Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
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Lsinvention a pour objet une matière grasse comportant des
constituants gras cristallisables à la température ambiante, des
huiles et éventuellement une substance de charge sèche, qui a
subi une modification structurale conduisant à une structure
quasi-vitreuse à variation progressive de viscosité avec la tem-
pérature.
L~invention a également pour objet une matière grasse mal-
léable dans un palier de travail élargi et moulable par extru-
sion.
Ltinvention a encore pour objet une matière grasse à ltétat
solide avec ou sans substance de charge sèche, peu sujette à la
démixtion ou exsudation des composants huileux.
Un autre objet de l'invention est une matière grasse ayant
un retrait contrBlable au passage de 12~tat fluide à l~état figé.
~- Llinvention vise également des procédés de préparation dematières grasses possédant cette modification structurale.
Les matières grasses sont essentiellement des mélanges
d'esters glycéridiques d~acides organiques dits gras. Certains
de ces esters sont, isolément, solides à la température ambiante,
les autres étant liquides. Selon les proportions des différents
esters, ces mélanges sont franchement fluides, ce sont les hui-
les, ou pa~teux ou solides et constituent les graisses. Ces der-
nières sont constituées d'un agrégat de cristaux des esters so-
lides, imprégné des esters liquides, ou huiles.
Il est courant, dans ltindustrie alimentaire notamment, de
préparer des objets solides, comme des tablettes, bouchées,
abaisses ou des enrobages et fourrages, ces objets devant avoir
une forme déterminee, par moulage de composition à base de
graisses. Les qualités désirables pour ces compositions sont une
bonne plasticité au moulage, un retrait à la solidification
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détermine et une bonne conservation ultérieure de la composition.
Or les différents constituants de la composition sont choisis
sur des critères chimiques, biologiques et organoleptiques qui
n~ont que peu de rapport avec les critères physiques précédents.
Ainsi les graisses utilisées dans l'industrie alimentaire se
présentent comme des agrégats d'assez gros cristaux imprégnés
d'huile, donnant un retrait à la solidification variable avec
la composition de la graisse. L~intervalle de température ou
palier de travail dans lequel ces compositions tout en conser-
vant une certaine tenue mécanique restent aptes au fluage, varie
m en général en raison inverse du retrait. La matrice de cristauxprésentant des pores assez gros, la phase huileuse résiduelle
est relativement mobile et a tendance à s~exsuder, par démixtion
des phases solides et liquides. Cette démixtion est particuliè-
rement fàcheuse pour les compositions alimentaires, les éléments
sapides étant contenus principalement dans la phase huileuse, et
la démixtion conduisant ainsi ~ une perte des propriétés organo-
lepti~ues de la composition. De me-me, à la consommation de la
composition alimentaire, la démixtion est accélérée, et les pro-
priétés organoleptiques varient au cours de la consommation,
pouvant donner lieu à des "arrière-go~ts" peu appréciés.
or les demandeurs ont découvert que par dispersion intime
dans des matières grasses solides à la température ambiante avec
ou sans charges sèches, d~une gomme végétale à l'état sec, dans
des proportions déterminées, il était possible dtobtenir ces
matières grasses dans un état quasi-vitreux ou état dans lequel
ces matières grasses ne présentent plus les caractères des soli-
des cristallisés à températures de solidification déterminées,
mais se comportent comme des verres dont la viscosité cro~t sans
discontinuité quand la température s~abaisse, jusquJà un figeageO
1~6~
cet état structural ~uasi-vitreux se manifeste également par un
élargissement du palier de travail, ou intervalle de température
dans lequel la matière est assez plastique pour e-tre mise en
forme. Dans cet état quasi-vitreux, les retraits ~ la cristalli-
sation disparaissent, et la diminution de volume accompagnant
le refroidissement devient progressive, ce qui permet de régler
le retrait au cours du figeage. Dans cet état également la ten-
dance à la démixtion des huiles est très atténuée,
Une telle technique de d}spersion de gomme semble s~écarter
fondamentalement des techniques antérieures dtutilisation des
- gommes, notamment par la particularité que constitue leur incor-
poration à l'état sec dans la matière grasse à traiter, la pré-
sence d~eau pouvant etre considérée comme nuisible dans ce cas.
Si les produits contiennent une certaine quantité d~eau, une
quantité correspondante de gomme srassociera à cette eau, l~ex-
cès de gomme non associé étant alors la gomme sèche au sens de
la présente description.
En conséquence l'invention propose une matière grasse com-
portant des constituants gras cristallisables à la température
ambiante et des huiles, caractérisée par une structure quasi-
vitreuse déterminée par une charge d'éléments secs à l'~tat de
dispersion mécanique.
~vantageusement la charge précitée est constituée par une
gomme s~che en quantité comprise entre 0,01 et 1,5 % en masse
par rapport à la matière grasse, cette matière grasse étant
maintenue divisée en petits domaines limités par des cha~nes
allongées de ladite gomme.
De préférence la gomme est prise dans les gommes v~gétales
comprenant les guaranates, les carraghenates,les alginates, la
gomme de caroube, les pectines, la gomme arabique, la gomme
10~
adragante et la résine, et est ajoutée ~ ladite matière grasse
t état pulvérulent et sec.
De préférence également la gomme sèche est comprise entre
0,02 et 0,8 % en masse par rapport à la matière grasse.
' En variante, une matière grasse à structure quasi-vitreuse
est obtenue par mélange de deux lots de départ, l'un des deux
lots étant une matière grasse du genre décrit ci-dessus.
En variante la matière grasse comporte en outre une subs-
tance de charge sèche.
Suivant un procéd~ de préparation d;une matière grasse du
genre précité on chauffe ladite matière grasse au-delà de son
point de fusion, on ajoute ladite gomme sèche, on disperse méca-
niquement ladite gomme dans ladite matière grasse, et on laisse
refroidir la dispersion obtenue, avec malaxage à consistance
ferme.
Suivant une forme du procédé précédent on disperse ladite
gomme sèche par malaxage prolongé avec refroidissement jusqutà
consistance ferme.
En variante du procédé on introduit une partie au moins de
ladite gomme dans la matière grasse à consistance ferme.
; A titre de produit intermédiaire dans la préparation de
matières grasses à structure quasi-vitreuse, la matière grasse
contient une charge de gomme sèche.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressorti-
ront d'ailleurs de la description et des exemples qui vont sui-
vre accompagnés des illustrations dans lesquelles :
' la figure 1 est une courbe de retard de cristallisation en
fonction du taux de gomme ;
la figure 2 est une courbe de retard de cristallisation en
fonction de la vites~e d'agitation :
- 4 _
;
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la figure 3 est une cour~e de retard de cristallisation en
- fonction de la température finale d'agitation ;
la figure 4 est une courbe de retrait en fonction du taux
de gomme
la figure 5 est une courbe de retrait en fonction de la
vitesse d'agitation ;
la figure 6 est une courbe de retrait en fonction de la
temp~rature d'agitation ;
la figure 7 représente l~aspect vu au microscope d~une hui-
le de palme hydrogénée solidifiée ;
la figure 8 représente l~aspect vu au microscope d'une
huile de palme hydrogénée à laquelle on a ~outé une gomme ;
la figure 9 représente l'aspect vu au microscope dJune
huile de palme hydrogénée additionnée de gomme, après dispersion
de celle-ci.
Les essais de laboratoire en vue de déterminer les taux
optimaux de gomme ont été conduits de la faco~ suivante.
Le retard de cristallisation est déterminé par examen mi-
croscopique de la graisse en cours de refroidissement entre
lame et lamelle. On compare les temFs d~apparition d'une struc-
ture cristalline opaque sur la graisse en essai et une graisse
témoin de meme nature mais non traitée. Le retard de cristalli-
sation est défini comme le rapport de la différence des temps de
cristallisation de la graisse traitée et du témoin au temps de
cristallisation de ce témoin.
Le retrait est mesuré en versant dans une fiole jaugée de
50 ml, 20 ml de graisse fondue ; on complète au trait avec de
l'eau à température légèrement supérieure au point de cristalli-
sation de la graisse ; on place la fiole dans une enceinte à
13~C ; après solidification de la graisse on complète au trait
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avec de l'eau froide ; le rapport de volume d'ea~ ajoutée au
volume de graisse ~ondue définit le retrait.
Pour apprécier lleffet de l'agitation ou malaxage sur les
propriétés des graisses après traitement, l'importance de l'agi-
tation est définie arbitrairement par la tension d'alimentation
électrique du moteur de l'agitateur utilisé.
En opérant avec une huile de palme hydrogénée à point de
fusion 45~C on a obtenu les résultats suivants :
Le tableau I donne le retard de cristallisation, et le re-
trait en fonctibn du taux de gomme dispersée en %, la dispersion
etant effectuée à l~agitation définie par la demi-tension et
la température de 35~C.
.". ., ._ ._
taux de go~me (%) O O,OS 0,2 0,4 0,7
retard de cristallisation % O 20 60 40 40 (I)
. ~ . _ ... _ ._ .
retrait % 14 2 0,5 non m~suré
. ~ ~. . _ l ~
Les courbes 1 et 4 sont l'expression graphique des résultats
du tableau I. On constate que le retard passe par un maximum
vers 0,2 % de gomme, tandis que le retrait s'annule pratiquement
pour des teneurs voisines.
Les courbes 2 et 5 ont été établies pour une teneur en gom-
m0 de 0,4 % et à une température de 35~C. Lorsque l'on fait
croitre la vitesse de l'agitateur par applic~tion d'une tension
croissante au moteur de cet agitateur, on constate une croissan-
ce du retard avec l'agitation, avec une asymptote horizontale,
tandis que le retrait devient très faible à partir d'une agita-
tion modérée.
Lorsque l'on fait varier la température T d'agitation entre
la température de nucléation Tn à laquelle apparaissent des
germes de cristallisation, et la température Tp de prise en
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masse de la graisse à la~uelle l'agitateur est bloqué, en tra-
vaillant avec une teneur en gomme de 0,4 % et la demi-tension
sur le moteur de l'agitateur mécanique, on obtient les résul-
tats représentés sur les figures 3 et 6. On constate que le re-
- tard décroit progressivement lorsque croft la température d'agi-
tation, tandis que le retrait cro~t brusquement à l'approche de
la température de nucléation.
On a effectué des essais de démixtion, par mesure de la
quantité d'huile exsudée. Une quantité déterminée de graisse
(huile de palme hydrogénée à point de fusion 45~c) a été mainte-
nue en étuve à 36~c, soit goc en dessous du point de fusion.
L 'huile exsudée en surface est recueillie par absorption par un
A morceau de papier Josepht préalablement taré. La quantité d'huile
absoxbée est déterminée par pesée. Alors que le témoin accusait
2 % d'huile exsudée, la masse du papier Joseph1associé aux
graisses traitées en essai n'accusait pas de variation signifi-
cative, à partir des teneurs en gomme de 0,05 %.
Des essais semblables ont été effectués sur des graisses
différentes, huile de palme hydrogénée ~ point de fusion 39~C,
huile de palmiste hydrogénée à point de fusion 39~C, beurre de
cacao et beurre de cacao additionné de 15 % d'huile d'arachide.
Les résultats de ces essais ont été analogues. Les retards de
cristallisation accusent des maxima pour une teneur en gomme
déterminée caractéristique de la graisse utilisée, les retraits
décroissent franchement pour des teneurs croissantes de gomme,
et l'exsudation des composants huileux est pratiquement suppri-
mée par addition de gomme. On constate également que les proprié-
tés nouvelles mises en évidence par les essais se revèlent d'au-
tant mieux que l'agitation est plus énergique et poursuivie au
cours du refroidissement plus pras de la température de prise en
ar~76~e, Qé~ Co~n~rc e-
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masse. Il est évident que l'énergie d'agitation est limitée par
l'introduction d'une ~uantité importante d'air dans la masse
agitée.
Les gommes sont généralement des dérivés de polyholosides
supérieurs, ~t les nombreux groupements hydrophiles de leurs
molécules favorisent la formation de structures réticulées ou
de structures en cha~nes allongées. Le malaxage énergique entre
~ le point de nucléation de la matière grasse et la zone de prise
; en masse conduit à la formation de chafnes allongées de gomme
qui sont dispersées dans la matière grasse en divisant celle-ci
;~ en ~e petits domaines enfermant les germes de cristallisation. Le
grossissement des germes et leur agrégation se trouvent ainsi
bloqués, et la structure est alors assez voisine de celle des
verres avec une dispersion de cristallites dans une matrice
amorphe. Cette structure est figée dans un état métastable à la
- prise en masse~
Les microphotographies des figures 7, 8 et 9 suggèrent la
- formation d'une telle structure. La figure 7 est la microphoto-
graphie d'une graisse cristallisée sans addition de gomme. On
distingue nettement les cristaux, et entre les cristaux apparait
le composant huileux. Si l'on ajoute de la gomme sans pousser la
dispersion, comme le montre la figure 8, la gomme parait rassem-
blée en sphérules qui prennent place entre certains points de
cristaux. Par contre, lorsque l'agitation a été poussée jus~u'à
la prise en masse, comme le montre la figure 9, il n'existe plus
de formes cristallines bien définies, mais des domaines à fron-
tières irr~gulières formées par de l'huile blo~uée par des chaf-
nes allongées de gomme, ces domaines contenant un mélange d'hui-
le et de cristallites de graisse.
Il est possible également que l'adsorption des germes de
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cristallisation des graisses par l'intermédiaire des groupes
lipophiles libres des gommes s~ches blo~ue le grossissement de
ces germes et donc le processus normal de cristallisation. Ce
mécanisme est suggéré par les résultats d'essais de dispersion
dans des matières grasses de substances pulvérulentes sèches à
grand pouvoir d'absorption, notamment le kieselguhr ou terre de
diatomées. On a constaté en e~fet qu'en dispersant 0,1 % en
poids de kieselguhr dans une mati~re grasse, avec malaxage ~ner-
~ gique a~u refroidissement, on obtenait cette matière grasse dans
un état quasi-vitreux très voisin de celui obtenu avec les gom-
mes sèches, sans point de solidification net. Toutefois la sta-
- bilité dans le temps, ou à une température proche du point de
ramollissement, est apparue très inférieure aux matières grasses
' contenant des gommes sèches.
La mise en oeuvre du procédé selon l'invention sera mieux
comprise à la lecture des exemples suivants :
A EXEMPLE 1
- On place dans une conche Petzholdt?2 tonnes d'huile de pal-
me hydrogénée à point de fusion 38/40~C. On chauffe la masse à
75~C. On ajoute alors 6 kg de guaranate et 0,400 kg de carraghe-
nate en suspension dans une trentaine de kg dlhuile de palme
hydrogénée. On met le malaxage en route et on abaisse la temp~ra-
ture jus~u'à 27~C. On poursuit le m~laxage à pleine puissance
pendant 1/2 heure à cette température, puis on coule la graisse
traitee dans des gaines en plastique qui sont ensuite emballées
dans des cartons.
EXEMPLE 2
On place dans une conche 100 kg dlhuile de palme hydrogén~e
42/44~C et 50 kg d'huile de palme hydrogénée 38/40. On chauffe
la masse à 75~C et on ajoute 150 g de guaranate et 30 g de carra-
~r7~r,~ e, c~" ~ e. ~c~
- 9 _
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ghenate en suspension dans 1 kg environ d'huile de palme hydro-
génée. On met le malaxage en route, on abaisse la température à
34~C, on poursuit le malaxage à pleine puissance pendant une
demi-heure, on coule la graisse traitée dans des gaines en plas-
ti~ues ~ui sont ensuite emballées dans des cartons.
EXEMPLE 3
On met 22,2 kg de graisse traitée la veille comme dans
l'exemple 2 dans un mélangeur à galets, on ajoute 46 kg de sucre,
22,5 kg de lait écrémé, 3,2 kg de poudre de cacao ~ 10-12 % de
b~re de cacao et 35 g de lécithine. On mélange et on effectue
un revient chocolatier ou végécaotier de facon classique. Après
le revient, le mélange est broyé dans un broyeur à cylindre,
puis mis dans une conche avec un complément de 3,8 kg de graisse
traitée de l'exemple 2 et 265 g de lécithine et travaillé pen-
dant 6 heures. On refroidit jusque vers 40~C, et le végécao en
pate relativement épaisse est coulé en tablettes.
EXEMPLE 4
On effectue un revient végécaotier dans un mélangeur à
galets avec 22,2 kg de graisse non traitée, 46 kg de sucre,
22,5 kg de lait écrémé, 3,2 kg de poudre de cacao à 10-12 % de
beurre et 35 g de lécithine. On broie la pate dans un broyeur à
cylindre et l'on porte la totalité de la pate broyée dans une
conche. On ajoute 3,8 kg de graisse non traitée, 26 g de guara-
na~e et 6 g de carraghenate. Si on est en présence d'humidité
on augmente la quantité des gommes. On travaille le mélange
pendant 6 heures et on coule en tablettes comme dans l'exemple
3.
EXEMP~E 5
On effectue un revient chocolatier de composition normale,
à l'exception du remplacement de 5 % de beurre de cacao par une
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quantité ~quivalente de graisse traitée de l'exemple 1 ; le
traitement est classique. Au bout ae 18 mois de conservation,
la température ambiante, le chocolat obtenu ne présente aucune
apparence de saponification.
EXEMPLE 6
On fabrique un produit ae fourrage chocolatier pour la bis-
cuiterie ayant la composition suivante : 6,25 kg de graisse
traitée de l'exemple 1, 17,75 kg dlhuile de palmiste hydrogénée
non traitée, 48 kg de sucre, 13 kg de poudre de cacao à 10-12 %
de beurre, 15 kg de lait écréme. Le traitement de revient est
effectué comme dans l'exemple 3. Le produit peut être coulé en
abaisses ou en palets pour utilisation par les biscuitiers, soit
coulé directemènt sur des biscuits.
ExEM~LE 7
On réalise un végécao comme dans l'exemple 3, avec la com-
position suivante : 6,25 kg de graisse traitée de l~exemple 1,
17,75 kg dlhuile de palmiste hydrogénée, 48 kg de sucre, 3 kg
de poudre de cacao à 10-12 % de beurre, 25 kg de lait écrémé. La
mise en forme du produit est effectuée par extrusion ou par
injection dans un moule sur des presses classigues prévues
pour la mise en forme des matières plastigues, après malaxage
énergique de la masse refroidie vers 28-30~C dans un p~trin.
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