PROTEINES DE LEGUMINEUSES TEXTUREES

ETAT DE L’ART ANTERIEUR

[1] La présente invention est relative à un procédé de fabrication d’une composition comprenant des protéines de pois texturées, ainsi qu'à ladite composition comprenant des protéines de pois texturées et ses utilisations industrielles.

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

[3] On peut séparer en deux grandes familles les procédés de cuisson- extrusion des protéines de par la quantité d’eau mise en œuvre lors du procédé. Lorsque cette quantité est supérieure à 30% en poids, on parlera de cuisson- extrusion dite « humide » et les produits obtenus seront plutôt destinés à la production de produits finis à consommation immédiate, simulant la viande animale par exemple des steaks de bœuf ou bien des nuggets de poulet. Lorsque cette quantité d’eau est inférieure à 30% en poids, on parle alors de cuisson-extrusion « sèche » : les produits obtenus sont plutôt destinés à être utilisés par les industriels de l’agroalimentaire, afin de formuler des analogues de viandes, en les mélangeant avec d’autres ingrédients.

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

[5] Si la plupart des études qui ont suivi ont naturellement porté sur les protéines de soja, d’autres sources de protéines, tant animales que végétales, ont été texturées : protéines d’arachide, de sésame, de graines de coton, de tournesol, BR835 - PROTEINE DE POIS TEXTUREES FLOC - WO de maïs, de blé, protéines issues de microorganismes, de sous-produits d’abattoirs ou de l’industrie du poisson.

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

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

[8] Malgré les efforts de recherche importants et une croissance importante au cours de ces dernières années, la pénétration de ces produits à base de protéines texturées sur le marché alimentaire est encore sujette à optimisation.

[9] Une des raisons en particulier tient dans le coût parfois élevé des isolats de protéines de légumineuses, et en particulier de pois. En effet, pour les obtenir, l’homme du métier doit réaliser plusieurs étapes le plus souvent conclues par une étape de séchage. Cette dernière étape concourt à une fraction non négligeable du prix final de l’isolat. Une solution pour baisser les coûts consiste en l’utilisation d’un concentrât de protéines. En effet, ces concentrâts sont produits via un procédé (connu sous les noms de turbo-séparation ou d”air-classification ») exclusivement réalisé en milieu sec, sans ajout d’eau. Dans ce cas si le coût de production est bien diminué, la faible teneur en protéines d’un concentrât (inférieur à 60%-70% sur sec) limite les applications finales et la valeur nutritionnelle du produit.

[10] Il est à noter dans la thèse “Texturization of pea protein isolates using high moisture extrusion cooking” (Osen, 2017) que la qualité de la protéine utilisée en alimentation de l’extrudeur est un paramètre essentiel dans cette quête d’optimisation de ce procédé, en particulier d’un point de vue coût. La figure 68 de ce document nous montre l’impact de différents isolats de protéines commerciales sur l’Energie Spécifique Mécanique (SME) exprimée en KJ/Kg. Cette SME permet de quantifier et de comparer l’énergie à apporter au système d’extrusion (extrudeur et mélange à extruder) afin de texturer les protéines. Plus la SME sera élevée, plus le système nécessite d’énergie, plus le coût et l’usure du matériel sera élevé. On BR835 - PROTEINE DE POIS TEXTUREES FLOC - WO voit bien dans cette figure 68 que lors d’une extrusion humide dont les paramètres sont similaires en tout point (température, pression, humidité, ... ), l’utilisation de l’isolat provenant de la société EMSLAND (surnommé PPI2 dans la thèse) entraine une surconsommation énergétique (environ 0,5 à 1 ,5 fois la SME des deux autres isolats). Cet isolat PPI2 diffère des deux autres isolats, respectivements provenants des sociétés ROQUETTE et COSUCRA, en ce qu’il est dans un état plus natif, c’est- à-dire avec une protéine dont la conformation tridimensionelle est similaire à celle qu’elle avait au sein de la graine, tel que démontré dans le chapitre 4.1 , et en particulier le chapitre 4.1.3 où une étude DSC démontre clairement cet état natif. Il était donc connu de l’homme du métier qu’une protéine dans un état plus natif allait à l’encontre de cette recherche de limitation de consommation d’énergie car engendrant une SME beaucoup plus élevée pour un même résultat.

[11] Il est du mérite de la demanderesse d’avoir résolu les problèmes ci-dessus et d’avoir développé un procédé intégrant la production d’un floc humide de globulines de pois, par définition n’ayant subi aucune étape de séchage, suivi d’une cuisson extrusion.

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

DESCRIPTION GENERALE DE LA PRESENTE INVENTION

[13] La présente invention est relative à un procédé de production d’une composition de protéines végétales comprenant les étapes suivantes :

1 ) Fourniture d’une composition humide comprenant des protéines végétales, préférentiellement des protéines de légumineuses, dans laquelle au moins 30% en poids sec sur la masse sèche de protéines totales n’a subi aucune étape de séchage lors de son procédé d’extraction.

2) Texturation de la composition de l’étape 1 par cuisson-extrusion.

[14] De manière préférée, les légumineuses mises en œuvre dans le procédé dans l’étape 1 selon l’invention sont sélectionnées dans la liste contenant le pois ou la féverolle, encore plus préférentiellement de la protéine de pois. BR835 - PROTEINE DE POIS TEXTUREES FLOC - WO

[15] De manière préférée, l’étape 2 du procédé selon l’invention est réalisée par cuisson-extrusion dans un extrudeur, préférentiellement bi-vis.

[16] La présente invention est également relative à une composition comprenant des protéines de légumineuses texturées susceptibles d’être obtenues par un procédé de production selon l’invention

[17] De manière préférée, la teneur en protéines au sein de la composition est comprise entre 60% et 80%, préférentiellement entre 70% et 80% en poids sec par rapport au poids total de matière sèche de la composition.

[18] La présente invention est enfin relative à l’utilisation de la composition de protéines de légumineuses texturées selon l’invention telle que décrite ci-dessus dans des applications industrielles telles que par exemple l’industrie alimentaire humaine et animale, la pharmacie industrielle ou la cosmétique.

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

DESCRIPTION DETAILLEE DE LA PRESENTE INVENTION

[20] La présente invention est relative à un procédé de production d’une composition de protéines végétales caractérisé comprenant les étapes suivantes :

1 ) Fourniture d’une composition humide comprenant des protéines végétales, préférentiellement des protéines de légumineuses, dans laquelle au moins 30% en pourcentage sec sur la masse de protéines totales n’a subi aucune étape de séchage lors de son procédé d’extraction.

2) Texturation de la composition de l’étape 1 par cuisson-extrusion

[21] La première étape consiste donc en une fourniture d’une composition humide comprenant des protéines végétales dont au moins 30% en poids sec sur la masse sèche de protéines totales n’a subi aucune étape de séchage lors de son procédé d’extraction.

[22] De manière préférée, la protéine végétale, préférentiellement de légumineuse, est choisie dans la liste constituée de la protéine de féverole et de la protéine de pois. La protéine de pois est particulièrement préférée. BR835 - PROTEINE DE POIS TEXTUREES FLOC - WO

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

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

[25] L’ obtention des protéines végétales peut être réalisées en partant de tout matériau adéquat (graines, farines, ... ) et par tout moyen connu par l’homme du métier du moment que le procédé ne comporte aucune étape de séchage pour au moins 30% en poids sec sur la masse sèche de protéines totales de la composition.

[26] Par « séchage », on comprendra dans cette demande de brevet toute étape unitaire de génie des procédés chimiques et/ou agroalimentaire visant à éliminer de manière partielle ou totale les molécules d’eau d’une composition. L’homme du métier connait bien par exemple pour ce faire les séchoirs rotatifs, les atomiseurs, les séchoirs à lit fluidisés, les tunnels à infrarouge, les lyophilisateurs. Cette liste n’est pas exhaustive.

[27] De manière préférée, les protéines végétales obtenues sans séchage pour alimenter le procédé selon l’invention présentent au plus une matière sèche de 50%. Il est important pour l’invention que lesdites protéines conservent un état natif, sans subir de dénaturation provoquée par une étape de séchage. Dans la thèse Osen de 2017 précédemment citée, l’isolat PPI2 est certes dans un état plus natif que les deux autres isolats mais c’est un isolat commercial sous forme de poudre, BR835 - PROTEINE DE POIS TEXTUREES FLOC - WO ayant donc subit une étape de séchage. On peut considérer qu’une telle protéine est donc un mélange de protéine native/non native.

[28] De manière préférée, les protéines végétales, préférentiellement des protéines de légumineuses, n'ayant subi aucune étape de séchage lors de leurs procédés d’extraction représentent au moins 35% en poids sec sur la masse sèche de protéines totales. On préférera que ce pourcentage soit graduellement supérieur à 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% voire 95% en poids sec sur la masse sèche de protéines totales. Une alimentation de l’extrudeur avec 100% de protéines de légumineuses en poids sec sur la masse sèche de protéines totales, n'ayant subi aucune étape de séchage lors de leur procédé d’extraction est également envisageable, bien qu’elle soit techniquement compliquée. En effet, les protéines n’ayant subi aucune étape de séchage présentent une viscosité importante, en particulier si celle-ci représentent plus de 50% des protéines totales apportées en alimentation de l’extrudeur, rendant difficile l’alimentation de l’extrudeur. Il serait intéressant dans le futur de travailler et de résoudre ce problème technique afin de permettre une production industrialisable. La quantité variera selon le produit final désiré ainsi que les constituants ajoutés en plus des protéines. Le cœur de l’invention réside en ce qu’au moins 30% en poids sec des protéines sur la masse sèche des protéines totales n'aient subi aucune étape de séchage lors de leurs procédés d’extraction.

[29] Dans le mode préféré ultime, l’alimentation de l’extrudeur est réalisée avec entre 30% et 50% de protéines de légumineuses en poids sec sur la masse sèche de protéines totales, n'ayant subi aucune étape de séchage lors de leur procédé d’extraction

[30] Dans un mode préféré, le procédé permettant de produire une composition protéique de légumineuse sans séchage afin d’alimenter le procédé selon l’invention comprend les étapes suivantes : a) mise en œuvre de graines ou de farine de légumineuses, préférentiellement choisies entre le pois et la féverole ; b) broyage et réalisation d’une suspension aqueuse ; BR835 - PROTEINE DE POIS TEXTUREES FLOC - WO c) séparation par force centrifuge des fractions insolubles ; d) coagulation des protéines au pH isoélectrique, optionnellement avec l’aide d’un chauffage de la solution de protéines n’entrainant pas une augmentation de la matière sèche au-dessus de 50% en poids ; e) récupération du floc protéique coagulé par centrifugation.

[31] Le procédé préféré démarre donc par une étape a) de mise en œuvre de graines ou de farine de légumineuses, préférentiellement choisie entre le pois et la féverole.

[32] Les graines mises en œuvre dans l’étape a) auront pu subir au préalable des étapes bien connues de l’Homme du métier, telles que notamment un nettoyage (élimination des particules non désirées telles que pierres, insectes morts, résidus de terre, etc.) ou bien encore l’élimination des fibres externes du pois (enveloppe externe cellulosique) par une étape bien connue appelée « dehulling ».

[33] Des traitements visant à améliorer l’organoleptique tels qu’un chauffage à sec (ou roasting) ou un blanchiment par voie humide sont également possibles. Pour le blanchiment, la température est préférentiellement comprise entre 70°C 7- 2°C et 80°C 7- 2°C et le pH est ajusté entre 8 7- 0,5 et 10 7- 0,5, préférentiellement à 9 7- 0,5. Ces conditions sont maintenues pendant 2 à 4 min, préférentiellement pendant 3 min. Ces traitements ne visent aucunement à provoquer le séchage du matériau, mais à inhiber les différentes enzymes telles que les lipoxygénases.

[34] Le procédé préféré comprend ensuite une étape b) de broyage de la farine et/ou des graines et la réalisation d’une suspension aqueuse.

[35] Cette étape de broyage est nécessaire pour la graine et optionnelle pour la farine.

[36] Si les grains sont déjà en présence d’eau, l’eau est conservée mais peut également être renouvelée, et les grains sont directement broyés. Si les grains sont secs, on réalise tout d’abord une farine et celle-ci est mise en suspension dans l’eau. BR835 - PROTEINE DE POIS TEXTUREES FLOC - WO

[37] Le broyage est effectué par tout type de technologie adéquate connu de l’homme du métier tel que des broyeurs à billes, des broyeurs coniques, des broyeurs hélicoïdaux, des broyeurs à jets d’air ou bien des systèmes rotor/rotor.

[38] Lors du broyage, de l’eau peut être ajoutée de manière continue ou discontinue, au début, au milieu ou en fin de broyage, afin d’obtenir en fin d’étape une suspension aqueuse de pois broyés titrant entre 15% et 25% en poids de matière sèche (MS), préférentiellement 20% en poids de MS, par rapport au poids de ladite suspension.

[39] En fin de broyage, un contrôle du pH peut être effectué. De préférence, le pH de la suspension aqueuse de pois broyés en fin d’étape b) est ajusté entre 8 7- 0,5 et 10 7- 0,5, préférentiellement le pH est ajusté à 9 7- 0,5. La rectification de pH peut être effectuée par ajout d’acide et/ou de base, par exemple de la soude ou de l’acide chlorhydrique.

[40] Le procédé préféré consiste ensuite en une étape c) de séparation par force centrifuge des fractions insolubles. Celle-ci sont majoritairement constituées d’amidon et de polysaccharides appelés « fibres internes ». On concentre ainsi les protéines solubles dans le surnageant.

[41] Le procédé préféré comprend une étape d) de coagulation des protéines par coagulation au pH isoélectrique, optionnellement avec un chauffage de la solution de protéines n’entrainant pas une augmentation de la matière sèche au- dessus de 50% en poids.

[42] Si le chauffage est appliqué en plus de la coagulation au pH isoélectrique, celui-ci sera appliqué préférentiellement avec une température comprise entre 55°C 7- 2°C et 75°C 7- 2°C, préférentiellement entre 60°C et 70°C7- 2°C, pendant un temps compris entre 1 min et 5 min, préférentiellement entre 2 min et 4 min, encore plus préférentiellement 3 min.

[43] Le but de cette étape d) est ici de séparer les protéines de pois d’intérêt des autres constituants du surnageant de l’étape c). Un tel exemple de procédé est par exemple décrit dans le brevet EP1400537 de la Demanderesse, du paragraphe 127 BR835 - PROTEINE DE POIS TEXTUREES FLOC - WO au paragraphe 143. Il est capital de bien contrôler le barème temps/température afin de ne pas dénaturer la protéine.

[44] L’étape e) suivante consiste en la récupération du floc protéique coagulé par centrifugation. On sépare ainsi les fractions solides ayant concentré les protéines, des fractions liquides ayant concentré les sucres et les sels. Le floc ainsi obtenu peut être directement utilisé en alimentation de l’extrudeur ou peut subir des étapes optionnelles

[45] Le floc peut ainsi être remis en suspension dans de l’eau et son pH est rectifié à une valeur comprise entre 67- 0,5 et 9 7- 0,5. La matière sèche est ajustée entre 10% et 20%, préférentiellement 15% en poids de matière sèche par rapport au poids de ladite suspension. Le pH est ajusté à l’aide de tout réactif(s) acide(s) et basique(s). L’utilisation d’acide ascorbique, d’acide citrique et de potasse, de soude sont préférés.

[46] La composition protéique de légumineuse sans séchage peut ainsi être l’unique intrant alimentant l’extrudeuse, mais elle peut également être additionnée de différents constituants.

[47] De manière préférée, une fibre végétale, préférentiellement de légumineuses, peut être additionnée. Par « fibres de légumineuses », on entend toutes compositions comportant des polysaccharides peu ou non digestibles par le système digestif humain, extraites de légumineuses. De telles fibres sont extraites par tout procédé bien connu de l’homme du métier. Un exemple commercial d’une telle fibre est par exemple la fibre Pea Fiber I50M (contenant 50% en poids minimum de fibres internes de pois, 10% en poids maximum de protéines de pois et environ 35% en poids d’amidon de pois) de la société Roquette.

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

[49] Le mélange intrant dans l’extrudeur est constitué essentiellement de protéines de légumineuses et de fibres de légumineuses. Le terme « constitué essentiellement » signifie que la poudre peut comprendre des impuretés liées au BR835 - PROTEINE DE POIS TEXTUREES FLOC - WO procédé de fabrication des protéines et des fibres, telles que par exemple des traces d’amidon.

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

[51] Le mélange peut être réalisé en amont ou bien directement en alimentation de l’extrudeur. Lors de ce mélange, on peut ajouter des additifs bien connus de l’homme du métier tels que des arômes ou bien des colorants.

[52] De manière préférée alternative, une protéine végétale, préférentiellement de légumineuses, peut être additionnée. L’ajout d’une telle quantité de protéines permet à la fois d’augmenter la quantité de protéine extrudées mais peut également améliorer la qualité nutritionnelle. Pour ce dernier point, on réalisera l’addition mesurée d’une autre source de protéine à celle de la composition protéique de légumineuse sans séchage afin d’améliorer le PDCAAS de la protéine texturée produite.

Le PDCAAS (Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score) est un indice qui sert à évaluer la qualité des protéines en fonction des besoins en acides aminés de l’homme et de la digestibilité des protéines. La méthode de calcul du PDCAAS est basée sur la comparaison d’un profil d’acide aminé standard possédant le meilleur score possible (1 ou 100%), avec le profil d’acide aminé de l’aliment étudié. Le PDCAAS est évalué sur une échelle de 0 à 1 (1 désignant la meilleure qualité et 0 la moins bonne).

[53] Pour tout mode de l’invention, des composants bien connus de l’agroalimentaire peuvent être additionnés comme par exemple de l’eau, des colorants, des arômes, des gélifiants, des stabilisants, des antioxydants.

[54] Par « eau » on entend dans la présente invention, une eau que l’on peut boire ou utiliser à des fins domestiques et industrielles sans risque pour la santé. De manière préférée, on entendra que cette eau possède une teneur en sulfate inférieure à 250 mg/l, une teneur en chlorures inférieure à 200 mg/l, une teneur en potassium inférieure à 12 mg/l, un pH compris entre 6,5 et 9 et un TH (Titre Hydrométrique, soit la dureté de l’eau, qui correspond à la mesure de la teneur BR835 - PROTEINE DE POIS TEXTUREES FLOC - WO d’une eau en ions calcium et magnésium) supérieur à 15 degrés français. Autrement dit, une eau potable ne doit pas posséder moins de 60 mg/l de calcium ou 36 mg/l de magnésium.

[55] Par « arômes », on entend dans la présente invention tout composé chimique permettant une modification de la perception du goût et de l’odeur, qui ensemble forment ce que l’on appelle la « flaveur ». La législation européenne, comme définie par le règlement 1334/20082, entend par arômes des "produits non destinés à être consommés en l'état, qui sont ajoutés aux denrées alimentaires pour leur conférer une odeur et/ou un goût ou modifier ceux-ci" (article 3.a du Règlement CE 1334/2008).

[56] Les arômes sont issus ou constitués des composants suivants : substances aromatisantes, préparations aromatisantes, arômes de fumée, arômes obtenus par traitement thermique, précurseurs d'arômes et autres arômes.

[57] Dans le cadre de la présente invention, on entend préférentiellement par arôme, une substance aromatisante. Une substance aromatisante est une "substance chimique définie possédant des propriétés aromatisantes" (définition article 3. b du Règlement CE 1334/2008).

[58] Une substance aromatisante naturelle est "obtenue par des procédés physiques, enzymatiques ou microbiologiques appropriés, à partir de matières d’origine végétale, animale ou microbiologique prises en l’état ou après leur transformation pour la consommation humaine par un ou plusieurs des procédés traditionnels de préparation des denrées alimentaires dont la liste figure à l’annexe Il du Règlement CE 1334/2008" (article 3.c du Règlement CE 1334/2008).

[59] Les substances aromatisantes naturelles correspondent aux substances qui sont naturellement présentes et identifiées dans la nature. Les substances aromatisantes peuvent également être issues d’autres sources naturelles que la source naturelle « première », il s’agit alors de synthétiser la molécule et de la reproduire. D’autres molécules, non identifiées dans la nature, peuvent également être plus puissantes en goût que les molécules naturelles. BR835 - PROTEINE DE POIS TEXTUREES FLOC - WO

[60] Un cas particulier de substance aromatisante sera la génération de composés issus de la réaction de Maillard. Cette réaction chimique entre les composés réducteurs comme les sucres et les composés aminés comme les protéines génère des composés colorés et odorants.

[61] Par “colorants”, on entend tout type de composés, voire de combinaison de composés, ayant la capacité de modifier le colons d’un autre composé (voire mélange de composés) de par son introduction.

[62] Le colorant peut porter par lui-même sa fonctionnalité. Ces colorants seront de tous types tels que les colorants naturels (tels que les concentrats et/ou les extraits de fruits & légumes) ou artificiels. Dans le cadre de notre invention, les colorants particulièrement intéressants peuvent être sélectionnés, sans que cela soit limitatif, dans la liste : betanine de betterave, lycopene de tomates, extrait de poivron (paprika), caramel. En effet, ces colorants rouges et/ou marron permettent d’imiter assez facilement la couleur de la viande rouge.

[63] La coloration peut également être générée lors de l’extrusion par réaction chimique avec un composé des protéines. On peut citer ici de nouveau la Réaction de Maillard mais également l’utilisation de sels de Fer.

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

[65] La seconde étape du procédé selon l’invention consiste en une texturation de la composition de l’étape 1 par cuisson-extrusion. Lors de celle-ci, ce mélange de poudres va ensuite être texturé ce qui revient à dire que les protéines vont subir une déstructuration thermique et une réorganisation afin de former des fibres, un allongement continu en lignes droites parallèles, simulant les fibres présentes dans BR835 - PROTEINE DE POIS TEXTUREES FLOC - WO les viandes. Tout procédé bien connu de l’homme du métier conviendra, en particulier par extrusion.

[66] Par « texturée » ou « texturation », on entend dans la présente demande tout procédé physique et/ou chimique visant à modifier une composition comportant des protéines afin de lui conférer une structure ordonnée spécifique. Dans le cadre de l’invention, la texturation des protéines vise à donner l’aspect d’une fibre, telles que présentes dans les viandes animales.

[67] L' extrusion consiste à forcer un produit à s'écouler à travers un orifice de petite dimension, la filière, sous l'action de pressions et de forces de cisaillements élevées, grâce à la rotation d’une ou deux vis d’Archimède. L'échauffement qui en résulte provoque une cuisson et/ou dénaturation du produit d'où le terme parfois utilisé de "cuisson-extrusion", puis une expansion par évaporation de l’eau en sortie de filière. Cette technique permet d'élaborer des produits extrêmement divers dans leur composition, leur structure (forme expansée et alvéolée du produit) et leurs propriétés fonctionnelles et nutritionnelles (dénaturation des facteurs antinutritionnels ou toxiques, stérilisation des aliments par exemple). Le traitement de protéines conduit souvent à des modifications structurelles qui se traduisent par l'obtention de produits à l’aspect fibreux, simulant les fibres de viandes animales.

[68] De manière générale, l’étape 2 peut être réalisée avec un ratio massique eau/matière sèche dans l’extrudeur pouvant étant compris entre 15% et 70%.

[69] De manière plus préférentielle, le ratio massique eau/matière sèche dans l’extrudeur sera compris entre 40% et 70%, encore plus préférentiellement entre 50% et 65%. Ce ratio est obtenu en analysant le mélange entrant dans l’extrudeuse.

[70] Sans être lié par une quelconque théorie, il est bien connu de l’homme du métier de la cuisson extrusion que c’est ce ratio préférentiel qui permet d’obtenir la qualité requise du produit final tant d’un point de vue texture, organoleptique ou aspect. Les valeurs de ce ratio seront donc potentiellement de 40, 41 , 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51 , 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61 , 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69 ou 70%. BR835 - PROTEINE DE POIS TEXTUREES FLOC - WO

[71] De manière préférée, l’étape 2 est réalisée par cuisson-extrusion dans un extrudeur, préférentiellement bi-vis, caractérisé par un ratio longueur/diamètre compris entre 35 et 65, préférentiellement 40 et 65, encore plus préférentiellement 60, et équipé d’une succession d’éléments de convoyage, d’éléments de pétrissage, et d’éléments de pas inversé qui seront à sélectionner par l’Homme du métier pour assurer selon ses connaissances classiques du domaine une bonne extrusion.

[72] Le ratio longueur/diamètre est un paramètre classique dans la cuisson- extrusion. Ce ratio pourra donc être de 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41 , 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51 , 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61 , 62, 63, 64 ou 65.

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

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

[75] De manière encore plus préférée, la sortie de l’extrudeur bi-vis est constituée d’une filière en sortie avec orifices débouchant sur un couteau. Une telle installation est particulièrement adaptée afin de produire une expansion du mélange en sortie. Les produits ainsi obtenus seront par exemple des protéines texturées sèche ou des crisps.

[76] Pour préciser ce mode, les orifices seront préférentiellement d’un diamètre de 1 ,5mm et le couteau réglé avec une vitesse de rotation comprise entre 2000 et 2400 tours par minutes, préférentiellement 2200 tours/min.

[77] D’une manière préférée alternative, la sortie de l’extrudeur est constituée d’une filière refroidie afin de limiter l’expansion. La bande humide extrudée sera coupée, stockée et/ou mise en œuvre sous forme d’analogues de viandes ou de poisson. BR835 - PROTEINE DE POIS TEXTUREES FLOC - WO

[78] Pour préciser ce mode, la filière décrite au point précédent peut-être constituée d’un ou plusieurs modules équipé(s) de circuits de refroidissement. Le refroidissement de la filière est dans la majorité des cas réalisé à contre-courant du flux de matière en provenance de l’extrudeur. La régulation de température peut- être réalisée à l’aide de thermorégulateurs en appliquant des températures comprises entre 10 et 95°C.

[79] Dans tous les modes décrits, il sera possible de réaliser des étapes postproduction telles que de manière non exhaustive broyage, marinade, séchage, congélation, surgélation, saumurage, adsorption de colorants et/ou d’arômes.

[80] Dans un mode préféré, on réalisera une marinade de colorants et d’arôme afin d’imbiber la composition de protéines de légumineuses texturées suivie d’un séchage. De part cette succession d’étapes, on pourra ainsi obtenir un « jerky » végétal, spécialité nord-américaine de viande séchée et salée de bœuf, découpée en fines lanières.

[81] Dans un mode encore plus préféré, la composition de protéines de légumineuses texturées sera broyée, additionnée de différents composés dont arômes et colorants, puis moulée en forme de steak haché.

[82] La présente invention est également relative à la composition comprenant des protéines de légumineuses texturées susceptibles d’être obtenues par le procédé selon l’invention.

[83] Dans un mode particulier, la composition selon l’invention a une teneur en protéines comprise entre 60% et 80%, préférentiellement entre 70% et 80% en poids sec par rapport au poids total de matière sèche de la composition.

[84] La présente invention est enfin relative à l’utilisation de la composition de protéines de légumineuses texturées selon l’invention ou susceptible d’être obtenues par le procédé selon l’invention dans des applications industrielles telles que par exemple l’industrie alimentaire humaine et animale ou la pharmacie industrielle ou la cosmétique . BR835 - PROTEINE DE POIS TEXTUREES FLOC - WO

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

[86] De manière plus préférée, une application particulière concerne l’utilisation de la composition selon l’invention pour la fabrication d’analogues de viande, notamment de viande hachée. Mais également sauce bolognaise, steak pour hamburger, viande pour tacos et pitta, « chili sin came ».

[87] Dans les pizzas, la composition texturée selon l’invention sera particulièrement d’intérêt pour être saupoudrée au-dessus de ladite pizza (« topping » en anglais).

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

[89] Selon un mode réalisation particulier, la présente invention est également relative à l’utilisation de la composition de protéines de légumineuses texturées selon l’invention ou susceptible d’être obtenues par le procédé selon l’invention dans la production de protéines texturées par extrusion à destination des domaines de l’alimentation animale et/ou humaine.

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

Exemples

[91] Exemple 1 : Production d’une composition de protéines de légumineuses texturées par voie humide hors invention BR835 - PROTEINE DE POIS TEXTUREES FLOC - WO

[92] On réalise un mélange poudre constitué de 100% de protéine de pois NUTRALYS® F85M (comportant 87,2% en poids sec de protéines sur poids total) de la société ROQUETTE.

[93] Ce mélange est introduit par gravité dans un extrudeur LEISTRITZ ZSE 27MAXX de la société LEISTRITZ de puissance moteur égale à 33,8kW et dont la vitesse de rotation maximale atteignable est de 1200 rpm.

[94] Le mélange est introduit avec un débit régulé entre 11 et 13 kg/h. Une quantité de 15,07 kg/h d’eau est également introduite. L’humidité dans l’extrudeuse est environ de 60%. [95] La vis d’extrusion est composée d’éléments de convoyage, d’éléments de pétrissage et d’éléments à pas inversé organisés suivant le profil suivant détaillé dans le Tableau 1 ci-dessous :

[Tableau 1 ] BR835 - PROTEINE DE POIS TEXTUREES FLOC - WO

[96]

Cette vis d’extrusion est mise en rotation à une vitesse égale à 350 tours/min et envoie le mélange dans une filière. Deux profils de températures détaillés ci- BR835 - PROTEINE DE POIS TEXTUREES FLOC - WO dessous dans le Tableau 2 (en degré Celsius) sont utilisés à l’aide de 15 fourreaux situés autour de l’extrudeuse et pouvant être chauffés :

[Tableau 2] [97] Le produit est dirigé en sortie vers une filière thermorégulée, modèle FDK750 de marque Copérion, comprenant deux modules de longueur 80 cm et de section de passage 50 mm x 15 mm dont le 2 ^ème module est thermorégulée à 30°C.

[98] La protéine texturée ainsi produite est coupée à la sortie de la filière en bandes de 10 cm. [99] On relève le couple lors de l’extrusion (et on calcule le couple moyen et son écart-type) et à l’aide des données on calcule la SME à l’aide de la formule ci- dessous (exprimée en kWh/Kg) : [Math. 1 ] coeff rendement x P max moteur (kW) x Couple(%) x vitesse de vis utilisée (rpm)

SME kWh/kg') = vitesse de vis maximale (rpm) x Débit total (kg/h) [Tableau s] BR835 - PROTEINE DE POIS TEXTUREES FLOC - WO

[100] Le tableau 4 ci-dessous résume les différents essais réalisés : deux avec le profil de température 1 et deux avec le profil de température 2

[Tableau 4] [101] Exemple 2 : Production d’une composition de protéines de légumineuses texturées par voie sèche selon l’invention

[102] Après décorticage des fibres externes sur broyeur à marteaux, on broie des graines de pois afin d’obtenir une farine. Celle-ci est ensuite mise à tremper dans de l'eau à la concentration finale de 25 % en poids de matière sèche par rapport au poids de ladite suspension, à un pH de 6,5, pendant 30 minutes à température ambiante. La suspension de farine à 25 % en poids de matière sèche est alors introduite dans une batterie d'hydrocyclones, séparant une phase légère constituée du mélange protéines, fibres internes (pulpes) et solubles et une phase lourde, renfermant l'amidon. La phase légère en sortie d'hydrocyclones est ensuite amenée à une teneur en matière sèche de 10,7 % par rapport au poids de ladite suspension. BR835 - PROTEINE DE POIS TEXTUREES FLOC - WO

On procède à la séparation des fibres internes par passage sur des décanteurs centrifuges de type WESPHALIA. La phase légère en sortie de décanteur centrifuge renferme un mélange de protéines et de solubles, tandis que la phase lourde renferme les fibres de pois. [103] On procède à la coagulation des protéines à leur point isoélectrique par ajustement de la phase légère de sortie de décanteur centrifuge à un pH de 4,6 et chauffage à 60°C de cette solution pendant 4 min. Après coagulation des protéines, on récupère un floc protéique.

[104] Le floc ainsi obtenu contient 24,28% de matières sèches et 75,72% d’eau. II est introduit par gravité dans un extrudeur LEISTRITZ ZSE 27MAXX de la société LEISTRITZ de puissance moteur égale à 33,8kW et dont la vitesse de rotation maximale atteignable est de 1200 rpm, à un débit de 20,4 kg/h.

[105] On introduit également un mélange poudre constitué de 100% de protéine de pois NUTRALYS® F85M (comportant 87,2% en poids sec de protéines sur poids total) de la société ROQUETTE avec un débit régulé entre 5 et 8 kg/h. L’humidité dans l’extrudeuse est comprise entre 56 et 60%.

[106] La vis d’extrusion est similaire à celle décrite dans l’exemple précédent. Cette vis d’extrusion est mise en rotation à une vitesse égale à 350 tours/min et envoie le mélange dans une filière. Tout comme l’exemple précédent, deux profils de températures décrits dans le tableau 5 ci-dessous (en degré Celsius) sont utilisés :

[Tableau 5]

[107] Le produit est dirigé en sortie vers une filière thermorégulée, modèle FDK750 de marque Copérion, comprenant deux modules de longueur 80cm et de section de passage 50mm x 15mm dont le 2 ^ème module est thermorégulée à 30°C BR835 - PROTEINE DE POIS TEXTUREES FLOC - WO

[108] La protéine texturée ainsi produite est coupée à la sortie de la filière en bandes de 10 cm.

[109] On relève le couple lors de l’extrusion (et on calcule le couple moyen et son ecart-type) et à l’aide des données on calcule la SME à l’aide de la formule ci- dessous (exprimée en kWh/Kg) :

[Math. 2] coeff rendement x P max moteur (kW) x Couple(%) x vitesse de vis utilisée (rpm)

SME kWh/kg') = vitesse de vis maximale (rpm) x Débit total (kg/h)

[Tableau 6] [110] Le tableau 7 ci-dessous résume les différents essais réalisés : deux avec le profil de température 1 et deux avec le profil de température 2 [Tableau 7] BR835 - PROTEINE DE POIS TEXTUREES FLOC - WO

[111] On constate donc que le procédé selon l’invention permet :

- Un gain compris entre 3% et 17% sur le couple nécessaire. Ce gain permet une économie énergétique non négligeable, le gain en SME étant compris entre 3 et 23% - Une économie hydrique estimée à 15 kg/h, associée à l’économie énergétique du séchage de l’isolat

- Les produits sont macroscopiquement de qualité similaire

[112] Exemple 3 : Extrusion d’un mélange protéines et fibres de pois selon l’invention et hors invention

[113] On reproduit les deux extrusions réalisées selon l’exemple 1 (hors invention) et l’exemple 2 (selon l’invention) en ne modifiant que l’alimentation de l’extrudeuse

[114] Cette alimentation est modifiée en remplaçant 8% du poids de protéines par 8% de fibres de pois I50M (société ROQUETTE)

[115] La synthèse des paramètres des différents essais est résumée dans le tableau suivant : BR835 - PROTEINE DE POIS TEXTUREES FLOC - WO

[116] On re-démontre ici l’intérêt du procédé selon l’invention que le m élange à extruder soit 100% protéique, ou plus complexe par exemple un mélange protéines et fibres de pois