La présente invention concerne un procédé d'ex¬ traction de composés mineurs gras, notamment de stérol- des, et plus particulièrement de cholestérol, contenus dans une matière d'origine biologique.

Par "composés mineurs gras", on désigne tous constituants gras non glycéridiques contenus dans des matières naturelles grasses. Il peut s'agir de stéroî- des, notamment de stérols, d'alcools gras, de vitamines liposolubles, de pigments, d'hydrocarbures, d'acides gras libres, d'acides abiétiques et pimariques, de com- posés d'arômes...

Pour plus de précision, on se référera à la dé¬ finition donnée dans le "Manuel d'analyse des corps gras" JP WOLF - Ed Azoulay - Paris 1969, pages 11 et 25. Au sens de la présente invention, le terme "sté- roîdes" désigne tous les composés renfermant un squelet¬ te cyclopentanophénanthrénique plus ou moins hydrogéné. Beaucoup de ces composés sont des alcools et sont dénom¬ més stérols. Ils peuvent se présenter sous la forme d'esters notamment d'acides gras, communément désignés par le terme "cérides".

Le cholestérol figure parmi les stérols. On sait depuis longtemps qu'il est le constituant principal des calculs biliaires. Sa notoriété s'est récemment accen¬ tuée par sa relation avec les troubles circulatoires, et plus particulièrement le durcissement des artères.

Dans les corps gras d'origine animale, on trouve essentiellement du cholestérol non estérifié. Présents dans la majeure partie de notre alimentation, ces corps gras animaux constituent une source de cholestérol non négligeable qui, en cas d'excès, peut être à l'origine de pathologies cardiovasculaires graves dont notamment

l'infarctus du myocarde.

Les corps gras d'origine végétale ne contiennent pas de cholestérol mais des phytostérols de structure très voisine de celui-ci, comme par exemple : le β-si- tostérol, le campestérol, le stigmastérol, le brassicas- térol, le Δ-7-stigmastérol, le Δ-5-campestérol, le Δ-5- avénastérol, le Δ-7-avénastérol, le Δ-7-9-sigmatadiénol, le fucostérol ou 1'ergostérol.

Le procédé suivant l'invention s'applique égale- ment aux dérivés oxydés des stéroldes : les stérones. Ces composés se retrouvent notamment dans les huiles de friture utilisées à plusieurs reprises. Leur présence dans les produits alimentaires n'est pas souhaitée car ils ne sont pas dénués d'effet toxique. En outre, les stéroldes sont des produits à hau¬ te valeur ajoutée tant économique que technique. Ils sont en effet susceptibles de constituer des matières premières de choix pour la préparation de composés vitaminiques (ergostérol : vitamine D2) ou hormonaux (équilénine, oestrone, progestérone, testostérone ou cortisone...). Outre leurs applications pharmaceutiques, les stéroldes et plus particulièrement les stérols et leurs esters d'acides gras (cérides) peuvent être utilisés dans l'industrie cosmétique comme émulsifiants. En ce qui concerne les autres composés mineurs gras, on peut distinguer, d'une part, les composés in¬ désirables sur le plan alimentaire ou technologique tels que les acides gras libres favorisant l'oxydation, les composés de dégradation comme les acides polymérisês, les composés fétides, les matières colorantes et de sa¬ pidité, ou autres ; et, d'autre part, les composés à haute valeur alimentaire ou technologique tels que les vitamines liposolubles, les acides gras essentiels (acides linoléique, α-linoléique, γ-linoléique, arachi- donique, DHA, EPA), les acides gras rares (acides rici- noléique, abiétique), les composés d'arômes.

C'est donc à plusieurs titres que se justifient tous les développements techniques visant à extraire les composés mineurs gras de matières biologiques grasses. Sous ce terme, on désigne en particulier, d'une part, les matières grasses animales, quelles soient de réserve comme les huiles de poissons ou les huiles animales (suif, gras de volailles, saindoux...), de structure comme celles contenues dans les tissus musculaires, pla¬ centaires ou nerveux (viande, oeuf, moelle épinière, cerveau... ) ou de sécrétion glandulaire comme les matiè¬ res grasses laitières, ou de sécrétion dermique comme les cérides (lanoline) ; et, d'autre part, les matières grasses végétales. Enfin, il peut s'agir d'un mélange de matières grasses animales et de matières grasses végéta¬ les comme les margarines.

Il a ainsi déjà été proposé diverses méthodes d'extraction de composés mineurs gras de matières biolo¬ giques contenant des graisses.

En premier lieu, il existe des techniques d'ex- traction de stéroldes, notamment de cholestérol.

L'une d'elles consiste à mettre en contact de la matière grasse d'origine animale avec de la digitonine (glucoside άe la dlgitogénine), qui a la propriété de réagir avec le cholestérol pour donner un précipité in- soluble. Les performances et les résultats de cette mé¬ thode ne sont pas satisfaisants, du fait de la difficul¬ té de séparation du précipité du milieu. Et en tout état de cause, cette méthode est inapplicable industrielle¬ ment, notamment pour des produits alimentaires. Le cholestérol peut également être extrait des matières grasses par entraînement à l'aide d'un solvant. L'inconvénient majeur de ce procédé est que les solvants généralement employés sont toxiques et qu'il en reste toujours des traces dans les matières grasses considé- rées.

On connaît également des procédés de micro¬ distillation, inapplicables au niveau industriel, ou bien encore d'absorption sur colonnes comme ceux décrits par exemple dans les demandes de brevet européen n° 0 174 848 et n° 0 318 326. Ces demandes décrivent un procédé suivant lequel la matière grasse maintenue à l'état liquide passe au travers d'une colonne d'absor¬ bant, en l'occurence du charbon actif. Il est clair qu'un tel procédé est très lourd à mettre en oeuvre et de surcroit, l'extraction qu'il permet n'est pas très sélective.

Un autre procédé physico-chimique d'extraction du cholestérol des graisses est divulgué par la demande de brevet japonais n° 59 140 299. Il consiste à mettre en contact une matière chargée en cholestérol telle que la poudre de lait, avec du CC»2 supercritique à une tem¬ pérature comprise entre 35 et 45°C et à une pression comprise entre 130 et 200 atm. L'obtention de ces condi¬ tions physiques nécessite l'emploi d'un matériel comple- xe et onéreux. La conduite du procédé en est ainsi très délicate. De plus, comme il est précisé dans la demande de brevet, d'autres composés lipidiques sont entraînés par le CO2 supercritique. Ce procédé n'est donc pas sélectif. Pour éliminer les stérols des graisses, il a été également imaginé un procédé de biodégradation desdits stérols divulgué par la demande de brevet européen n ^c 0 278 794. Ce procédé met en oeuvre des bactéries qui, mises au contact de la matière grasse, sont aptes à métaboliser les stérols qu'elle contient. Comme tous les procédés faisant intervenir des fermentations, ce procé¬ dé de biodégradation est très délicat à conduire du fait de la variabilité inhérente à la matière vivante. De plus, les matériels employés, la durée relativement lon- gue sont, entre autres, des éléments qui rendent un tel procédé onéreux. Enfin, les catabolites produits lors de

ces fermentations restent à ce jour totalement inconnus sur le plan de leur nature et de leur toxicité et sont, de toute façon, présents dans la matière grasse ainsi traitée. On connaît aussi par la demande de brevet euro¬ péen n° 0 256 911, un procédé d'élimination du choles¬ térol contenu dans une matière grasse d'origine animale. Il est basé sur la propriété connue depuis 1958 qu'ont les cyclodextrines ( olyglucoses cycliques de conforma- tion tubulaire tronconique à 6, 7 ou 8 motifs de glucose et désignées respectivement par alpha, bêta ou gamma cy¬ clodextrine) de recevoir dans leur cavité hydrophobe des molécules de stérols et notamment de cholestérol, pour former des complexes d'inclusion solubles dans l'eau. Selon ce procédé, la matière grasse maintenue fluide est mise en contact en milieu aqueux avec une cyclodextrine sous agitation et sous atmosphère non oxydante pendant 30 minutes à 10 heures de façon à permettre la formation de complexes. La séparation de ces derniers est ensuite réalisée par entraînement à l'eau, qui solubilise ces complexes. La solution aqueuse ainsi obtenue est ensuite recueillie après décantation. La phase lipidique obtenue doit être lavée à l'eau à plusieurs reprises pour élimi¬ ner les traces de complexes. Les conditions de mise en oeuvre de ce procédé apparaissent comme étant relative¬ ment astreignantes. L'une des principales contraintes à respecter est le maintien d'une atmosphère non oxydante à base d'azote pendant toute la durée de la mise en con¬ tact. Cette durée est d'ailleurs très longue en prati- que, car si l'on se réfère aux exemples, on constate qu'elle est toujours au moins égale à 3 heures.

Le rendement d'extraction du cholestérol par ce procédé est peu élevé. Dans le meilleur des cas, en ef¬ fet, il n'est que de 41 % et ce après trois extractions successives comme cela est indiqué dans l'exemple 3 de la description de cette demande de brevet européen.

FEUILLE DE REMPLACEMENT

La quantité d'eau nécessaire pour la mise en contact avant séparation ne représente pas moins de 1000 % en poids par rapport à la matière grasse à trai¬ ter. Toujours sur le même principe d'utilisation des cyclodextrines pour 1'extraction de stéroîdes, la deman¬ de de brevet européen n ^c 0 326 469 décrit un procédé d'élimination de composés stéroîάiques contenus dans une substance d'origine biologique. Suivant ce procédé, la substance d'origine biologique, fluidifiée s'il s'agit d'une matière grasse solide à température normale, est mise en contact avec une cyclodextrine en milieu aqueux. Le contact se déroule sous agitation pendant 5 heures à une température de l'ordre de 40°C. On procède ensuite à une séparation des complexes cyclodextrine/stéroïdes. Il faut noter qu'ici encore la durée réelle de mise en con¬ tact donnée dans tous les exemples est très longue : 5 heures minimum.

Les faibles rendements d'extraction des stérols donnés dans les exemples témoignent du manque d'effica¬ cité de ce procédé.

Lors de la mise en contact avant séparation, le milieu réactionnel contient plus de 100 % en poids d'eau par rapport à la matière à traiter exprimée sur sec. En second lieu, il a été envisagé des procédés d'extraction de composés mineurs gras autres que les stéroîdes.

Parmi ces procédés, on peut citer celui décrit dans le brevet US n° 3.491.132 et visant à réduire la teneur en acides gras libres d'huiles glycéridiques à l'aide de cyclodextrine. Dans ce cas, la cyclodextrine est mise en contact avec le milieu gras en présence d'importantes quantités d'eau qui varient de 200 à 1000 % par rapport au milieu gras traité. Ces trois derniers procédés décrits dans les demandes de brevet européen n° 0 256 911 et 0 326 469

et le brevet US n° 3 491 132 ont en commun au moins un inconvénient important, à savoir qu'ils se déroulent en milieu aqueux et nécessitent de très grandes quantités d'eau pour la mise en contact. II est évident que l'utilisation de telles quan¬ tités d'eau constitue un handicap sur le plan indus¬ triel, puisque cela oblige à manipuler de grands volumes réactionnels et nécessite des équipements de grande ca¬ pacité, donc encombrants et plus onéreux. Par ailleurs, outre le coût direct non négligeable que cela entraine, il faut également considérer le traitement des effluents obtenus à 1'issue de la séparation ; ce traitement re¬ présentant une charge d'autant plus importante que les quantités d'effluents augmentent. Au vu de ce qui précède, force est de constater que les techniques d'extraction de composés mineurs gras à l'aide de cyclodextrine, qui pourtant sont les plus satisfaisantes, notamment au regard de la qualité des produits obtenus, n'ont pas été optimisées sur le plan de la rentabilité économique et technique.

Soucieuse de favoriser le progrès technique dans ce domaine, la demanderesse a mené de longues et nom¬ breuses recherches au terme desquelles elle a eu le mé¬ rite de trouver qu'il était préférable et avantageux d'effectuer la mise en contact avec de faibles quantités d'eau, ou en d'autres termes de ne pas prévoir la solu- bilisation de toute la cyclodextrine mise en oeuvre pour la mise en contact, en choisissant une température et une quantité d'eau appropriées. La présente invention concerne ainsi un procédé d'extraction de composés mineurs gras, notamment de sté¬ roîdes, et plus particulièrement le cholestérol, con¬ tenus dans une matière d'origine biologique, à l'aide de cyclodextrine, dans lequel la cyclodextrine est mise en contact, sous agitation et dans un milieu réactionnel comprenant de l'eau, avec la matière à traiter de façon

à permettre la formation de complexes d'inclusion entre la cyclodextrine et les composés mineurs gras, ces com¬ plexes étant ensuite séparés de ladite matière, carac¬ térisé en ce que la quantité d'eau est inférieure à 100 % en poids par rapport à la matière sèche à traiter et en ce que, lors de la mise en contact, la température du milieu réactionnel et la quantité d'eau présente dans ledit milieu, sont choisies de telle sorte que la cyclo¬ dextrine se trouve partiellement sous forme non dissoute.

En ajustant ces deux paramètres, ce qui revient à prévoir une concentration en cyclodextrine dans le mi¬ lieu réactionnel lors de la mise en contact, supérieure à la limite de solubilité de la cyclodextrine à la tem- pérature réactionnelle, et en limitant ainsi les quan¬ tités d'eau employées, on diminue de façon notable tous les coûts de mise en oeuvre du procédé d'extraction, tout en le rendant d'utilisation plus souple et plus aisée. Qui plus est, les rendements d'extraction sont améliorés pour des durées de mise en contact plus cour¬ tes, et les quantités d'effluents recueillies, donc à retraiter, sont sensiblement abaissées. Ces effluents se présentent sous forme concentrée, ce qui limite les coûts de transport et de retraitement.

Les dispositions conformes à l'invention sont particulièrement originales car elles vont à l'encontre de l'enseignement des techniques antérieures d'extrac¬ tion à l'aide de cyclodextrines, suivant lequel il était prévu d'apporter de l'eau en quantité suffisante pour solubiliser l'essentiel de la cyclodextrine. Il était alors supposé que la complexation ne pouvait s'opérer que si la cyclodextrine était sous forme soluble.

Et il est surprenant et inattendu d'avoir éta- bli, conformément à la présente invention, que la com¬ plexation se déroule de manière encore plus satisfai-

santé sur le plan des rendements et de la durée, lorsque la cyclodextrine ne se trouve que partiellement solubi¬ lisée, donc essentiellement en suspension dans l'eau.

Ceci est contraire à 1'enseignement de la de- mande de brevet européen n° 387 708, non encore publiée au moment du dépôt de la présente demande, qui est relative à l'extraction de cholestérol et d'acides gras d'une matière grasse animale à l'aide de cyclodextrine et qui prévoit que cette dernière doit se trouver entièrement sous forme dissoute lors de la mise en contact.

En pratique, connaissant la température réac¬ tionnelle pour la mise en contact, on détermine la con¬ centration en cyclodextrine appropriée en prenant soin de la choisir supérieure à la limite de solubilité de la cyclodextrine à cette température.

Pour cela, on se réfère aux constantes de solu¬ bilité de la cyclodextrine dans l'eau, en fonction de la température. Le tableau ci-après extrait de "Cyclodex- trins and their inclusion complexes" (page 33) Akademiai Kiado, Budapest 1982 - J. SZEJTLI, donne les valeurs li¬ mites de solubilité mesurées pour la bêtacyclodextrine.

Grammes de β-cyclodextrine Température en dans 100 ml d'eau degrés Celsius

1,20 15 1,48 20 1,79 25 2,25 30 3,51 40 4,64 50 6,05 55 7,49 60 10,18 65

12,03 70

14,80 75

19,66 80

Pour une température réactionnelle donnée, on définit un "niveau de saturation" de la cyclodextrine en solution dans l'eau, qui correspond au rapport suivant :

Grammes de cyclodextrine pour 100 ml d'eau

Valeur limite de solubilité de la cyclodextrine à la température donnée, exprimée en grammes de cyclodextrine pour 100 ml d'eau

Conformément à l'une des caractéristiques essen- tielles de la présente invention, le niveau de satura¬ tion de la cyclodextrine présente dans le milieu réac¬ tionnel, lors de la mise en contact, est supérieur ou égal à 1,67, de préférence supérieur ou égal à 1,87, et plus préférentiellement encore supérieur ou égal à 2. On le choisit généralement inférieur à 3000, de préférence inférieur à 1500 et plus préférentiellement encore infé¬ rieur à 750.

Dans les exemples de la demande de brevet euro¬ péen n ^β 0 387 708, la quantité d'eau mise en oeuvre est toujours au moins égale à 100 % en poids par rapport à la matière à traiter exprimée en sec et le niveau de saturation est toujous inférieur à 1,55.

Le procédé suivant l'invention peut s'appliquer aux corps gras naturels constitués essentiellement par des triglycérides, mais pauvres en phospholipides to¬ taux : c'est-à-dire ayant une teneur en phospholipides totaux inférieure à 10 % en poids par rapport aux lipi¬ des totaux.

Ce procédé permet notamment l'extraction de sté- roîdes, comme le cholestérol, de nombreuses matières biologiques. Il peut s'agir de matières grasses animales

et/ou végétales parmi lesquelles on peut citer :

- les matières grasses laitières telles que le beurre, concentré ou non ;

- les matières grasses animales telles que le suif, le saindoux, la graisse de cheval, les graisses de volailles, les huiles de poissons, la lanoline ;

- les matières grasses végétales comme les ma¬ tières grasses végétales hydrogénées, l'huile de palme, l'huile de coprah, le beurre de cacao ; - et les mélanges de celles-ci comme les marga¬ rines.

En plus de 1'élimination de ces composés dans des produits alimentaires, le procédé conforme à l'in¬ vention offre une source intéressante de stéroldes sus- ceptibles d'être utilisés dans la préparation de princi¬ pes pharmaceutiques notamment hormonaux et vitaminiques, ou dans l'industrie cosmétique comme émulsifiants.

La cyclodextrine utilisée peut être du type al¬ pha, bêta ou gamma, de préférence bêta, substituée ou non. Les groupements mono- ou poly-substituants de la cyclodextrine peuvent être notamment des groupes alkyle tels que le groupe hydroxypropyle ou éthyle, ou des saccharides du type glycosyle, maltosyle ou autres. On peut choisir également de la cyclodextrine rendue in- soluble dans l'eau, par exemple par polymérisation.

Avantageusement, la cyclodextrine mise en oeuvre dans le procédé suivant 1'invention se présente sous forme pulvérulente séchée. Selon un mode particulier de mise en oeuvre, elle possède une teneur en eau infé- rieure ou égale à 11 % en poids, de préférence à 7 % en poids, et plus préférentiellement encore à 5 % en poids. Elle est éventuellement réhydratée jusqu'à une teneur en eau inférieure ou égale à 15 % en poids.

Conformément à une disposition avantageuse de la présente invention, la quantité d'eau présente dans le milieu réactionnel, lors de la mise en contact et avant

FEUILLE DE REMPLACEMENT

séparation est, de préférence, comprise entre 10 et 90 %, et plus préférentiellement encore comprise entre 20 et 80 % en poids par rapport à la matière à traiter exprimée sur sec. II est intéressant de noter que la mise en con¬ tact se déroule sous atmosphère ambiante. En effet, les conditions du procédé ne sont pas sévères et ne risquent pas d'entraîner des dégradations comme l'oxydation sur les composés gras sensibles (acides gras insaturés). Et mieux encore, la cyclodextrine permet en plus d'éliminer au moins partiellement les éventuels composés prooxy¬ dants indésirables.

Conformément à un mode préféré de mise en oeuvre de l'invention, la mise en contact cyclodextrine/matière à traiter s'effectue à une température choisie de telle sorte que les corps gras contenus dans ladite matière se trouvent à l'état figé.

Par état figé, on entend au sens de la présente invention, un état dans lequel le taux de corps gras solides ou cristallins est supérieur ou égal à 5 % en poids.

Ce taux de corps gras solides est une grandeur usuelle dans le domaine de la technologie des lipides. Il se mesure par Résonance Magnétique Nucléaire basse résolution, à l'aide de minispectrometres à impulsions.

La RMN à impulsions, basée sur le fait que. les molécules de corps gras dans la phase liquide ont un degré de mobilité supérieur à celui des molécules de la phase solide, permet de déterminer le pourcentage de matière grasse solide ou liquide. Le principe et les applications de cette méthode sont décrits par exemple dans la revue R.I.B.C. de Janvier-Février 1985, n° 80, pages 23 à 26, ou dans la revue I-A-A de Mai 1988, pages 463 à 471 ou de Juin 1988, pages 463 à 470. Contrairement à ce qui est préconisé par 1'art antérieur et notamment dans les demandes de brevet

européen n ^β 0 256 911 et 0 326 469 et le brevet US n° 3.491.132 précités, la demanderesse a mis en évidence que, de façon surprenante et inattendue, l'état figé des corps gras entrant dans la constitution de la matière à traiter correspond à un état avantageux pour la complexation des composés mineurs gras, notamment des stéroldes, avec la cyclodextrine au stade de la mise en contact sous agitation.

De préférence, les conditions opératoires sont choisies de telle manière que le taux de substances grasses solides soit supérieur ou égal à 10 %, et plus préférentiellement encore supérieur ou égal à 30 %.

Dans ce mode préféré de mise en oeuvre, la ma¬ tière à traiter, l'eau -si ladite matière à traiter n'en contient pas ou pas assez- et ensuite la cyclodextrine, de préférence sous forme pulvérulente, sont mises en présence dans un mélangeur équipé de moyens de malaxage. La séquence d'introduction des produits est de préféren¬ ce celle indiquée ci-dessus, mais on peut aussi, parmi toutes les variantes possibles, prémélanger la matière à traiter et l'eau.

Avantageusement, le mélange se présente sous une forme pâteuse que l'on soumet, pendant toute la durée de mise en contact, à une opération de malaxage au cours de laquelle intervient la formation de complexes cyclodex- trine/composés mineurs gras.

Pour la séparation de ceux-ci, et il s'agit là aussi de l'une des originalités de ce mode préféré de mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, la pâte malaxée est portée à une température choisie de telle sorte que les corps gras constituant la matière à trai¬ ter se trouvent à l'état fondu, c'est-à-dire dans un état caractérisé par un taux de corps gras solides ou cristallins inférieur à 1 % en poids. Cette transformation à l'état fondu permet d'ob¬ tenir, d'une part, une phase contenant les corps gras et

à teneur réduite en composés mineurs gras et, d'autre part, une phase mixte hydrolipidique contenant les com¬ plexes d'inclusion cyclodextrine/composés mineurs gras. Ces deux phases se séparent parfaitement bien l'une de l'autre et il est donc aisé de recueillir la phase grasse exempte de composés mineurs gras, qui peut ensuite être employée dans diverses applications. La phase mixte peut quant à elle être retraitée pour en ex¬ traire les composés mineurs gras susceptibles d'être va¬ lorisés, notamment dans le domaine pharmaceutique ou cosmétique.

Lorsque la matière à traiter est une matière grasse animale et/ou végétale à forte teneur en lipides comme par exemple le beurre, concentré ou non, le suif, le saindoux, les graisses de volailles, les lanolines, les huiles végétales hydrogénées, les graisses de palme ou de coprah, les margarines..., elle est introduite dans un dispositif de malaxage du type pétrin équipé de moyens de régulation de la température. On y incorpore ensuite éventuellement de l'eau dans la mesure où la matière d'origine biologique à traiter n'en contient pas suffisamment pour la mise en oeuvre du procédé conformément à l'invention. La quan¬ tité d'eau nécessaire est de préférence comprise entre 20 et 60 % en poids par rapport à la matière d'origine biologique à traiter, exprimée en sec.

Puis on ajoute la cyclodextrine, de préférence sous forme pulvérulente et en quantité suffisante pour se trouver partiellement sous forme non dissoute à la température réactionnelle et pour former des complexes d'inclusion avec les composés mineurs gras à extraire.

La détermination de la quantité adéquate de cy¬ clodextrine à utiliser est fonction, d'une part, de la limite de solubilité de la cyclodextrine à la tempéra- ture considérée, et d'autre part, de la quantité de com¬ posés mineurs gras à extraire, et de leurs affinités

FEUILLE DE REMPLACEMENT

pour la cyclodextrine. En règle générale, la quantité de cyclodextrine est de 0,5 % à 15 % par rapport à la ma¬ tière d'origine biologique à traiter exprimée en sec, de préférence de 1 à 10 % et plus préférentiellement de 3 à 8 %.

Le malaxage de la pâte formée par le mélange de ces constituants est effectué à une température mainte¬ nue constante par les moyens de régulation et choisie de telle sorte que la matière grasse soit à l'état figé avec un taux de corps gras solides ou cristallins supé¬ rieur à 5 %, de préférence supérieur à 10 % et plus pré¬ férentiellement compris entre 30 et 50 % en poids. Pour le beurre concentré par exemple, la température est choisie de préférence environ entre 10 et 25 ^β C. Au bout d'un temps variable, généralement com¬ pris entre 10 à 120 mn, le malaxage est interrompu et la pâte est chauffée suffisamment pour que le taux de soli¬ des de la matière grasse soit inférieur à 1 % en poids. Il se forme alors un culot hydrolipidique contenant les complexes et un surnageant liquide huileux constitué par la matière grasse à teneur réduite en composés mineurs gras.

En ce qui concerne ce mode préféré de mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, il est à noter que celui-ci peut parfaitement s'intégrer dans le cadre de la fabrication de beurre à partir de crème. Cette dernière comprend essentiellement les étapes suivantes :

- maturation biologique ou physique (procédé NIZO) de la crème ; - barattage continu ou discontinu avec inversion d'émulsion et séparation du babeurre ;

- malaxage éventuellement avec maturation biolo¬ gique (procédé NIZO) ;

- éventuellement lavage à l'eau. Conformément à l'invention, la cyclodextrine peut être ajoutée après séparation du babeurre, au cours

du malaxage. Au terme d'une mise en contact qui s'effec¬ tue à la température de barattage (inférieure à 15°C), on procède à la séparation des complexes d'inclusion formés par passage à 1'état fondu. Suivant un autre mode de mise en oeuvre du pro¬ cédé suivant l'invention, on effectue la mise en contact de la cyclodextrine avec la matière à traiter à une tem¬ pérature choisie de telle sorte que les corps gras cons¬ tituant ladite matière se trouvent dans un état non fi- gé.

Dans ce mode de mise, en oeuvre du procédé sui¬ vant l'invention, la matière à traiter, l'eau et la cy¬ clodextrine, de préférence introduites dans cet ordre, sont mélangées sous agitation à une température sélec- tionnée de telle sorte que les corps gras présents soient liquides (taux de solides inférieur à 5 % et de préférence à 1 %).

Les températures correspondant à un taux de so¬ lides inférieur à 1 % sont de préférence inférieures à 70°C pour la majorité des corps gras. La détermination de la température minimale pour la mise en contact est tout à fait à la portée de l'homme de métier. Elle dé¬ pend évidemment de la nature de la matière grasse consi¬ dérée. La quantité d'eau nécessaire est, de préférence, comprise entre 45 et 80 % en poids par rapport à la matière d'origine biologique à traiter exprimée en sec.

Ce mode de mise en oeuvre convient particulière¬ ment bien pour le traitement d'huiles présentant un taux de solides inférieur à 1 % à température ambiante, comme les huiles végétales de tournesol, de soja, de colza, de maïs... ou comme les huiles de poissons.

Le temps de mise en contact varie de préférence entre 10 et 120 mn. Pour séparer les complexes d'inclusion formés, on procède par exemple à une centrifugation ou à une

FEUILLE DE REMPLACEMENT

décantation du mélange obtenu après la mise en contact, de manière à recueillir un culot contenant lesdits com¬ plexes, une phase intermédiaire aqueuse, et une phase surnageante lipidique à teneur réduite en composés mi- neurs gras.

Les deux modes de mise en oeuvre du procédé se¬ lon l'invention présentés ci-dessus, permettent l'ex¬ traction des stéroîdes et en particulier des stérols avec des rendements atteignant environ 90 % en un seul traitement. Ces rendements peuvent être améliorés en multipliant les traitements. Ces performances d'extrac¬ tion sont obtenues de façon économique et aisée en un temps relativement court.

Un autre intérêt du procédé conforme à l'inven- tion est qu'il peut permettre l'extraction sélective d'un certain nombre de composés mineurs gras à partir d'une matière d'origine biologique, dans un ordre déter¬ miné, en agissant sur un ou plusieurs paramètres essen¬ tiels du procédé, à savoir notamment la quantité d'eau présente au moment de l'étape de complexation, la quan¬ tité de cyclodextrine, la température de mélange ou de malaxage, la température de déphasage, le pH du milieu.

Il va de soi que 1'invention ne se limite pas aux modes de mise en oeuvre décrits ci-dessus, mais au contraire en englobe toutes les variantes.

Les exemples qui suivent permettront de mieux comprendre le procédé selon la présente invention en mettant en évidence tous les avantages qu'il procure.

EXEMPLE I

Extraction de stérols, et plus particulièrement de cholestérol, contenus dans un beurre concentré con¬ formément au mode préféré de mise en oeuyre du procédé suivant l'invention. Le beurre concentré employé a une richesse en matières grasses de l'ordre de 99,9 %. On choisit par

exemple le beurre concentré standard commercialisé par la Société CORMAN.

La cyclodextrine est une bêta cyclodextrine du type de celle commercialisée par la demanderesse sous la marque déposée KLEPTOSE et se présentant sous la forme d'une poudre blanche à 12 % d'humidité environ. 1. Mise en contact

300 g de beurre concentré sont introduits dans la cuve d'un pétrin malaxeur du type de ceux commercia- lises par la Société KUSTNER. La cuve du malaxeur est pourvue d'une double paroi dans laquelle peut circuler un fluide régulateur de la température. Le malaxeur est mis en fonctionnement et la température est consignée à une valeur moyenne de 14 ^β C environ. A cette température, le beurre concentré possède un taux de corps gras soli¬ des de 28 % environ.

On ajoute ensuite successivement 150 g d'eau et 5,70 g de cyclodextrine KLEPTOSE. Sachant que la cyclodextrine employée comprend 12 % d'eau, la concen- tration en solution aqueuse de la cyclodextrine est

5,7 x 0 _f 88 _{κ 100} . 3 3 _{g pour 100 g} ô^eau.

150,7

A la température de mise en contact (14°C), la limite de solubilité de la bêtacyclodextrine est de 1,20 g pour 100 g de solution. Ceci revient à dire que dans notre exemple, le niveau de saturation de la cyclo¬ dextrine est de 2,75.

La mise en contact se déroule alors pendant 30 minutes. 2. Séparation des complexes d'inclusion

Le mélange pâteux beurre concentré/eau/cyclodex- trine retiré du malaxeur est chauffé à une température de l'ordre de 37°C (taux de corps gras solides du beurre concentré inférieur à 1 %). Il se produit spontanément un déphasage et on obtient un culot pâteux contenant no¬ tamment les complexes d'inclusion et de l'eau. Ce culot

est surmonté d'une phase huileuse formée par le beurre concentré décholestérolisé. On peut alors recueillir plus de 94 % en poids du beurre concentré mis en oeuvre. Le cholestérol est dosé par méthode colorimétri- que, après oxydation en cholesténone par la cholestérol- oxydase, suivant la méthode et avec les réactifs réfé¬ rencés n° 139 050 de la société BOEHRINGER Mannheim.

La teneur initiale en cholestérol du beurre con¬ centré est de 0,270 % en poids. La teneur finale est de 0,038 %.

Le rendement d'extraction s'élève donc à 86 %. Une deuxième extraction conduite dans les mêmes conditions procure un rendement de 74 %, ce qui donne un rendement global de 96 %. On constate que les performances du procédé sui¬ vant l'invention sont tout à fait remarquables tant sur le plan quantitatif que sur celui de la durée.

La quantité d'eau employée est tout à fait mini¬ me et ne pose pas de problème de manipulation. Le culot pâteux qui contient de l'eau utilisée ne représente que 173 g. Cette quantité minime et concentrée ne pose pas de problème quant à son retraitement.

EXEMPLE II Extractions de stérols, et plus particulièrement de cholestérol, contenus dans le beurre concentré con¬ formément au mode préféré de mise en oeuyre de 1'inven¬ tion.

Dans cet exemple, on a réalisé 9 essais d'ex- traction de stérols du beurre concentré en employant les mêmes équipements et en respectant le même protocole que dans l'exemple I. On a simplement fait varier certains paramètres expérimentaux. Les données et résultats de ces essais sont présentés dans le tableau I qui suit :

TABLEAU I

σ m

7} m τι r

S m m z

H

* L.S. = limite de solubilité à température donnée

* CD = cyclodextrine

(1) % par rapport au beurre concentré

(2) % par rapport au beurre concentré

(3) Rendement d'extraction cholestérol final/cholestérol initial (en %)

Commentaires du Tableau I

En comparant les. résultats des essais 1 à 4 qui ne se différencient que par la quantité d'eau mise en oeuvre, on constate que le rendement d'extraction en cholestérol exprimé en % est maximum pour des teneurs en eau comprises entre 30 et 50 % par rapport au beurre concentré. L'augmentation de la teneur en eau fait chu¬ ter le rendement d'extraction. En comparant les résultats des essais 3 et 5 pour lesquels seule la concentration en cyclodextrine KLEPTOSE diffère (respectivement 5 et 7 % par rapport au beurre concentré), on constate qu'il est possible d'aug¬ menter le rendement d'extraction de 9 % uniquement en augmentant la concentration en cyclodextrine de 2 %.

Dans l'essai 6 la durée de malaxage a été rédui¬ te à 15 minutes. Le rendement obtenu est de 75 %, ce qui constitue un résultat très satisfaisant.

Pour l'essai 7, la température de mise en con- tact a été élevée à 26,6 ^β C. En réduisant le taux de so¬ lides dans le beurre concentré, on réduit le rendement d'extraction en cholestérol (65 % contre 84 % pour l'es¬ sai 3).

En utilisant 3 % de cyclodextrine par rapport au beurre concentré (essais 8 et 9) on constate qu'au-delà de 30 mn une prolongation du malaxage ne permet pas d'augmenter les rendements.

EXEMPLE III Extraction de stérols, et plus particulièrement de cholestérol, contenus dans du beurre conformément au mode préféré de mise en oeuyre du procédé suivant 1'in¬ vention.

Le beurre employé dans cet exemple est un beurre du commerce contenant 82 % de matières grasses.

La cyclodextrine, les équipements ainsi que le

protocole sont les mêmes que pour les exemples précé¬ dents, la seule différence étant que l'on n'ajoute pas d'eau ; c'est le beurre lui-même qui apporte l'eau né¬ cessaire à la complexation.

Les données et résultats de cet exemple sont indiqués dans le Tableau II suivant :

TABLEAU II

m c _p r. m σ m * L.S. = limite de solubilité à température donnée

* CD = cyclodextrine m

(1) % par rapport à la matière grasse

(2) % par rapport à la matière grasse

m m z

On montre ici que le procédé suivant 1'invention est également efficace sur une matière à traiter conte¬ nant initialement de l'eau dans une quantité conforme aux caractéristiques de la présente invention.

EXEMPLE IV

Extraction de stérols, et plus particulièrement de cholestérol, contenus dans du suif, conformément au mode préféré de mise en oeuyre du procédé suivant 1'in- vention.

On traite 200 g de suif à 99 % de matières gras¬ ses, du type de celui commercialisé par la Société ROUSSELOT, de la même façon que dans les exemples pré¬ cédents. La teneur initiale en cholestérol du suif est de

0,12 % en poids.

Le tableau III ci-après expose les données et les résultats du présent exemple.

TABLEAU III

-π m c r m

D m en

X m

Ό r * L.S. = limite de solubilité à température donnée

S * CD = cyclodextrine m (1) % par rapport à la matière grasse

S (2) % par rapport à la matière grasse m z

Commentaires du Tableau III

Il apparaît qu'une quantité d'eau de 25 % en poids par rapport au suif est suffisante pour extraire 86 % du cholestérol initial, et ce avec seulement 3 % en poids de cyclodextrine par rapport au suif.

Une augmentation de la quantité d'eau et/ou de la durée de mise en contact ne permet pas d'améliorer ce rendement d'extraction.

Dans cet exemple, on a également mesuré les va¬ riations des indices d'acides.. L'indice d'acide est dé¬ fini par le nombre de mg de potasse nécessaire pour neu¬ traliser l'acidité de 1 g de suif. L'indice d'acide du suif avant extraction est de 0,85.

Le tableau IV ci-après présente les résultats obtenus.

TABLEAU IV

On montre ici que la diminution de 1'indice d'a- cide, donc de la teneur en acides gras libres, du suif est très marquée avec 25 % d'eau.

EXEMPLE V

Extraction de stérols, et plus particulièrement de cholestérol, contenus dans une huile de poisson, con¬ formément au mode préféré de mise en oeuyre du procédé suivant l'invention.

L'huile de poisson utilisée est une huile de saumon présentant une teneur en cholestérol de 0,71 %. Dans un premier essai, 300 g de cette huile sont mélan¬ gés à 150 g de paillettes de glace et 30 g de cyclodex- trine KLEPTOSE. On met ensuite en oeuvre le traitement d'extraction tel que décrit dans l'exemple 1. La tempé¬ rature de mise en contact est de 4°C.

Dans un second essai, 120 g de cette huile sont prémêlangés à 18.0 g d'huile de coprah hydrogénée pendant 20 minutes à 18°C. Le mélange de matières grasses obtenu est ensuite soumis au procédé d'extraction conforme à celui décrit dans les exemples précédents en utilisant 15 g de cyclodextrine KLEPTOSE et 90 g d'eau.

Les résultats et données de ces deux essais sont rassemblés dans le Tableau V.

TABLEAU V

τι m c r r~ m

D m m

"D r

S m * L.S.= limite de solubilité à température donnée m z

H

Par ajustement du taux de solides par ajout d'huile de coprah hydrogénée, on améliore le rendement d'extraction du cholestérol initialement présent dans l'huile de saumon.

EXEMPLE VI

Extraction de pigments liposubles, de composés d'arômes et de composés de dégradation contenus dans une matière grasse de friture et dans une huile de poisson, conformément au mode préféré de mise en oeuyre du procé¬ dé suivant l'invention.

Une matière grasse végétale pour friture, com¬ mercialisée par la Société LESIEUR sous la marque VEGE- TALINE est employée pour réaliser 12 fritures espacées dans le temps :

- 2 fritures de poissons panés,

- 3 fritures de pommes de terres en tranches,

- 3 fritures de filets de merlan,

- 1 friture de gras de bardière de porc, - 3 fritures de croquettes de viande.

Cette matière grasse est traitée avec et sans β-cyclodextrine KLEPTOSE selon le mode opératoire décrit dans l'exemple 1.

L'odeur et la couleur des produits après traite- ment sont évaluées qualitativement. Les résultats sont donnés dans le Tableau VI ci-dessous.

Le niveau de dégradation des matières grasses est apprécié en utilisant le test OXIFRIT-TEST®commer¬ cialisé par la Société MERCK. Une huile de poisson démucilaginée est traitée de la même façon à basse température. L'odeur et la cou¬ leur de cette huile traitée ou non avec β-cyclodextrine sont présentes dans le Tableau VI.

TABLEAU VI

Tl m c

m

D m

Ό r > O m m z

H

L.S. limite de solubilité à température donnée N.S. niveau de saturation M. G. matière grasse

(1) Nature de la matière traitée

(2) Température de traitement en 'C

(3) Temps de mise en oeuvre

(4) Température de séparatioi^en ^* C

(5) Résultat du

On s'aperçoit que les deux matières grasses traitées à l'aide de β-cyclodextrine conformément à 1'invention présentent de meilleures caractéristiques organoleptiques. En ce qui concerne la matière grasse de friture, le traitement avec β-cyclodextrine a permis l'élimina¬ tion de composés oxydés (hydroperoxydes, aldéhydes, cétones, stérones... )

EXEMPLE VII

Extraction de stérols, et plus particulièrement de cholestérol, contenus dans du beurre concentré, con¬ formément au deuxième mode de mise en oeuyre du procédé suivant 1'invention. Dans cet exemple, le beurre concentré et la cy¬ clodextrine utilisés sont identiques à ceux des exemples I et II.

1. Mise en oeuyre

Dans un conteneur équipé de moyens d'agitation, on introduit 300 g de beurre concentré contenant 0,27 % de cholestérol, que l'on porte à une température de 50 ^β C. On y ajoute ensuite 150 g d'eau et 15 g de cyclo¬ dextrine KLEPTOSE. La mise en contact se déroule pendant 30 mn sous agitation et en maintenant la température à

50°C. Le niveau de saturation est de 8,68 = i 87

4,64 '

2. Séparation des complexes

Le mélange beurre concentré/cyclodextrine KLEP- TOSE/eau est soumis à une centrifugation à 3000 g pen- dant 5 minutes. La centrifugation permet de séparer le mélange en trois phases :

- un culot pâteux contenant les complexes d'in¬ clusion cyclodextrine/stéroïdes ;

- une phase intermédiaire aqueuse ; - et une phase surnageante à teneur réduite en stérols.

Après lavage de la phase surnageante avec une quantité égale d'eau, on détermine un rendement d'ex¬ traction en cholestérol de 80 %.

Il apparaît que le procédé conforme à 1'inven- tion permet une importante réduction de la teneur en stérols avec une quantité d'eau limitée.

EXEMPLE VIII

Extraction de stérols, et plus particulièrement de cholestérol, contenus dans du beurre concentré, con¬ formément au deuxième mode de mise en oeuyre du procédé suivant 1'invention.

Dans cet exemple, on a réalisé 6 essais d'ex¬ traction de stérols du beurre concentré de la même façon que dans l'exemple VII. On a simplement fait varier cer¬ tains paramètres expérimentaux. Les données et résultats de ces essais sont présentés dans le Tableau VII suivant :

TABLEAU VII

fessais Eau L.S. Temps Rendement Niveau (3) (4) (5)

Tl (D m c

Fr 50 4,64 30 26 0.38 m 33 0.75 σ 80 1.87 m 88 2,60 (_

m 60 4,10 30 83 2,47 6,05 80 1.67 r 7.49 83 1.35 10,8 71 0.94 12,03 56 0,84 m m 60 7.49 30 83 1.35 z 73

H 60 37

TABLEAU VII (suite)

-π m c rr m

D m ι_ u m

m

* MGLA = Matière Grasse laitière anhydre m * L.S. = Limite de solubilité à température donnée z

H (1) en J! par rapport à la MGLA

(2) Température en °C

M = Mise en contact - S = Séparation

(3) Temps de mise en contact en minutes

(4) Rendement d'extraction cholestérol final en % cholestérol initial

(5) Niveau de saturation

Commentaires des résultats

Dans 1'essai 1, des concentrations en cyclodex¬ trine de 1 à 7 % en poids par rapport au beurre concen- tré ont conduit à des rendements d'extraction compris entre 26 et 88 %. En augmentant le niveau de saturation, ou améliore les rendements d'extraction.

L'essai 2 fait apparaître que plus la températu¬ re de mise en contact augmente et plus le niveau de sa- turation diminue, plus les rendements d'extraction cor¬ respondants diminuent.

L'essai 3 montre qu'il en va de même pour la température de séparation. Il apparaît préférable de ne pas dépasser 60 °C. II ressort des résultats de l'essai 4 qu'une quantité d'eau de 50 % permet d'atteindre un rendement d'extraction très satisfaisant de 80 %, supérieur à celui obtenu avec 100 % d'eau.

Les extractions réalisées avec des durées de mi- se en contact croissantes dans l'essai 5 montrent qu'à partir d'un temps de l'ordre de 12 minutes, on atteint pratiquement un plateau équivalent à un rendement d'en¬ viron 80 % d'extraction.

EXEMPLE IX

Traitement d'un milieu gras à l'aide de cyclo¬ dextrine.

Une quantité de 50 kg d'huile de mais dont on a extrait au préalable les phospholipides (démucilagina- tion) et qui présente un indice d'acide de 1,5 (exprimé en % d'acide oléique pour 100 g), est traitée à l'aide de 1,2 kg de -cyclodextrine (commercialisée par la Société Demanderesse sous la marque KLEPTOSE) en vue d'extraire les acides gras libres et les composés de dégradation contenus dans cette huile.

La β-cyclodextrine, qui se présente sous forme

FEUILLE DE REMPLACEMENT

de poudre est dispersée par agitation dans l'huile à traiter. On ajoute lentement 20 kg d'eau de façon à former par agitation et à température ambiante (20 ^β C, L.S. * 1,48) une émulsion grossière. Le niveau de satu- ration est de 3,54.

L'ensemble est ensuite homogénéisé par agitation à 13500 tours/minute pendant 1 minute à l'aide d'un ap¬ pareil de type UNIMIX. On obtient ainsi une émulsion fi¬ ne de type huile dans eau, de texture semblable à une mayonnaise.

Cette émulsion est chauffée à 90"C avant d'être centrifugée à 6000 tours/minute pendant 5 minutes. Il se forme ainsi trois phases :

- une phase huileuse qui, après lavage à l'eau et séchage, présente un indice d'acide de 0,6,

- une phase aqueuse,

- un culot de centrifugation de couleur blanche.

EXEMPLE X Traitement d'un condensât de désodorisation à

1'aide de cyclodextrine.

1000 g de condensât de désodorisation d'une huile de tournesol sont traités à l'aide de β-cyclodextrine (commercialisée sous la marque déposée KLEPTOSE par la Société Demanderesse) de manière à extraire les phytostérols qu'il contient. La composition de ce co-produit issu du raffinage d'une huile de tournesol est donnée dans le Tableau III ci-dessous.

On réalise sur ce condensât une double extrac- tion en procédant comme suit :

- 160 g de β-cyclodextrine KLEPTOSE et 160 g d'eau à 20 ^β C (L.S. « 1,48) sont ajoutés au condensât. Le niveau de saturation est de 53. Le tout est homogénéisé pendant 5 minutes avec un matériel de type ULTRATURAX de manière à obtenir une émulsion visqueuse et homogène. Celle-ci est ensuite diluée avec 3000 g d'eau avant

FEUILLE DE REMPLACEMENT

d'être centrifugée à 3000 tours/minute et à température ambiante. On sépare ainsi un premier culot de centrifu¬ gation, une phase grasse et une phase aqueuse intermé¬ diaire. Cette dernière est éliminée. Les deux autres phases sont conservées.

- 160 g de β-cyclodextrine KLEPTOSE et 160 g d'eau à 20*C sont ajoutés à la phase grasse surnageante obtenue comme décrit ci-dessus afin de réaliser une se¬ conde extraction. On procède de manière identique afin d'obtenir un second culot de centrifugation et une phase grasse ayant subi une double extraction. Cette dernière est séchée en étuve à 40°C pendant 48 heures.

Sa composition et celle du condensât de départ sont données dans le tableau VIII ci-dessous.

TABLEAU VIII

La -cyclodextrine, par inclusion sélective, a permis une extraction des phytostérols. La phase grasse

FEUILLE DE REMPLACEMENT

traitée s'est enrichie en tocophérols, en acides gras libres et en triglycérides.

EXEMPLE XI Obtention d'un isolât aromatique enrichi à l'aide de cyclodextrine.

Une huile essentielle de menthe poivrée est traitée au moyen de β-cyclodextrine (commercialisée par la Société Demanderesse sous la marque KLEPTOSE) afin d'obtenir un isolât aromatique riche en menthol.

Pour cela, 110 g de β-cyclodextrine KLEPTOSE sont mélangés à 50 g d'eau distillée à température am¬ biante (L.S. « 1,48). Le niveau de saturation est de 103,5. On obtient ainsi une pâte blanche visqueuse à laquelle sont ajoutés lentement, sous agitation méca¬ nique, 200 g d'huile essentielle.

L'ensemble est ensuite homogénéisé à 13500 tours/minute en utilisant un appareil de type UNIMIX. On obtient alors une pâte en suspension dans le milieu hui- leux.

Cette pâte est séparée de l'huile en excès par filtration sous vide, en utilisant un appareil de type

Buchner. En final, on obtient une poudre aromatique blanche. Celle-ci contient sur sec 12,6 % d'isolât aro- matique.

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