Titre : COMPOSITION PROTEIQUE DE FEVEROLE

Domaine technique

[0001] L’invention relève du domaine des isolats protéiques de légumineuses, et en particulier des isolats protéiques de féveroles.

Technique antérieure

[0002] Les féveroles, ou féverolles (selon l’ancienne orthographe), sont des plantes annuelles de l'espèce Vicia faba. Ce sont des légumineuses de la famille des Fabaceae, sous-famille des Faboideae, tribu des Fabeae.

[0003] Il s'agit de la même espèce que la fève, plante utilisée depuis l'antiquité pour l'alimentation humaine. Le mot fève désigne alors à la fois la graine et la plante.

[0004] Il est connu de l’art antérieur plusieurs procédés de production permettant, en partant de graines de féverole, de produire un isolat protéique.

[0005] « Potential of Fava Bean as future protein supply to partially replace méat intake in the human diet.” (Multari & al., in Comprehensive Reviews in Food Science and Food SafetyVol.14, 2015) donne une excellente revue des connaissances actuelles sur ce sujet.

[0006] Le procédé classique s’initie par un broyage des féveroles afin d’obtenir une farine. Celle-ci est ensuite délayée dans de l’eau afin de subir une extraction alcaline visant à solubiliser les protéines de féverole. La solution subit ensuite une séparation liquide/solide afin d’obtenir d’une part une solution brute protéique et d’autre part une fraction solide enrichie en amidon et fibres. Les protéines sont extraites via une précipitation à pH isoélectrique des protéines, elles sont séparées de la solution aqueuse et séchées.

[0007] L’isolat protéique ainsi obtenu possède une richesse protéique d’au moins 80% (exprimé en azote total multiplié par le coefficient 6,25, sur la matière sèche totale, méthode de calcul décrite dans le document disponible à l’adresse suivante : http://www.favv- afsca.fgov.be/laboratories/methods/fasfc/_documents/METLFSAL 003Proteinebrut ev10.pdf). Celui-ci est d’intérêt industriel connu de long terme, surtout en alimentation humaine et animale. En effet, ses propriétés nutritionnelles et fonctionnelles permettent de l’inclure dans un grand nombre de recettes et formulations.

[0008] Il subsiste cependant deux problèmes techniques majeurs auxquels l’Homme du métier doit encore faire face à ce jour.

[0009] Tout d’abord, l’isolat protéique obtenu est systématiquement caractérisé d’une coloration sombre grisée, voire noire. Celle-ci provient majoritairement des tanins et polyphénols présents dans les fibres externes, entraînées avec les protéines lors du procédé de fabrication dudit isolat protéique.

[0010] Malgré un soin extrême, les procédés traditionnels de décorticage de la fibre externe (dits « dehulling » en anglais) ne permettent pas de retirer suffisamment de tanins et polyphénols, et la coloration sombre apparente limite le nombre d’applications possibles.

[0011] Des procédés optimisés ont été développés. Le procédé décrit par exemple dans « Technological-scale dehulling process to improve the nutritional value of faba beans » (Meijer & al., in Animal Feed Science and Technology, 46, 1994) embarque deux broyages, deux filtrations et une turboséparation

(classification des particules selon leur densité à l’aide d’un courant d’air ascendant). Ces raffinements technologiques sont complexes et donc coûteux.

[0012] En second lieu, l’isolat protéique de féverole selon l’art antérieur possède une excellente solubilité aqueuse, en particulier aux pH supérieurs à 7. Cette propriété, essentielle pour certaines applications, se révèle un désavantage pour certaines autres comme par exemples les applications boulangerie / pâtisserie.

[0013] Dans sa thèse“THE EFFECT OF GENOTYPE AND THE ENVIRONMENT ON THE PHYSICOCHEMICAL AND FUNCTIONAL ATTRIBUTES OF FABA BEAN PROTEIN ISOLATES” en 2015, Singhal exemplifie très précisément cette excellente solubilité. Le procédé est un grand classique de la production d’isolat protéique de féverolle, en combinant extraction alcaline et précipitation isoélectrique. L’auteur s’intéresse ensuite à la caractérisation fonctionnelle de cet isolat, dont sa solubilité. Mesurée à pH 7, selon la méthodologie utilisée dans « Emulsifying properties of chickpea, faba bean, lentil and pea proteins produced by isoelectric précipitation and sait extraction. » (Food Research International, 44, 2011 , p.2742-2750), celle-ci est clairement supérieure à 60%

[0014] Il existe plusieurs solutions dont celle précédemment exposée dans la demande EP 2,911 ,524. Celle-ci consiste principalement en l’utilisation de chaux comme agent de rectification du pH. L’ion calcium avec ses deux charges positives agit comme un agent réticulant, qui va relier entre elles les différentes chaînes protéiques et ainsi créer un réseau dont la solubilité est amoindrie par rapport au même réseau non traité par la chaux.

[0015] Cette solution oblige néanmoins à la mise en oeuvre obligatoire de chaux qui reste un composé difficile à mettre en oeuvre en milieu industriel. En effet, celui-ci est très insoluble et se manipule donc sous forme de suspension laiteuse. Il est courant que les installations industrielles soient colmatées par des dépôts, ce qui nécessite arrêt et nettoyage.

Il est donc d’intérêt pour la technique de connaître un procédé simple et efficace, permettant d’accéder à un isolat de féverole le plus clair possible en coloration et possédant une solubilité réduite à un pH supérieur à 7.

[0016] Il est du mérite de la demanderesse d’avoir trouvé un tel procédé et un tel isolat. Cette invention sera décrite dans la section suivante.

Description de l’invention

[0017] Il est proposé selon la présente invention une composition protéique de féverole dont la couleur est caractérisée par une composante L supérieure à 70 selon la mesure L*a*b et la solubilité est inférieure à 25 % aux pH supérieurs à 7. De manière préférée, la solubilité aux pH supérieurs ou égaux à 7, est inférieure à 25%. De manière encore plus préférée, la solubilité à pH 3 est également inférieure à 25%.

[0018] Selon un autre aspect, il est proposé un procédé de production d’une composition protéique de féverole selon l’invention caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes : 1 ) Mise en oeuvre de graines de féverole ; 2) Broyage des graines de féverole à l’aide d’un moulin à pierre, suivi d’une séparation du broyât obtenu en deux fractions dites légère et lourde à l’aide d’un flux d’air ascendant, puis d’un second broyage de la fraction lourde avec un moulin à couteaux ; 3) Broyage final de la fraction lourde à l’aide d’un broyeur à rouleaux pour obtenir une farine; 4) Mise en suspension de la farine dans un solvant aqueux dont le pH est compris entre 6 et 8, préférentiellement 7; 5) Elimination des fractions solides de la suspension par centrifugation et obtention d’une fraction liquide; 6) Isolement par précipitation par chauffage au pH isoélectrique des protéines de féverole contenues dans la fraction liquide ; 7) Dilution des protéines de féveroles précédemment obtenues à 15-20% en poids de matière sèche et neutralisation du pH compris entre 5,5 et 6,5 , préférentiellement 6,5, pour obtenir la composition protéique de féverole ; 8) Séchage de la composition protéique de féverole.

[0019] Selon un dernier aspect, il est proposé les utilisations industrielles, en particulier en alimentation humaine ou animale, en cosmétique, en pharmacie, de l’isolat protéique de féverole selon l’invention.

[0020] L’invention et les variantes de celle-ci peuvent permettre, de manière générale, de proposer une solution pratique et efficiente pour répondre aux besoins de l’industrie de disposer d’un isolat protéique de féverole dont la couleur est caractérisée par une composante L supérieure à 70 selon la mesure L*a*b et la solubilité aux pH supérieurs à 7 est inférieure à 25%, de son procédé de production et des utilisations industrielles idoines.

[0021] L’invention sera mieux comprise à l’aide de la description, présentée dans les chapitres suivants.

Brève description des dessins

[0022] D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels : Fig. 1 [0023] [Fig. 1 ] montre un procédé classique de séparation des fibres externes et des cotylédons de graines de féveroles;

Fig. 2

[0024] [Fig. 2] montre un procédé selon l’invention de séparation des fibres externes et des cotylédons de graines de féveroles;

Description détaillée de l’invention

[0025] Comme mentionné ci-dessus, il est tout d’abord proposé selon la présente invention une composition protéique de féverole dont la couleur est caractérisée par une composante L supérieure à 70, préférablement supérieure à 75, encore plus préférentiellement supérieure à 80 selon la mesure L*a*b et la solubilité selon le test A est inférieure à 25% aux pH supérieurs à 7.

[0026] De manière préférée, la solubilité de la composition protéique de féverole de l’invention selon le test A aux pH supérieurs ou égaux à 7 est inférieure à 25% sur poids total.

[0027] De manière encore plus préférée, la solubilité de la composition protéique de féverole de l’invention selon le test A aux pH supérieurs ou égaux à 7 et inférieurs ou égaux à 8 est inférieure à 25% sur poids total.

[0028] Selon un autre mode de réalisation particulier, la solubilité de la composition protéique de féverole de l’invention selon le test A à pH 3 est inférieure à 25% sur poids total.

[0029] Par « féverole », on entend le groupe des plantes annuelles de l'espèce Vicia faba, appartenant au groupe des légumineuses de la famille des Fabaceae, sous-famille des Faboideae, tribu des Fabeae. On distingue les variétés Minor et Major. Dans la présente invention, les variétés sauvages et celles obtenues par génie génétique ou sélection variétales sont toutes d’excellentes sources.

[0030] Par « composition protéique », on entend toute composition riche en protéines, obtenue par extraction d’une plante et purification si nécessaire. On distingue les concentrats dont la richesse exprimée en % en poids de protéines sur matière sèche est supérieure à 50%, des isolats dont la richesse exprimée en % en poids de protéines sur matière sèche est supérieure à 80%. [0031] Par « mesure L*a*b », on entend l’évaluation de la coloration selon la méthodologie d’espace chromatique CIE (Commission Internationale de l’Eclairage) présentée dans la publication « Colorimetry » (n° 15, 2ème Ed., p. 36, 1986), à l’aide d’un spectrophotomètre adapté, qui la convertit en 3 paramètres : la clarté L qui prend des valeurs entre 0 (noir) et 100 (blanc de référence) ; le paramètre a représente la valeur sur un axe vert rouge et le paramètre b représente la valeur sur un axe bleu jaune. La mesure de cette coloration est préférentiellement réalisée à l’aide des spectrophotomètres DATA COLOR -DATA FLASH 100 ou KONIKA MINOLTA CM5, avec l’aide de leurs manuels d’utilisation.

[0032] Par « solubilité », on comprend la quantification du pourcentage de matières solubles dans l’eau d’une poudre par dilution de la poudre dans de l’eau distillée, la centrifugation de la suspension obtenue et l’analyse de la quantité de matière solubilisée dans le surnageant, mesurable à l’aide du Test A suivant :

[0033] Dans un bêcher de 400 mL, on introduit 150 g d’eau distillée à une température de 20°C +/- 2°C sous agitation avec un barreau magnétique et on ajoute précisément 5 g d’échantillon de protéine de légumineuse à tester. Si besoin, on ajuste le pH à la valeur souhaitée avec NaOH 0,1 N. On complète le contenu en eau pour atteindre 200 g d’eau. On mélange pendant 30 minutes à 1000 rpm et on centrifuge pendant 15 minutes à 3000 g. On collecte 25 g du surnageant que l’on introduit dans un cristallisoir préalablement séché et taré. On place le cristallisoir dans une étuve à 103°C +/- 2°C pendant 1 heure. On le place ensuite dans un dessiccateur (avec agent déshydratant) pour refroidir à température ambiante et on le pèse.

[0034] La solubilité correspond au contenu en matières sèches solubles, exprimé en % en poids par rapport au poids de l’échantillon. La solubilité est calculée avec la formule suivante :

[0035] [Math. 1 ]

(ml— m2) x (200 + P)

% solubilité = x 100

PI x P

ou :

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

[0036] De manière préférée, l’isolat selon l’invention est caractérisé par une richesse en protéine supérieure à 70% en poids, préférentiellement supérieure à 80% en poids, exprimée en pourcentage de protéines sur matière sèche, encore plus préférentiellement supérieure à 90% en poids.

[0037] De manière préférée, la composition protéique selon l’invention possède une matière sèche supérieure à 80% en poids, préférentiellement supérieure à 85% en poids, encore plus préférentiellement supérieure à 90% en poids. Toute méthode pour mesurer la teneur en eau est utilisable pour quantifier cette matière sèche, la technique gravimétrique évaluant la perte d’eau par dessiccation est préférée.

Elle consiste à déterminer la quantité d’eau évaporée par chauffage d’une quantité connue d’un échantillon de masse connue.

- On pèse l’échantillon au départ et on mesure une masse m1 en g.

- On évapore l’eau en plaçant l’échantillon dans une enceinte chauffée jusqu’à stabilisation de la masse de l’échantillon, l’eau étant complètement évaporée. De préférence, la température est de 105°C sous pression atmosphérique

- On pèse l’échantillon final et on mesure une masse m2 en g

- Matière sèche = ( m2 / m1 ) * 100.

[0038] Un second aspect de l’invention consiste en un procédé de production d’une composition protéique de féverole selon l’invention caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes : 1 ) Mise en oeuvre de graines de féverole ; 2) Broyage des graines de féverole à l’aide d’un moulin à pierre, suivi d’une séparation du broyât obtenu en deux fractions dites légère et lourde à l’aide d’un flux d’air ascendant, puis d’un second broyage de la fraction lourde avec un moulin à couteaux ; 3) Broyage final de la fraction lourde à l’aide d’un broyeur à rouleaux pour obtenir une farine; 4) Mise en suspension de la farine dans un solvant aqueux dont le pH est compris entre 6 et 8, préférentiellement 7; 5) Elimination des fractions solides de la suspension par centrifugation et obtention d’une fraction liquide; 6) Isolement par précipitation par chauffage au pH isoélectrique des protéines de féverole contenues dans la fraction liquide ; 7) Dilution des protéines de féveroles précédemment obtenues à 15-20% en poids de matière sèche et neutralisation du pH compris entre 5,5 et 6,5 , préférentiellement 6,5, pour obtenir la composition protéique de féveroles; 8) Séchage de la composition protéique de féveroles

[0039] Par « moulin à pierre », on entend un système composé de deux cylindres en pierre superposés en laissant un espace égal environ à la taille de la graine. Un des cylindres est statique, tandis que l’autre est en rotation. Les graines sont introduites entre ces deux cylindres, et leur mouvement relatif va imposer une contrainte physique à ces graines.

[0040] Par « moulin à couteaux », on doit comprendre un système constitué d’une chambre équipée d’une entrée supérieure pour introduire les graines, de plusieurs couteaux disposés sur un axe destiné à les mettre en rotation dans ladite chambre et d’une sortie inférieure équipée d’un tamis pour ne laisser sortir que les graines d’une granulométrie désirée.

[0041] La première étape consiste en la mise en œuvre de graines de féverole. Celles-ci comportent encore leurs fibres externes protectrices, appelées également « hulls » en anglais. Les graines peuvent subir un pré-traitement susceptible de comporter des étapes de nettoyage, de tamisage (séparation des graines des cailloux par exemple), de trempage, de blanchiment, de toastage. De manière préférée, si un blanchiment est effectué, le barème du traitement thermique sera de 3 minutes à 80°C. Des exemples non-limitatifs de variétés sont par exemple les variétés Tiffany, FFS ou YYY. De manière préférentielle, on utilisera des variétés de graines de féveroles dont la teneur en tanins et/ou polyphénols est naturellement basse telles que la variété Organdi. De telles variétés sont connues et susceptibles d’être obtenues par croisement variétal et/ou modifications génétiques.

[0042] La seconde étape vise la séparation la plus efficace possible des fibres externes et des cotylédons. Elle est initiée par un premier broyage des graines de féverole à l’aide d’un moulin à pierre. Un exemple particulier et particulièrement approprié d’un tel moulin à pierre est par exemple commercialisé par la société Alma®. Comme précédemment décrit, la graine va être introduite dans un espace constitué de deux disques en pierre, dont l’un est en rotation. La demanderesse s’est aperçue que cette technique est particulièrement d’intérêt car elle va provoquer une séparation très efficace des fibres externes et des cotylédons des graines. De manière préférée, l’espace inter-disque est ajustée entre 0,4 et 0,6 mm.

[0043] Le broyât obtenu subit ensuite l’application d’un flux d’air ascendant, à contre-courant. Les différentes particules solides vont être classifiées selon leur densité. Typiquement, après équilibre, on obtient deux fractions : une fraction légère contenant majoritairement les fibres externes ou « hulls » et une fraction « lourde » contenant majoritairement les cotylédons. Un exemple particulier et particulièrement approprié d’un appareillage adéquat est par exemple le MZMZ 1 - 40 commercialisé par la société Hosokawa-alpine®.

[0044] La fraction lourde, enrichie en cotylédons, va ensuite être broyée à l’aide d’un moulin à couteaux. Un exemple particulier et particulièrement approprié d’un tel moulin à couteaux est par exemple le SM300 commercialisé par la société Retsch®.

[0045] La succession des trois opérations ci-dessus citées au sein de la seconde étape vise à séparer de manière très fine les fibres externes et les cotylédons, en évitant de dégrader ces deux parties et mélanger celle-ci. Les procédés de l’art antérieur sont, soit trop simplistes et ne parviennent pas à une séparation efficace des fibres externes, soit compliqués et donc difficiles à opérer d’un point de vue industriel. Le procédé décrit par exemple dans « Technological-scale dehulling process to improve the nutritional value of faba beans » (Meijer & al., in Animal Feed Science and Technology, 46, 1994) embarque deux broyages, deux filtrations et une turboséparation (par courant d’air ascendant). Ce procédé permet l’obtention d’une fraction de cotylédon qui contient encore 1 ,2% de fibres externes dans les cotylédons. Notre invention simplifie le procédé (deux broyages utilisant des types de broyeurs de technologies différentes, avec une turboséparation entre les deux broyages) et permet de réduire la teneur en fibres externes à une valeur de 1 %, voire inférieure. [0046] La troisième étape vise à réduire la granulométrie de la fraction lourde enrichie en cotylédons par leur broyage à l’aide d’un broyeur à rouleaux. Un exemple particulier et particulièrement approprié d’un tel broyeur à rouleaux est par exemple le MLU 202, commercialisé par la société Bühler®. Il est ici utilisé afin de réduire la granulométrie de la farine de manière globale, afin d’obtenir une poudre homogène et suffisamment fine afin de permettre à l’étape 4 suivante d’être facilitée. La granulométrie préférée est comprise entre 200 et 400 microns, préférentiellement 300 microns. Afin de mesurer cette granulométrie, on utilise préférentiellement un appareil de granulométrie laser, bien que toute méthode soit possible telle que le tamisage.

[0047] De manière alternative, l’étape de réduction de la granulométrie de la fraction lourde enrichie en cotylédons peut être réalisée en présence de solvant aqueux, préférentiellement de l’eau. Dans ce cas, la quatrième étape ci-dessous est fusionnée avec la troisième étape qui sont alors réalisées de manière concomitante.

[0048] La quatrième étape vise à mettre en suspension la poudre obtenue dans la troisième étape précédente dans un solvant aqueux, préférentiellement dans de l’eau. Le but est ici de réaliser une extraction sélective de certains composés, majoritairement les protéines ainsi que les sels et les sucres, en les solubilisant. Le pH de la solution est avantageusement rectifié vers un pH neutre afin de limiter au maximum la solubilisation des tanins et polyphénols. Cette rectification de pH peut être effectuée avant et/ou après suspension de la poudre dans le solvant aqueux.

[0049] Le solvant aqueux est préférentiellement de l’eau. Celle-ci peut néanmoins être additivée, par exemple avec des composés permettant de faciliter la solubilisation. Le pH du solvant aqueux est ajusté entre 6 et 8, préférentiellement 7. Tout réactif acide ou basique tel que la soude, la chaux, l’acide citrique ou chlorhydrique est envisageable, mais la potasse et l’acide ascorbique sont préférés. La température est ajustée entre 2°c et 30°c, préférentiellement entre 10°C et 30°C, préférentiellement entre 15°C et 25°C, encore plus préférentiellement à 20°C. Cette température est régulée tout au long de la réaction d’extraction. [0050] La poudre obtenue est délayée afin d’obtenir une suspension comprise entre 5% et 25%, préférentiellement entre 5% et 15%, préférentiellement entre 7% et 13%, encore plus préférentiellement entre 9% et 11 %, le plus préféré étant 10%, le pourcentage étant exprimé en poids de poudre par poids total de suspension eau/poudre. La suspension est agitée à l’aide de tout appareillage bien connu de l’Homme du métier, par exemple une cuve équipée d’un agitateur, équipé de pales, d’hélices marines, ou de tout équipement permettant une agitation efficace. Le temps d’extraction, préférentiellement sous agitation, est compris entre 5 et 25 minutes, préférentiellement entre 10 et 20 minutes, encore plus préférentiellement 15 minutes.

[0051] La cinquième étape vise à séparer par centrifugation la fraction soluble et la fraction solide obtenues lors de la quatrième étape. On peut retrouver le principe industriel préféré dans la demande de brevet EP 1400537 qui est incorporée ici par référence. Le principe de ce procédé est de commencer en utilisant un hydrocyclone afin d’extraire une fraction enrichie en amidon, puis d’utiliser une décanteuse horizontale afin d’extraire une fraction enrichie en fibres interne. Néanmoins, il est possible d’utiliser une centrifugeuse industrielle qui va extraire une fraction enrichie en amidon et en fibres internes. Dans tous les cas, on obtient des fractions solides et une fraction liquide qui concentre la majorité des protéines.

[0052] La sixième étape vise à acidifier au pH isoélectrique des protéines de féverole, autour de 4,5, puis de faire subir à la solution un chauffage afin de faire coaguler les protéines dites globulines, qui seront séparées par centrifugation.

[0053] L’acidification est réalisée à un pH entre 4 et 5, préférentiellement 4,5. Celle-ci est réalisée préférentiellement avec de l’acide chlorhydrique à 7% massique environ, mais tous types d’acides, minéraux ou organiques, sont utilisables tels que l’acide citrique. De manière encore plus préférentielle, l’utilisation d’acide ascorbique pur ou en combinaison avec un autre acide minéral ou organique, est également possible. L’utilisation d’acide ascorbique pour acidifier permet une amélioration de la coloration finale. Tout moyen de chauffage est ensuite possible, par exemple au moyen d’une cuve agitée équipée d’une double enveloppe et/ou serpentin ou un cuiseur en ligne par injection de vapeur (« jet cooker » en anglais). La température de chauffage est avantageusement comprise entre 45°C et 75°C, préférentiellement entre 50°C et 70°C, encore plus préférentiellement entre 55°C et 65°C, le plus préféré étant 60°C. Le temps de chauffage est avantageusement compris entre 5 minutes et 25 minutes, préférentiellement entre 10 et 20 minutes, le plus préféré étant 10 minutes.

[0054] La composition protéique, majoritairement de la globuline, va coaguler et précipiter au sein de la solution. Elle sera séparée par toute technique de centrifugation, comme par exemple le Sédicanteur Flottwegg®. La solution résiduelle obtenue concentre sucres, sels et albumines, elle est appelée solubles de féverole. Elle sera traitée à part, préférentiellement évaporée et/ou séchée.

[0055] Il est à noter que l’art antérieur de l’extraction protéique de la féverole enseigne exclusivement une précipitation isoélectrique, sans chauffage. La combinaison des deux étapes selon l’invention permet l’obtention de l’isolat selon l’invention, mais aussi d’obtenir des solubles de féverole (nom du surnageant obtenu après précipitation et centrifugation) stables à la température. En effet, les solubles de féverole obtenus par précipitation isoélectrique lorsqu’ils sont exposés à une température élevée, par exemple dans un évaporateur, vont précipiter. Ce précipité est un désavantage majeur car il mène à un encrassement des installations industrielles.

[0056] En revanche, la combinaison de la précipitation isoélectrique avec un chauffage contrôlé proposé par l’invention permet l’obtention :

- d’un floc de protéines coagulées, donnant après traitement requis le produit revendiqué dans la présente demande, et

- de solubles résiduels contenant entre autres des protéines solubles (albumines), sels et sucres

La deuxième fraction peut être typiquement valorisée dans les industries de la fermentation et/ou de la nutrition animale. Pour ce faire, elle doit être concentrée afin d’être stabilisée d’un point de vue bactériologique. Pour ce faire, une opération de concentration par évaporation sous vide est classique, effectuée à l’aide d’un deuxième chauffage distinct de celui ayant permis de coaguler le floc. Lors de cette opération, et en cas de simple précipitation isoélectrique lors de la séparation floc/solubles, un dépôt de protéines coagulées va s’accumuler dans l’évaporateur.

[0057]

[0058] Dans une septième étape, la composition protéique est ensuite diluée à environ 15-20% en poids de matière sèche et neutralisée à pH compris entre 5,5 et 6,5, préférentiellement 6,5, à l’aide de tout type d’agent basique, préférentiellement de la potasse à 20% massique.

[0059] La composition protéique peut ensuite subir un traitement thermique, préférentiellement à une température de 135°C par injection directe de vapeur par tuyère et refroidissement par effet flash sous-vide à 65°C.

[0060] La composition protéique obtenue peut être utilisée directement par exemple en étant hydrolysée par une protéase ou bien texturée par une extrudeuse.

[0061] Dans une huitième étape, la composition protéique selon l’invention est séchée. Le mode préféré de séchage est l’atomisation, en particulier à l’aide d’un atomiseur à multiple effets. Les paramètres typiques sont une température d’entrée de 200°C et une température des buées à 85-90°C.

[0062] Selon un dernier aspect, il est proposé les utilisations industrielles, en particulier en alimentation humaine ou animale, en cosmétique, en pharmacie, de l’isolat protéique de féverole selon l’invention. La composition protéique selon l’invention permet en particulier une utilisation aisée en enrichissement protéique dans les applications de boulangerie/pâtisserie. La haute teneur en protéines et son profil en acides aminés permet un enrichissement profitable au consommateur, sa faible solubilité permet de limiter les interactions aqueuses et ainsi les perturbations au sein de la pâte ou des pâtons.

[0063] Au sein des applications alimentaires humaines, la composition protéique selon l’invention est particulièrement adaptée aux applications laitières.

[0064] Plus particulièrement et de manière préférée, l’invention concerne l'application de l’isolat de féverole dans des formulations nutritionnelles telles que: - les boissons, notamment par le biais de mélanges de poudres à reconstituer, notamment pour la nutrition diététique (sport, minceur), boissons prêtes-a-boire pour la nutrition diététique ou clinique, liquides (boissons ou poches entérales) pour la nutrition clinique, boissons végétales,

- les laits fermentés de type yaourts (brassés, à la grecque, à boire...)

- en crèmes végétales (telle que la crème pour café ou « coffee whitener » ), crèmes desserts, desserts glaces ou sorbets.

- les biscuits, muffins, pancakes, barres nutritionnelles (destinées à la nutrition spécialisée minceur ou pour les sportifs), pains, notamment les pains sans gluten enrichis en protéines, céréales hyper protéinées, obtenues par cuisson extrusion (« crisps » pour inclusion, céréales petit déjeuner , « snacks »),

- les fromages,

- les analogues de viandes, analogues de poissons, sauces, en particulier la mayonnaise.

[0065] Les formulations nutritionnelles selon l'invention peuvent comprendre en outre d'autres ingrédients qui peuvent modifier les caractéristiques chimiques, physiques, hédoniques ou de transformation des produits ou servir de composants nutritionnels pharmaceutiques ou complémentaires lorsqu'elles sont utilisées pour certaine population ciblée. Beaucoup de ces ingrédients facultatifs sont connus ou autrement adaptes pour une utilisation dans d'autres produits alimentaires et peuvent également être utilisés dans les formulations nutritionnelles conformes à l'invention, à condition que ces ingrédients facultatifs soient surs et efficaces pour l'administration orale et sont compatibles avec les ingrédients essentiels autres du produit sélectionné. Des exemples non limitatifs de tels ingrédients facultatifs comprennent des conservateurs, des antioxydants, des agents émulsifiants, des agents tampons, des agents actifs pharmaceutiques, des nutriments supplémentaires, des colorants, des arômes, des agents épaississants et des stabilisants, etc. Les formulations nutritionnelles en poudre ou liquide peuvent comprendre en outre des vitamines ou des nutriments lies, tels que la vitamine A, la vitamine E, la vitamine K, la thiamine, la riboflavine, la pyridoxine, la vitamine B12, les carotendides, la niacine, l'acide folique, l'acide pantothénique, la biotine, la vitamine C, la choline, l'inositol, leurs sels et leurs dérivés, et des combinaisons de ceux-ci. Les formulations nutritionnelles en poudre ou liquide peuvent comprendre en outre des minéraux, tels que de phosphore, le magnésium, le fer, le zinc, le manganèse, le cuivre, le sodium, le potassium, le molybdène, le chrome, le sélénium, le chlorure, et des combinaisons de ceux-ci. Les formulations nutritionnelles en poudre ou liquide peuvent également comprendre un ou plusieurs agents masquant pour réduire par exemple les saveurs amères dans les poudres reconstituées. Des agents de masquage appropries comprennent des édulcorants naturels et artificiels, des sources de sodium, telles que le chlorure de sodium, et des hydrocolloïdes tels que la gomme de guar, la gomme xanthane, la carraghenane, et des combinaisons de ceux-ci. La quantité d'agent de masquage dans la formulation nutritionnelle en poudre peut varier en fonction de ('agent de masquage particulier sélectionné, les autres ingrédients de la formulation et d'autres variables de formulation ou de produits cibles.

[0066]

[0067] Ladite invention sera particulièrement mieux comprise à la lecture des exemples suivants.

Exemples

[0068] Exemple 1 : Comparaison des procédés traditionnels et classiques de décorticage des fibres externes :

[0069] Un même lot de graines de féverole de la variété Tiffany est traité afin de séparer les fibres externes et les cotylédons. Pour ce faire, deux procédés sont employés.

[0070] Procédé de l’art antérieur : Les grains ont d’abord été traités à l’aide d’un broyeur à couteaux (SM300, Retsch®) dont la vitesse de rotation était de 700 tr/min. Le broyât a ensuite été traité par turboséparation à l’aide d’un système dit « zig-zag » (MZM 1 -40, Hosokawa-alpine®). La vitesse d’air était de 4.0 m.s ¹ (23 m ³ .h ¹ ). On obtient à la fin une fraction légère contenant les fibres externes et une fraction lourde contenant les cotylédons. La fraction lourde est ensuite broyée à l’aide d’un broyeur à rouleaux (MLU 202, Bühler®). On obtient finalement une farine dont la taille de particules est inférieure à 300 pm. Le procédé est schématisé à la Figure 1. [0071] Procédé amélioré selon l’invention : Les grains ont d’abord été traités à l’aide d’un moulin à pierre (Alma®). Le broyât a ensuite été traité par turboséparation à l’aide d’un système dit « zig-zag » (MZM 1 -40, Hosokawa- alpine®). La vitesse d’air était de 4.0 m.s ¹ (23 m ³ .h ¹ ). On obtient à la fin une fraction légère contenant les fibres externes et une fraction lourde contenant les cotylédons. La fraction lourde est ensuite traitée à l’aide d’un moulin à couteaux (SM300, Retsch®) dont la rotation est de 700 tr/min et la sortie équipée d’une grille de 6 mm. La fraction lourde est ensuite broyée à l’aide d’un broyeur à rouleaux (MLU 202, Bühler®). On obtient finalement une farine dont la taille de particules est inférieure à 300 pm. Le procédé est schématisé à la figure 2.

[0072] On pratique une séparation manuelle des fibres externes (ou « hulls ») résiduelles dans la fraction lourde obtenue selon les deux procédés de l’art antérieur et selon l’invention décrits précédemment. Celle-ci consiste à prendre un échantillon de 200g de la fraction, puis de séparer manuellement les fibres externes encore présentes. Celle-ci sont ensuite pesées (Poids = m). Le pourcentage de fibres externes résiduelles est donné par le calcul suivant : ( m / 200 ) * 100

Pour le procédé selon l’art antérieur, le pourcentage est de 1 ,7%. Pour le procédé selon l’invention, ce pourcentage est réduit à 0,9%.

[0073] Exemple 2 : Production d’une composition protéique selon l’invention

[0074] On prépare 75kg de farine de féverole avec le procédé amélioré selon l’invention décrit au paragraphe [0063] ci-dessus. Cette farine est mise en suspension à 10% en poids de matière sèche dans de l’eau potable à 20°C. Le pH est ajusté à 7 par ajout de potasse . On pratique une homogénéisation pendant 15 minutes toujours à 20°C. La solution est ensuite envoyée sur un décanteur Sedicanter de la société Flottweg (Vitesse du bol : 60% soit 4657 tr/min (environ 3500g), Vitesse de la vis à 60% pour une Vr =18.8, Pipette pour le surnageant (overflow) à 140 mm, Alimentation à 1 m ³ /h) et on récupère le surnageant liquide contenant les protéines.

[0075] Ce surnageant est acidifié à pH 4.5 par ajout d’acide chlorhydrique à 7% massique environ. On chauffe à 60°C par injection de vapeur dans une double enveloppe de la cuve, où l’on pratique une homogénéisation pendant 15 minutes. On utilise une seconde fois le Sedicanter de Flottweg (Vitesse du bol à 60%, soit 4657 tr/min (environ 3500g) Vitesse de la vis à 10% pour une Vr =3.5 jusqu’à 40% (Vr = 12.6) Pipette pour l’overflow à 140 mm au départ jusqu’à 137 Alimentation à 700 l/h) mais cette fois ci pour récupérer le sédiment où se trouvent les protéines coagulées.

[0076] Le sédiment est dilué à environ 15-20% en poids de matière sèche et neutralisé à pH 6,5 par ajout de potasse à 20%. On pratique un traitement thermique à 135°C à l’aide d’une tuyère et on réalise un refroidissement par effet flash sous-vide à 65°C. Le produit est enfin atomisé (température d’entrée de 200°C et température des buées à 85-90°C)

[0077] Le rendement d’extraction de protéines à partir de la farine est de 72,5%. La protéine obtenue est appelée « Composition protéique selon l’invention »

[0078] Exemple 3 : Production d’une composition protéique selon l’art antérieur

[0079] On utilise pour cet exemple l’enseignement de « Textural properties of legume protein isolate and polysaccharide gels.” (Makri & al., Journal of the Science of Food and Agriculture, 86, 1855-1862.) cité dans la these “THE EFFECT OF GENOTYPE AND THE ENVIRONMENT ON THE PHYSICOCHEMICAL AND FUNCTIONAL ATTRIBUTES OF FABA BEAN PROTEIN ISOLATES” (Shingha, 2015). En bref, 350-400 g de farine sont dispersés dans de l’eau distillée (1 :10, poids/volume) et ajustée à pH 9.5 avec NaOH 1 M, puis mis sous agitation (500 rpm) à 21 -23°C pendant 40 min, puis centrifugés (1600 x g, 20 min, 4°C). Le surnageant est prélevé puis dilué dans de l’eau distillée (1 :5, poids/volume), agité et centrifugé (1600 x g, 20 min, 4°C). Le pH du surnageant est ajusté à 4.5 avec HCl 1 M, et centrifugé (1600 x g, 20 min, 4°C). Le surnageant est redilué dans de l’eau déminéralisée, ajusté à pH 7.0 avec NaOH 1 M, et lyophilisé.

[0080] Le rendement d’extraction de protéines à partir de la farine est de 81 ,2%. La protéine obtenue est appelée « Composition protéique selon l’art antérieur »

[0081] Exemple 4 : Comparaison des fonctionnalités et analyses [0082] On compare les différentes compositions obtenues grâce aux exemples 2 et 3 d’un point de vue analytique (matière sèche et teneur en protéines) et fonctionnelle (Solubilité selon le test A). On acquiert également une composition protéique commerciale de féverole FAVA BEAN PROTEIN ISOLATE 85% de la société YANTAI T, FULL BIOTECH CO LTD (lot DFC021606181 / C1377), représentative des isolats de féverole disponibles sur le marché. Le Tableau 1 ci- dessous résume ces analyses.

[0083] [Tableau 1 ]

[0084] Le Tableau met en évidence la solubilité exceptionnellement basse à pH supérieur à 7 de la composition protéique selon l’invention : celle-ci est bien inférieure à 25%, tandis que les compositions protéiques selon l’art antérieur dépassent les 35%.

[0085] On réalise également une quantification du pouvoir gélifiant des différents isolats à l’aide du protocole ci-dessous :

1. Préparation d’une suspension aqueuse en mélangeant eau et isolat afin d’obtenir une suspension finale titrant 15% en matière sèche et à pH 7 ;

2. Mise en œuvre de la suspension dans un rhéomètre à contrainte imposée équipé avec un cylindre concentrique modèle DHR 2 (TA, instruments);

3. Mesure des modules élastiques G’ et modules visqueux G” en appliquant un profil de température suivant :

a. Phase 1 : chauffage d’une température de 20°C à une température de 80°C en 10 minutes

b. Phase 2 : stabilisation à une température de 80°C pendant 110 minutes c. Phase 3 : refroidissement d’une température de 80°C à une température de 20°C en 30 min ;

[0086] Les résultats sont les suivants :

[0087] On voit bien que le pouvoir gélifiant est de 5 à 6 fois plus élevée que les isolats de l’art antérieur.

[0088] Exemple 5 : Saucisses végétales

[0089] On va comparer isolat de fèverole selon l’invention et isolat de pois commercial dans des recettes vegans. La recette est la suivante :

[0090] Le protocole de fabrication des saucisses est le suivant :

- Mélange de l’eau et de la glace pilée

- Dispersion de la méthylcellulose dans 60% du mélange eau/glace à l’aide d’un Kenwood Electronic KM231 (Britain). 5 min à vitesse maximale.

- Ajout de la protéine à tester et mélange à l’aide d’un Kenwood Electronic KM231 (Britain). 10 min à vitesse maximale.

- En laissant l’agitation maximale, ajouter l’huile et laisser homogénéiser encore 10 minutes.

- Ajout du reste des ingrédients poudres et des 40% restants du mélange eau/glace. Agitation finale à vitesse maximum pendant 5 min.

- Remplissage de 2 mètres de boyaux cellulosiques pelables artificiels Viscofan (société DATSchaub, Thiais, Frange). - Cuisson dans un four industriel (Four Bourgeois S20N1 - Serial number S2476057) 1 heure à 100°C, avec une humidité contrôlée niveau 4.

- Les saucisses sont sorties du four et laissées à stabilisation à température ambiante

- Les boyaux cellulosiques pelables artificiels sont enlevés à la main

- Avant analyse, les saucisses sont cuites 5 main dans de l’eau potable bouillante sans sel puis laissées à température ambiante 30 min.

[0091] On va comparer les saucisses obtenues à l’aide d’un rhéomètre TAXT2i (Stable Micro Systems, Texture Analyzer Model XT2i, Grande-Bretagne) et son logiciel version 2.64.

[0092] On réalise un test dit de de “tranchement” ou de “coupage” pour caractériser les saucisses, consistant à réaliser une action de séparation en deux parties de la saucisse à l’aide du texturomètre en mesurant la force nécessaire.. Ce test a été réalisé à l’aide d’un Warner-Bratzler Shear avec une pénétration complète de 25 mm de la saucisse et une détection minimale limite de 0.06 N. La force maximale au point de rupture est utilisée pour caractériser.

[0093] Les valeurs obtenues sont les suivantes :

[0094] On voit bien que la force nécessaire pour trancher la saucisse 3 est bien supérieure à celle nécessaire pour trancher les saucisses obtenues avec isolats de pois commerciaux. Ce résultat permet de conclure que les saucisses obtenues avec l’isolat de fèverole selon l’invention sont plus fermes.

[0095] Exemple 6 : Mayonnaises classiques et allégées

[0096] On va démontrer ci-dessous les excellents résultats de notre isolat selon l’invention dans la réalisation de mayonnaise classique (dites « full-fat ») et allégée (dites « low-fat »). [0097] Les ingrédients nécessaires pour réaliser les recettes de mayonnaise sont les suivants :

[0098] Les isolats à tester seront le Nutralys® F85F de la société ROQUETTE, l’isolat de féverole selon l’invention et de l’aquafaba (« Aquafaba Powder » obtenue auprès de la société Vôr).

[0099] Le protocole de fabrication est le suivant :

- Mélanger les ingrédients pour 1 ère phase pendant 1 min à vitesse 3 dans un HOTMIX Pro Gastro (Fabricant : MATFER - FLO, Modèle : 212502). - Ajouter les ingrédients pour 2eme et 3eme phase pendant 1 min30 à vitesse comprise entre 4 et 7 pour les Low Fat ou ajouter les ingrédients pour 2eme phase pendant 2min à vitesse 3 pour les Full Fat.

- Ajouter les ingrédients pour 3eme phase pendant 1 min à vitesse 3 pour les Full Fat.

- Ajouter les ingrédients pour 4eme phase pendant 1 min à vitesse 3 pour les

Full Fat.

- Finir l’émulsion à vitesse 8 pour les Low Fat et 3 pour les Full Fat pendant 1 min. [0100] On va comparer les différentes mayonnaises obtenues à l’aide d’un texturomètre TA.HDplus (présenté en annexe 1 ), nous permettant de mesurer les paramètres de fermeté, de consistance et de cohésion. La fermeté (g) correspond à la force à appliquer nécessaire pour que la géométrie (cf kit « extrusion ring backward » décrit ci-dessous) pénètre dans le produit, la consistance (g. sec) est une donnée calculée en fonction de l’aire sous la courbe de la fermeté et la cohésion (g) correspond à la force à appliquer pour que la géométrie se retire de la mayonnaise.

[0101] Le texturomètre est équipé avec le kit « extrusion rig backward » qui se compose d’un disque vissé sur l’appareil et de 3 récipients en plexiglas que l’on remplit avec la mayonnaise. L’acquisition se fait grâce au logiciel Exponent avec le programme conçu pour l’analyse des mayonnaises. La descente de la géométrie s’effectue à 3mm/s jusqu’à ce qu’elle atteigne le fond du récipient et la remontée s’effectue à 5mm/s. Le logiciel trace automatiquement une courbe en fonction du temps permettant d’en déduire les paramètres.

[0102] Toute la mise en œuvre est clairement explicitée dans le manuel d’emploi.

[0103] Les résultats des mayonnaises « low-fat » sont les suivantes :

[0104] Les résultats des mayonnaises‘full-fat » sont les suivantes :

[0105] Les résultats obtenus montrent que les mayonnaises obtenues avec l’isolat de feverole selon l’invention sont caractérisées par des valeurs de texture excellentes pour les mayonnaises « low-fat », au-dessus de celles de l’isolat de pois ou de l’aquafaba. [0106] Exemple 7 : Lait végétal ou « Milk alternative »

[0107] On réalise un lait végétal pour évaluer la performance de notre isolat selon l’invention dans cette application.

[0108] La recette est la suivante :

[0109] Le protocole de préparation est le suivant :

- Chauffer l’eau à 70°C et hydrater l’isolat de protéine pendant 15 min à l’aide d’un Sylverson à 2000 tr/min

- Ajouter les autres ingrédients sauf l’huile et mélanger 10 min

- Chauffer l’huile à 65°C et ajouter sous agitation à 6000 tr/min

- Stérilisation UHT 142°c 5sec

- Homogénisation à 75°c 2 étages (270 bars et 30 bars)

- Refroidissement 4)°c

[0110] On réalise une analyse de la répartition granulométrique des globules d’huiles émulsifiées à l’aide d’un granulomètre Mastersizer. Les paramétres granulométriques sont les suivants : D10 = 0,21 microns, D50 = 0,45 microns et D90 = 1 ,42 microns.

[0111] Ces résultats sont excellents et démontrent bien une excellente émulsification des globules lipidiques, tout comme le lait.