspension d’extrait de protéines de pois et délayage avec eau à température ambiante en cuve agitée additivée d’une solution de peroxyde d’hydrogène (5% en masse de peroxyde d’hydrogène)
Suspension additivée à 13 % de matière sèche avec un agitateur à hélices pendant 30 minutes
Neutralisation toujours sous agitation par ajout de soude 1N jusqu’à obtenir un pH de 6,3-6,5
Traitement thermique par injection de vapeur directe pendant 10s à 120°C puis flash à 70°C
Séchage par atomisation dans un atomiseur pilote NUBILOSA : température de séchage 190-195°C ; température sortie produit 90 – 95 °C.
Les quantités de peroxyde d’hydrogène sont identiques à celles de l’essai 4.
Analyse des résultats
Dans le Tableau 1 ci-dessous sont repris les résultats obtenus pour les protéines des essais 1 et 2.
| Lot pois | Essai | H2O2 (ppm) | N6,25 (%) | MS (%) | Odeur avant TT (5j) | Odeur après TT (5j) | Odeur avant TT (29j) | Odeur après TT (29j) | Sol. (%) | H2S (ppb) |
| A | 1 | 0 | 85,4 | 95,2 | aucune | forte | aucune | forte | 75 | 79 |
| 2-220 | 220 | 85,8 | 95,5 | aucune | légère | aucune | aucune | 73 | 19 | |
| 2-275 | 275 | 85,7 | 95,5 | aucune | légère | aucune | aucune | 70 | 24 | |
| 2-315 | 315 | 85,4 | 95 | aucune | aucune | aucune | aucune | 71 | 24 | |
| 2-920 | 920 | 84,3 | 95,7 | aucune | aucune | aucune | aucune | 63 | nd |
Le Tableau 1 montre que l’utilisation de peroxyde d’hydrogène dans le procédé n’affecte pas la richesse en protéine. Les essais 2-220, 2-275 et 2-315 montrent également que les fonctionnalités (solubilité) des protéines de pois ne sont pas modifiées par rapport à la protéine de pois de l’essai témoin 1.
Lorsqu’elle n’est pas traitée thermiquement, la protéine de pois témoin ne présente pas d’odeur soufrée désagréable, mais une odeur forte apparaît lorsqu’elle soumise à un traitement thermique sous pression, ceci 5 jours après fabrication de la protéine et même encore 29 jours après. Au contraire, même avec les quantités les plus faibles de peroxyde, le procédé de l’invention utilisant le peroxyde d’hydrogène permet de fournir des protéines dont l’odeur soufrée est fortement réduite, voire éliminée, lorsque la protéine de pois de l’invention est traitée thermiquement cinq jours après leur production. Vingt-neuf jours après production, aucune des protéines selon l’invention ne présente d’odeur désagréable lorsqu’elle est soumise à un traitement thermique sous pression.
Dans le Tableau 2 ci-dessous sont repris les résultats obtenus pour les protéines des essais 3 et 4 qui utilise un lot de pois différent (lot B) que celui des exemples 1 et 2 (lot A).
| Lot pois | Essai | H2O2 (ppm) | N6,25 (%) | MS (%) | L | a | b | Odeur après TT (3j) |
| B | 3 | 0 | 85,7 | 96,8 | 85,7 | 1,3 | 16 | forte |
| 4-180 | 180 | 84,8 | 95,8 | 85,6 | 1,3 | 15,0 | légère | |
| 4-240 | 240 | 84,8 | 95,7 | 87 | 1,4 | 12,5 | aucune | |
| 4-280 | 280 | 84,8 | 96,2 | 85,8 | 1,7 | 14,4 | aucune | |
| 4-315 | 315 | 85,2 | 95,7 | 85,5 | 1,9 | 14,4 | aucune | |
| 4-920 | 920 | 84,7 | 95,6 | 84,2 | 2,9 | 14,7 | aucune |
Le Tableau 2 montre que, pour obtenir une protéine de pois désodorisée, les quantités de peroxyde d’hydrogène sont très similaires quel que soit le lot de pois utilisé, bien que légèrement différentes. Après trois jours de fabrication seulement, aucune odeur n’a été relevée après traitement thermique de la protéine fabriquée à partir du lot B de pois en utilisant 240 ppm de peroxyde d’hydrogène (essai 4-240) ; pour l’essai utilisant le lot A et utilisant 275 ppm de peroxyde d’hydrogène (essai 2-275), la protéine de pois désodorisée présentait, après traitement thermique réalisé 5 jours après fabrication de la protéine, une légère odeur soufrée. Les conclusions de ces essais 3 et 4 restent donc très proches de celles obtenues pour les essais 1 et 2 en ce qui concerne la désodorisation.
L’analyse électrophorèse SDS-PAGE en conditions non réductrices représentée à la démontre également que l’échantillon de protéine de pois désodorisée fabriquée avec un procédé utilisant une dose de peroxyde d’hydrogène de 920 ppm présente une structure de la protéine légèrement modifiée par rapport au témoin. Pour cet échantillon, une bande apparait à 60 kDa qui correspond à la bande des légumines ; les bandes des sous unités α et β-légumines sont peu présentes (40 et 20 kDa respectivement). Au contraire, lorsque les quantités de peroxyde vont jusqu’à 315 ppm, la structure de la protéine reste non modifiée comme démontré par les analyses électrophorèses SDS PAGE qui sont identiques à celle du témoin : la bande de légumines n’est pas présente (60 kDa), et 2 bandes apparaissent aux environs de 40 et 20 kDa respectivement démontrant que les sous unités α et β-légumines sont dissociées, comme dans le cas du témoin.
En ce qui concerne les protéines obtenues pour l’essai 5, elles présentent une odeur plus neutre et pas de note soufrée, comme celles de l’essai 4.
Claims (14)
- Procédé de fabrication d’une protéine de pois désodorisée caractérisé en ce qu’il comprend :
- la fourniture d’une suspension d’extrait de protéine de pois,
- l’ajout de peroxyde dans ladite suspension pour former une suspension additivée,
- le traitement thermique de la suspension additivée, éventuellement suivi d’un refroidissement rapide par mise sous vide, formant une solution de protéine désodorisée,
- la récupération de la protéine de pois désodorisée,
- Procédé de fabrication selon la revendication 1 caractérisé en ce que la quantité massique de peroxyde ajouté, exprimée par rapport à la masse sèche d’extrait de protéine de pois dans la suspension, va de 150 à 500 ppm, par exemple de 200 à 400 ppm, voire 200 à 350 ppm.
- Procédé de fabrication selon l’une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que le traitement thermique est réalisé à une température qui va de 80 à 160°C, préférentiellement de 100 à 150°C.
- Procédé de fabrication selon la revendication 3 caractérisé en ce que le vide de l’étape de refroidissement rapide par mise sous vide est réglé de manière à ce que la température de la solution traitée thermiquement soit refroidie d’au moins 10°C, par exemple à une température allant de 60 à 80°C.
- Procédé de fabrication selon l’une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu’il comprend une étape de séchage de la solution de protéine désodorisée, préférentiellement par atomisation.
- Procédé de fabrication selon la revendication 5 caractérisé en ce que la protéine désodorisée est sous forme de poudre.
- Procédé selon l’une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le peroxyde est un peroxyde d’hydrogène.
- Procédé selon l’une des revendications 1 à 7 caractérisée en ce que l’extrait de protéine de pois de la suspension est obtenu par précipitation isoélectrique.
- Procédé selon l’une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que le pH de la suspension d’extrait de protéine de pois va de 2 à 6, par exemple de 4,5 à 5,5.
- Procédé selon l’une des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que le pH de la suspension de protéine de pois additivée, avant traitement thermique, va de 6 à 7,5.
- Procédé selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que la richesse en protéine N6,25 de l’extrait de protéine de pois dans la suspension fournie, exprimée en poids sec, est de 60% ou plus, avantageusement est de 80% ou plus, par exemple va de 80 à 95%, notamment va de 80 à 90%.
- Procédé selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que la protéine de pois désodorisée comprend une quantité de sulfure de dihydrogène inférieure à 50 ppb, voire inférieure à 30 ppb.
- Protéine de pois désodorisée susceptible d’être obtenue par le procédé selon l’une des revendications précédentes.
- Utilisation d’une protéine de pois selon la revendication 13 pour la fabrication de produits nécessitant des traitements thermiques sous pression, par exemple pour la fabrication de boissons prêtes à boire ou de produits extrudés.
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2023
- 2023-10-10 WO PCT/EP2023/025428 patent/WO2024078741A1/fr unknown
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| WO2024078741A1 (fr) | 2024-04-18 |
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