Streptococcus thermophilus.

L'Invention est relative à des produits fermentes à base de matières premières végétales.

11 est connu d'utiliser des matières premières végétales, en particulier des céréales, en tant que substituts ou compléments de matières premières d'origine laitière dans la fabrication de produits alimentaires fermentes, dans le but d'associer les propriétés bénéfiques de ces produits végétaux à celles des ferments lac- tiques.

Par exemple, la Demande EP 0 622 024 décrit un produit destine a l'alimentation infantile, constitue de 95% de yoghourt et de 5% d'un mélange de bouillie de céréales (avoine, riz, et ble) et d'extrait de soja, préalablement pasteurisé, puis fermente par Bifidobacterium infantis et éventuellement Streptococcus thermophilus, jusqu'a un pH d'environ 4,6 à 4,7.11 est indique que ce supplément fermente améliore la valeur nutritionnelle et la digestibilité du yoghourt, en apportant des nutriments essentiels a la croissance des jeunes enfants sous une forme directement assimilable, et qu'en outre la présence de 1'extrait de soja favorise 1'acti- vite fermentaire de Bifidobacterium infantis, et améliore sa viabilité. Cependant, ce document ne donne aucune information précise sur la durée de conservation du sup- plument fermente, ni sur celle du produit fini (supplément + yoghourt), ni sur le taux effectif de survie des bactéries dans le supplément fermente ou dans le produit final.

La Demande EP 0 568 530 décrit un produit préparé à partir de son d'avoine, mélangé a de 1'eau et gélifié par un traitement thermique a 100°C pendant 20 min., puis fermente par des bactéries lactiques. Le produit final obtenu est riche en fibres (P-glucanes), provenant du son d'avoine, et contient des lactobacilles vivants (105 à 108 UFC/g). Ce document indique également que le produit obtenu peut tre conserve pendant plus de 2 semaines; la teneur en acide lactique augmente pendant le stockage.

La Demande EP 0 415 941 décrit un produit liquide destine à l'alimentation entérale par tube, ou à la préparation d'une boisson diététique. Ce produit est préparé à partir de farine d'avoine hydrolysée par une a-amylase et une p-glucanase, éventuellement additionnée de farine de soja pour la supplémenter en protéines et en matières grasses, puis fermentée par des lactobacilles, en particulier Lactobacillus reuterii. Le produit liquide obtenu contient des lactobacilles viables, et conserve ses propriétés pendant 8 jours environ.

Le principal problème qui se pose, dans la fabrication de ce type de produits est de concilier, pendant la fabrication, le conditionnement et le stockage, la survie la plus élevée possible des ferments lactiques, et la conservation des qualités organoleptiques du produit. Par exemple, la post-acidification décrite dans la Demande EP 0 568 530, qui temoigne de la viabilité des lactobacilles, peut constituer un inconvénient dans la mesure ou elle entraine une modification du goût du produit qui n'est pas forcement appréciée des consommateurs.

La présente Invention a pour but l'obtention de produits alimentaires à base de matières premières d'origine végétale fermentées par des bactéries lactiques, capables de conserver à 1'issue du conditionnement et du stockage, à la fois un taux de viabilité élevé des ferments lactiques, et des qualités organoleptiques intactes.

Les Inventeurs ont constate que certains ferments lactiques, tels que Streptococcus thermophilus, presentent, lorsqu'ils sont utilises pour fermenter des matières premières d'origine végétale, une post-acidification réduite tout en conservant une croissance et une viabilité suffisantes. Ces ferments sont donc particulièrement bien adaptes à l'obtention des produits alimentaires possédant les propriétés définies ci-dessus. Les inventeurs ont également constate que l'utilisation en tant que matière première d'origine végétale, d'un mélange à base de jus de soja et d'un hydrolysat de céréale par au moins une amylase, et/ou de lait d'amande, fournissait un substrat particulièrement favorable à une bonne croissance de ces ferments, et permettait de conduire la fermentation dans des conditions optimales.

La présente Invention a pour objet un procédé d'obtention d'un produit alimentaire par fermentation lactique de matières premières d'origine végétale, lequel procédé est caractérisé en ce qu'il comprend: -la préparation d'un mélange comprenant : a) du jus de soja, et b) un hydrolysat d'au moins une céréale par au moins une amylase, et/ou du lait d'amande, -la fermentation du mélange par un ferment lactique comprenant au moins une souche de Streptococcus thermophilus.

Du jus de soja utilisable pour la mise en oeuvre du procédé conforme à la présente invention est par exemple la préparation connue sous le nom de « tonyu » obtenue à partir de graines entières de soja, et qui fait l'objet d'une norme AFNOR (NF V 29-001). Brièvement, pour obtenir le tonyu, les graines de soja sont dépelliculées, puis mélangées avec de 1'eau et broyées à chaud (>85°C). Le broyat est

décanté de façon à séparer le résidu solide, dénommé « okara » du jus de soja qui constitue le tonyu. Le tonyu est ensuite stérilisé puis refroidi a 4°C.

L'hydrolysat de céréales utilise pour la mise en oeuvre du procédé conforme a la présente invention est obtenu par exemple à partir d'une farine ou de flocons de céréales, hydrolyses, de maniere connue en elle-mme, par au moins une amylase, et de préférence par une (3-amylase et une a-amylase. Si 1'on souhaite obtenir un produit final riche en fibres, on peut utiliser un hydrolysat obtenu à partir d'une farine ou de flocons de céréale complète. On peut avantageusement utiliser un hydrolysat de riz, d'orge, de ble, ou d'avoine, ou un mélange de ceux-ci. En particulier, l'utilisation d'un hydrolysat d'avoine permet d'obtenir un produit plus riche en P-glucanes. A titre d'exemple, un hydrolysat d'avoine utilisable dans le cadre de la présente invention est décrit dans la demande PCT WO 95/07628.

Pour des raisons de commodité, 1'hydrolysat de céréales peut se présenter sous forme de poudre; on peut alors soit additionner directement celle-ci au jus de soja, soit reconstituer, préalablement au mélange avec le jus de soja, un hydrolysat liquide (également dénommé ci-apres « jus de céréales hydrolysées »), comprenant de préférence entre 5 et 20% en poids de matière seche, par addition d'une quantité d'eau appropriée.

Tout ou partie du jus de céréales hydrolysées peut tre remplace par du lait d'amande.

L'utilisation du mélange jus de soja/constituant b) assure d'excellentes conditions de fermentation, qui permettent la formation d'un réseau régulier entre les molécules des différents constituants du produit, et lui conferent une texture lisse et homogène.

Avantageusement, pour obtenir un produit final optimal tant sur le plan des qualités organoleptiques que de la texture, le mélange jus de soja/constituant b) comprend entre 2,5% et 9%, et de préférence environ 5% (en poids) de matière seche provenant du jus de soja. Ces dernières proportions donnent une matière première ayant des teneurs en macronutriments (protéines, lipides, glucides) équivalentes à celles du lait demi-écrémé.

Si on le souhaite, on peut également ajouter au mélange des agents de texture, parmi ceux classiquement utilises dans la fabrication des produits alimentaires, en particulier des produits laitiers fermentes. Par exemple, on peut utiliser de 1'amidon, dans des proportions de 2 a 3% en poids.

On peut également ajouter un ou plusieurs antioxydants, par exemple de la vitamine E, pour prévenir l'oxydation des acides gras polyinsatures

presents dans les matières premieres. Si on souhaite augmenter la teneur en fibres du produit, il est également possible d'ajouter a ce stade des fibres alimentaires, par exemple des fructooligosaccharides (FOS).

Apres incorporation des différents constituants, le mélange est laisse sous agitation (en général pendant 30 min. a 1 heure), afin de rehydrater les compo- sants apportes sous forme solide, puis stérilisé (par exemple a 130°C pendant 2 a 20 s). On peut remplacer l'étape de stérilisation par un traitement thermique de pasteurisation (par exemple à 95°C, pendant 5 min. a 10 min.) ou par une upérisation par injection directe de vapeur dans le produit (par exemple à 135°C, pendant 3 s).

Préalablement à l'inoculation par les ferments lactiques, le mélange est refroidi à une température de 25°C à 45°C environ.

11 est ensuite ensemence avec un inoculum de bactéries lactiques, à <BR> <BR> <BR> une concentration bactérienne initiale d'au moins 104 a 105UFC/g dans le milieu fermentaire.

Les Inventeurs ont en outre constate que certaines souches de Streptococcus thermophilus tout en n'induisant qu'une post-acidification très faible, conservaient une excellente viabilité. Ces souches, denommees « souches à post- acidification réduite » conviennent tout particulièrement pour la mise en ceuvre de la présente invention; elles peuvent tre sélectionnées sur la base de leurs caractéristiques de viabilité et de post-acidification, après culture sur un mélange 50/50 (v/v) des constituants a) et b) définis ci-dessus, et conservation et à une température d'environ 10°C.

Avantageusement, on choisira une souche présentant, dans ces conditions, les caractéristiques suivantes: -la population bactérienne, au bout de 28 jours, (pour une inoculation initiale d'environ 104 a 10OS UFC/g), est d'au moins 106 UFC/g, de préférence entre 10'et 109 UFC/g; -la différence entre le pH de decaillage et le pH au bout de 28 jours (ApH Jo-J28) est inférieure ou égale a 0,2.

Une souche de Streptococcus thermophilus utilisable pour la mise en oeuvre du procédé conforme à 1'invention est par exemple la souche déposée, selon le Traite de Budapest, le 30 décembre 1994, auprès de la CNCM (Collection Nationale de Cultures de Microorganismes) tenue par l'Institut Pasteur, 25 rue du Docteur Roux, à Paris, sous le numéro I-1520.

Pour la mise en oeuvre du procédé confortne à 1'invention, il est également possible d'associer la ou les souches de Streptococcus thermophilus avec

au moins une souche de bactérie lactique choisie dans le groupe constitue par Bifidobacterium ssp., Lactobacillus ssp. (en particulier L. plantarum, L. pentosus, L. bulgaricus, L. casei, L. acidophilus), Lactococcus ssp., Pediococcus ssp. etc. La souche ou les souches associées sont choisies en fonction de la saveur que 1'on souhaite donner au produit final. Selon la souche associée, on peut observer une post- acidification plus importante que celle observée avec Streptococcus thermophilus seul; cependant, le ApH Jo-J28 demeure inférieur ou égal a 0,6.

Suivant le ferment utilise, la fermentation est conduite pendant 3 à 24 heures, et arrtée à un pH compris entre 4 et 5.

A la fin de la fermentation, le produit peut tre lisse, pour lui donner la texture souhaitée. Par exemple, si 1'on souhaite obtenir une boisson, le lissage est accentue pour augmenter le cisaillement et obtenir une texture fluide. Des agents de stabilisation peuvent également tre ajoutes.

Le produit est ensuite refroidi a 20°C. On peut, si on le souhaite, ajouter du sucre, par exemple sous forme d'un sirop de sucre (saccharose, fructose, sucre de canne, miel), des arômes, des fruits (préparation de fruits, concentre, compote, jus, sirop), préalablement au conditionnement et au refroidissement à la température de conservation. Le produit peut tre conserve a une température comprise de préférence entre 4°C et 15°C.

La présente invention a également pour objet les produits fermentes à base de matières premières végétales susceptible d'etre obtenus par le procédé conforme à 1'invention, tel que défini ci-dessus.

Par exemple, des produits conformes à 1'invention, obtenus par fermentation avec une ou plusieurs souches de Streptococcus thermophilus a post- acidification réduite, éventuellement associées avec Bifidobacterium, présentent les caractéristiques suivantes, après 28 jours de conservation a une température d'environ 10°C: -ils contiennent au moins 106, de préférence entre 10'et 109 UFC/ml de Streptococcus thermophilus; -la différence entre leur pH en fin de fermentation, et leur pH après 28 jours de conservation à une température d'environ 10°C est inférieure à 0,2 unités pH.

Il apparait donc que les ferments lactiques présents dans les produits obtenus conformément a 1'invention conservent un taux de survie eleve, sans que ceci entraine une diminution des qualités organoleptiques du produit, qui résulterait en particulier d'une post-acidification excessive.

Ces caractéristiques permettent en particulier une industrialisation facile, dans la mesure ou le produit fini supporte des stockages tampon et des temps de conditionnement longs, sans dégradation de ses qualités.

La présente Invention sera mieux comprise a 1'aide du complement de description qui va suivre, qui se refere a des exemples illustrant la préparation et les propriétés de produits fermentes conformes a 1'Invention.

Il doit etre bien entendu toutefois que ces exemples sont donnes uniquement a titre d'illustration de 1'objet de 1'Invention dont ils ne constituent en aucune manière une limitation.

EXEMPLE 1: VIABILITÉ ET PROPRIÉTÉS DE POST-ACIDIFICATION DE STREPTOCOCCUS THERMOPHILUS; SÉLECTION D'UNE SOUCHE DE STREPTOCOCCUS THERMOPHILUS A POST-ACIDIFICATION REDUITE.

Viabilité et post-acidification de Streptococcus thermonhilus sur substrat d'origine végétale On reconstitue un jus d'avoine par mélange de poudre d'avoine hydrolysée (10% en poids du jus reconstitue) avec de 1'eau. On mélange ce jus d'avoine reconstitue avec un poids egal de jus de soja. Le mélange est stérilisé puis refroidi a 42°C.

Pour tester la viabilité et la post-acidification dans le produit <BR> <BR> <BR> fermente, le mélange est ensemence avec 105 UFC/g de la souche de Streptococcus<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> thermophilus a tester.

Après fermentation a 38°C pendant 6 a 8 heures, le produit est refroidi à 20°C, et son pH est mesure (pH de decaillage a Jo). Le produit est ensuite conserve a une température de 10°C pendant 28 jours.

Les résultats sont illustres par le tableau I ci-après.

TABLEAU I Souche de pH Post-acidification A pH Population Streptococcus thermophilus écaillage (pH J28) bactérienne (J28) (Jo) (UCF/g) CNCM i-1520 4, 77 4, 72-0,05 7,5 x 107 ST 1 4, 76 4, 52-0,24 1 x 108 ST 2 4, 74 4, 62-0,12 4 x 105 Viabilité et post-acidification de Streptococcus thermophilus sur lait A titre de comparaison, les mmes expérimentations que ci-dessus ont été effectuées en utilisant comme substrat de fermentation, du lait additionne d'extrait de levure (2 g/1 d'autolysat de levure). Les résultats sont illustres par le tableau II ci-dessous.

TABLEAU 11 Souche de pH Post-acidification A pH Population Streptococcus thermophilus decaillage (pH J2g) bacterienne (J2g) (J0) (UCF/g) CNCM I-1520 4, 67 4, 09-0, 58 6 x 108 ST 1 4, 57 4, 03-0, 54 4, 5 x 108 ST 2 4, 62 4, 09-0, 53 4 x 108

La post-acidification par les différentes souches de Streptococcus thermophilus est nettement plus importante dans le cas du lait que dans le cas d'un substrat d'origine végétale; cette différence est particulièrement marquée dans le cas de la souche CNCM 1-1520. Sur le substrat d'origine végétale, cette souche présente a la fois une post-acidification réduite et une bonne viabilite, ce qui la rend particulièrement bien adaptée pour la mise en oeuvre du procédé conforme à 1'invention.

Viabilité et post-acidification de Streptococcus thermophilus associe à BiRdobacterium, sur substrat d'origine végétale Les mmes expérimentations sur substrat d'origine végétale que ci- dessus ont été effectuées en ensemençant le substrat avec 105 UFC/g de la souche de <BR> <BR> <BR> Streptococcus thermophilus I-1520, et 106UFC/g de Bifidobacterium. Les résultats sont illustres par le tableau III ci-dessous.

TABLEAU III pH Post-Population bactérienne (J28) écaillage acidification A pH (UCF/g) (Jo) (pH J28) CNCM 1-1520 Bifidobacterium CNCM 1-1520 + 4,76 4,71-0,05 1 x 10'5 x 107 Bifidobacterium Ces résultats montrent que 1'addition de Bifidobacterium n'augmente pas la post-acidification, et n'influe pas sur la viabilité de Streptococcus thermophilus (ou 1'ameliore legerement).

EXEMPLE 2: FERMENTATION D'UN MÉLANGE AVOINE/SOJA PAR UN FERMENT S. THERMOPHILUSI BIFIDOBACTERIUM On reconstitue 48,90 kg de jus d'avoine hydrolysée en mélangeant 4,89 kg de poudre d'avoine hydrolysée dans 44,01 kg d'eau. On mélange ce jus d'avoine reconstitue avec 48,90 kg de jus de soja, et 2,50 kg d'amidon.

Le mélange avoine/soja a 50/50 donne une matière première ayant des teneurs en macronutriments équivalentes a celles du lait demi-écrémé (soit 26% de 1'energie apportée par les protéines, 36% par les lipides et 38% par les glucides).

On chauffe le mélange jusqu'a 95°C puis on monte la température à 130°C pendant quelques secondes pour stériliser le mélange. Après refroidissement à 42°C, on ensemence le mélange avec un ferment contenant 105 à 5 x 106 UFC/g de Streptococcus thermophilus (I-1520) et 106 a 10'UFC/g de Bifidobacterium.

Les figures 1 et 2 représentent les courbes de croissance respectives de la souche de S. thermophilus CNCM I-1520, et de Bifidus spp., au cours de la fermentation du mélange après ensemencement avec 4 x 106UFC/g de S. thermophilus, et 10'UFC/g de Bifidus spp (en abscisse: temps de fermentation; en ordonnée: population bactérienne).

La figure 3 représente 1'acidification du mélange au cours de la fermentation après ensemencement avec 4 X 10'UFC/g de S. thermophilus, et 10'UFC/g de Bifidus spp. En abscisse: temps de fermentation; en ordonnée : concentration en acide lactique (+) et en acide acétique (+).

On conduit la fermentation à 38°C pendant 6 à 8 heures jusqu'a atteindre un pH compris entre 4,7 et 4,8. Le produit est alors décaillé à 20°C puis lisse sur une vanne de lissage à un débit de 140 a 240 1/heure. Le produit est ensuite conditionne en pots de 125 g.

Le produit obtenu est lisse et souple, de couleur jaune pale; il ressemble à un yoghourt brasse, il a une texture onctueuse, très légère en bouche. Le goût frais et léger rappelle 1'avoine; les caracteristiques gustatives du soja sont peu perceptibles. 11 contient 0,3% (en poids) de p-glucanes, et ne comprend ni cholestérol ni lactose. Il contient des acides gras polyinsatures (acide linoléique C18: 2 majoritaire, et a-linolenique C18: 3).

Ce produit est stable et peut tre conserve au moins 28 jours à une température comprise entre 4 et 10°C.

Le produit a été conserve à 10°C pendant 28 jours. On n'a observe ni exsudation, ni décantation ou perte de texture.

Les mesures de pH faites a J1 et J28 montrent un ApH de 0,13. A J7 on dénombre 3 x 108 UFC/g streptocoques et 1,1 x 108 UFC/g bifidobactéries. A J28, la population est de 1 o8 UFC/g streptocoques et 8,5 x 10'UFC/g bifidobacteries.

EXEMPLE 3 : MÉLANGE AVOINE/SOJA; FERMENT <BR> <BR> <BR> S. THERMOPHILUSIBIFIDOBACTERIUM; PRODUIT AROMATISE AUX FRUITS On procède comme décrit dans 1'exemple 2, et juste avant le conditionnement on réalise un mélange comportant 70 à 75% (en poids) de masse

blanche, 24% (en poids) de préparation de fruits et 1 à 6% (en poids) de sirop de sucre suivant la variété de fruit utilisée. Les préparations de fruits pruneau, figue, mangue, cassis et cerise peuvent etre citées à titre d'exemple, mais d'autres sont utilisables. Des essais de conservation des produits sont faits jusqu'a 28 jours et 4 et à 10°C. Il y a peu de différence entre une conservation à 4°C ou une conservation à 10°C. Le ApHmaX dans les 2 cas est de 0,08.

EXEMPLE 4: MÉLANGE AVOINE/SOJA; FERMENT YOGHOURT On procède comme décrit dans 1'exemple 2, mais on ensemence le mélange de départ avec un ferment contenant Streptococcus thermophilus et Lactobacillus bulgaricus à un taux de 105 a 106 UFC/g. La fermentation est effectuée à 43°C pendant 5 à 6 heures jusqu'a atteindre un pH compris entre 4,5 et 5. Le produit présente une texture lisse et brillante et un goût de flocons d'avoine. Les suivis de pH montrent à J28 un ApHmaX de 0,2.

EXEMPLE 5: MELANGE AVOINE/SOJA, FERMENT S.THERMOPHILUSIL. PLANTARUM.

On procède comme décrit dans 1'exemple 2, mais on ensemence le mélange de départ avec un ferment contenant Streptococcus thermophilus 105 a <BR> <BR> <BR> 106UFC/g et Lactoacillus plantarum 106 a 10'LTFC/g. Le mélange ensemence est conditionne dans des pots de 125 g. La fermentation est effectuée à 38°C pendant 6 à 7 heures jusqu'a atteindre un pH compris entre 4,5 et 5. Le produit présente une texture plus légère à la cuillère mais il est plus texture en bouche que celui de 1'exemple 2; il est d'autre part plus aromatique et a un goût de creme. On dénombre 7,5 x 1 o8 UFC/g streptocoques et 6,5 x 10' UFC/g lactobacilles à J28.

EXEMPLE 6 : MÉLANGE AVOINE/SOJA; FERMENT S. THERMOPHILUSIL. CASEI.

On procède comme décrit dans 1'exemple 5, et on remplace Lactobacillus plantarum par Lactobacillus casei. La fermentation est arrtée à un pH compris entre 4,5 et 5 au bout de 4 à 5 heures. Le produit est fluide, avec un goût type.

Les dénombrements montrent une population de streptocoques de 8 x 108 UFC/g et <BR> <BR> 1 x lO8uFc/glactobacillesàJ28<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> EXEMPLE 7 : MÉLANGE AMANDE/SOJA; FERMENT<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> S THERMOPHILUSlL. CASEIlBIFIDOBACTERIUM.

On procède comme décrit dans 1'exemple 2, mais on remplace le jus d'avoine hydrolysée reconstitué par un lait d'amande et on ensemence avec un ferment contenant Streptococcus thermophilus 105 a 106 UFC/g, Lactobacillus casei

106 a 10'UFC/g et Bifidobacterium a 106 a 10'UFC/g. Le produit est fermente à 38°C pendant 4 à 5 heures. La fermentation est arrtée à un pH compris entre 4,6 et 4,8. Le produit est de couleur blanche proche de celle du lait entier avec un goût d'amande typique, acidule très agréable.

EXEMPLE 8: BOISSON: MÉLANGE AVOINE OU AMANDE OU RIZ/SOJA, FERMENT YOGHOURT On mélange 11 de jus d'avoine hydrolysée reconstitué ou 1 1 de lait d'amande ou 1 1 de jus de riz hydrolyse avec 11 de jus de soja. Dans le cas des bois- sons, on ne met pas d'amidon dans le mélange de départ, mais on peut ajouter un agent de stabilisation à base de protéines et de maltodextrines de riz, dans le mélange avec jus de riz. Le procédé de 1'exemple 2 est utilise avec une fermentation conduite à 43°C pendant 5 à 15 heures. Elle est arrtée a un pH compris entre 4,2 et 5,2 suivant les substrats de départ.

Les produits ainsi obtenus peuvent tre aromatises, ou mélangés avec des sirops de sucre (5 à 8% en poids) ou différents jus de fruits (25 à 30% en poids).