Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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La présente invention concerne des produits alimentaires
déshydratés, notamment dès bouillons, des aromates, condiments
et sauces, des produits ~ base d'extraits de viande, d'hydroly-
sats de protéines, de légumes, de fruits, d'epices, des produits
du genre support d'arômes, etc., de même qu'un procédé de fabrica-
tion de tels produits.
Les produits ali~entaires deshydrates, en particulier
les bouillons déshydratés, ont gén~ralement le grave défaut d'être
difficile à dissoudre, même dans l'eau chaude, nécessitant des
précautions particulières pour empêcher la formation de grumeaux
dans le produit reconstitué.
L'invention vise l'obtention d'un produit industriel
nouveau du type prodult alimentaire déshydraté, constitué de
grains. Ce produit nouveau qui a une teneur en eau allant jusqu'a
10%, est caractérisé par le fait qu'il se présente sous l'aspect
de grains instantanément solubles dans l'eau, ayant une structure
poreuse et continue une surface sans aspérités une masse volumique
comprise entre 30 et 600 g/l et une r8sistance a l'écrasement
comprise entre 2,5 et 20 Newtons.
L'invention a trait également à un procédé de fabrica-
tion d'un tel produit, procédé qui est caractérisé par le fait
que l'on extrude dans une enceinte où regne une pression sub-
atmosphérique comprise entre 0,01 et 0, 03 bar, une matière pre-
mière thermoplastique en poudre ou en pâte, contenant jusqu'à
20% en eau, à une température comprise entre 60 et 125C et
sous une pression comprise entre 1 et 15 bars puisque l'on découpe
le produit extrudé en fragments.
Les produits alimentaires déshydratés visés par l'in-
vention sont essentiellement les bouillons, soupes, consommés,
bases pour potages, etc., les aromates, condiments et sauces, les
produits déshydratés a base d'extraits de viande, de légumes,
de fruits, d'épices, les produits du genre support d'arômes, etc.
Le dessin annexé montre a titre d'exemple une forme
, ~:, ~, . . .
- - -. .
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d'exécution du produit selon llinvention.
La figure 1 est une vue en coupe, agrandie a l~échelle
12,8 fois d'un grain selon l'invention de 6 mm de diamètre.
La figure 2 est une reproduction de grains selon
l'invention.
Les grains selon l'invention ont la propriété de se dis-
soudre dans l'eau de maniere pratiquement instantanée. Ils sont
instantanément solubles dans l'eau chaude. Fait inattendu, ils
sont pratiquement immédiatement solubles dans l'eau froide en
l'absence de matières grasses d'imprégnation ou d'enrobage.
.
f~ ` -~ 2
: 1067'744
ces grains ont une structure interne 1, poreuse et
alvéolee, telle que representee sur le dessin (figure 1). cette
structure est relativement régulière et peut se comparer ~ une
structure du type éponge. La dimension moyenne des alveoles 2
est susceptible de varier dans de larges limites en fonction des
conditions de fabrication; elle est habituellement comprise entre
auelques l/lOO de mm et 1 mm. Par suite de leur struch~e globale-
ment homog~ne et l'absence de discontinuite importante autre
au'accidentelle, les grains selon l'invention se distinguent
radicalement des granules obtenus par agglomeration de particules
- plus fines.
L'aspect exterieur des grains est diff~rent de leur aspect
intérieur. Ils pr~sentent une surface 3 qui, sauf accident, est
continue et relativement lisse, sans asperités, le criblage pro-
vo~ué par les alvéoles qui débouchent à l'extérieur étant très
nettement atténue. En d'autres termes, les grains possèdent une
peau, fine pellicule poreuse de très faible ~paisseur.
En bref, l'aspect de ces grains rappelle etonnamment celui
de la pierre ponce.
La masse volumlque des grains, comprise entre 30 et 600
g/l, n'appelle aue peu de commentaireS elle est une conséquence
directe de la structure poreuse et alv~ol~e et peut être fixee
en sélectionnant judicieusement les conditions de fabrication.
Les dimensions et formes des grains peuvent également être
flxees en sélectionnant les conditions de fabrication. En pra-
tique, les dimensions minimales realisables sans difficultés ma-
` jeures sont de l'ordre de 1 à 1,5 mm, c'est-3-dire que les grains
sont retenus par un tamis ~ mailles de 1 mm (ISO ou US standard
No 18, AFNOR No 31 ou 16 Mesh). De pr~férence, on r~allse des
dlmensions comprlses entre 2,5 et 15 mm.
Les grains obtenus lors d'une fabrication où l'on utilise
qu'une seule buse (ou plusieurs buses identiques ou encore une
buse multiple ~ orifices identiques~, et où l'on d~coupe le produit
extrud~ de façon reguli~re, ont tous ~ peu près les même formes
et les mêmes dimensions, sans grosses ni fines. Ouelques formes
possibles sont donnees ~ titre illustratif dans la figure 2.
~ien entendu, en utilisant simultanement plusieures buses diffe-
.,
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rentes les unes des autres ou en choisissant une séquence de dé-
coupage irrégulière, il est facile d'obtenir un produit fini con-
stitué de grains de formes et de dimensions variees. Ce résultat
peut aussi être atteint en mélangeant le produit fini issu d'une
première fabrication avec le produit fini issu d'une autre fabri-
cation.
D'une manière gén~rale, les grains sont relativement durs
et résistent bien à l'écrasement. A titre d'exemple, un grain
entier "de bouillon instantané", de forme générale sphérique et
de 6 mm de diamètre, possède une résistance à 1'écrasement de
l'ordre de 2,5 à 20 Newtons.
Les grains alimentaires selon l'invention, dont la teneur
en eau peut aller jusqu'~ 10% de leur poids de matières s~ches,
ont en outre un pouvoir absorbant très grand. Ainsi des grains
"maigres", c'est-à-dire contenant pas ou peu de matières grasses,
sont capables de fixer jusqu'a 25% de leur poids de matières
grasses, d'arômes, de colorants, etc. Cependant on considère
qu'ils sont peu hygroscopiques dans la mesure où lls resistent
plusieurs jours a l'humidit~, atmosphérique sans devenir collants.
Selon un proc~dé de fabrlcation de ces grains, on extrude
dans une enceinte o~ r~gne une pression sub-atmosphérique, une
matiere première thermoplastique en poudre ou en pâte.
Par "matière première thermoplasti~ue" on entend désigner
une matière en poudre ou en pâte,thermoplastique en elle-même ou
comprenant suffisamment d'éléments thermoplastiques pour être
susceptible de se ramollir sous l'effet de la chaleur et ~ven-
tuellement de la pression et de se durcir au refroidissement. La
notion de thermoplasticité se comprend aisément dans le cas d'une
pâte. Dans le cas d'une poudre, cette notion implique que les
particules qui constituent la poudre sont aptes, sous l'effet de
la chaleur et éventuellement de la pression, ~ se fondre les unes
dans les autres pour former une masse molle plus ou moins
malléable.
Cette matière première peut être choisie parmi une grande
vari~té de mati~res alimentaires prises isol~ment ou en composi-
tion,matières que l'on peut, pour fixer les id~es, regrouper en
deux catégories : les matières à base de polysaccharides et as-
simil~s et les matières ~ base de protéines. Dans l'une ou
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ou l'autre categorie entrent par exemple, les extraits de fruits,
-` de légumes, de graines, les amidons, notamment les amidons modi-
~iés et les dextrines, les gommes, les alginates, les extraits
de viande et de poisson, les proteines d'origine microbiologique,
notamment les extraits et autolysates de levure, les hydrolysats
de proteines, les gelatines, etc. La matière première peut con-
tenir également d'autres ingrédients tels que des épices, des
arômes, des colorants, des graisses, des sucres, des sels, etc.,
l'ensemble devant rester thermoplastiaue.
10Comme matière première, on prefère en general des matières
premières peu ou pas grasses, par exemple les extraits de fruits
et de legumes, les dextrines, les gommes, les bouillons "instan-
tan~s" maigres en poudre ou en paillettes ou les melanges con-
duisant à ces bouillons maigres, melanges qui comprennent habi-
tuellement, ~ côte d'extraits de legumes, des autolysats de le-
vure, des extraits de viande, des hydrolysats de prot~ines, des
ar~mes, des ~pices, du sucre, du sel, du glutamate, etc.
! La teneur en eau de la matière première (celle-ci se pre-
sentant sous forme d'une poudre ou d'une pâte) est un facteur
important, mais non crltique dans la mesure o~ elle peut varier
dans une large gamme, pratiquement jusqu'à 20% en poids de ma-
tiares saches. Elle a une influence directe sur les caracteris-
tiques du produit fini et l'on peut être amene, dans le but de
préparer un produit fini donn~, à modifier la teneur en eau de
la matière première de depart.
La temperature de la mati~re première dans l'extrudeuse est
évidemment un facteur essentiel du procéde selon l'invention car
c'est elle qui lui assure sa plasticit~ et lui permet de passer
convenablement ~ travers les buses d'extrusion. Elle doit être
suffisante pour assurer cette plasticité, soit 60C environ, mais
ne doit pas entrainer une deterioration de la matière traitee.
On considère que 125C est une limite superieure qu'il vaut
mieux ne pas franchir. Il convient cependant de noter que la
température au niveau des buses peut être sup~rieure à cette li-
mite, car le temps de s~jour de la matière premiare y est tr~sbref. D'ailleurs, sauf precautions particulières, cette tempéra-
ture est effectivement supérieure à celle qui règne dans l'ex-
trudeuse proprement dite. En effet, les forces de compression
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aui agissent sur cette mati~re au moins lorsque celle-ci doit
passer ~ travers les petits orifices que constituent les buses,
provGquent une augmentation de la temp~rature et l'etablissement,
en amont de celles-ci, d'une pression, normalement comprise entre
1 et 15 bars (environ 1 a 15 atm) en fonctionnement r~gulier. De
pr~ference n~anmoins, on evite une surchauffe trop importante au
niveau des buses.
Le diam8tre de ces petits orifices, ~ui determine en partie
la valeur de la pression dans l'extrudeuse, peut être choisi avec
une grande liberte en fonction des dimensions que l'on desire
attribuer au produit fini. Toutefois, l'extrusion est difficile
réaliser de maniere pratique si les orifices ont des dimensions
inferieures a 25/100 de mm. On considere que des diametres de
buses de l'ordre de 0,5 ~ 5 mm sont des valeurs optimales pour
la preparation de produits alimentaires deshydrates en grains a
partir d'une matiere première en poudre ayant de 1,5 à 10%
d'humidite. La forme de buses est sans grande importance. En
effet, l'utilisation des buses courtes ou longues, de buses
coniques ou encore de buseæ en deux parties (l'une etroite, l'au-
tre plus large) ne donne pas de résultats significativement supé-
rieurs a 1 ~ emploi de buses classiques cylindriques. Bien entendu,
en vue de conferer au produit fini une forme particulière, on peut
se servir de buses 3 section non circulaire , par exemple à sec-
tion carree ou ovale, en forme de trefle, etc. De plus pour
; 25 influer sur le fini de surface du produit extrudé, donc des
grains obtenus, on peut utiliser des buses refrig8rées ou légère-
ment chauff~es ou dont la partie externe est r8frigerée ou
legèrement chauff~e.
La presslon sub-atmosph~rique ou "vide" r~gnant dans l'en-
ceinte, en aval des buses, est en revanche un élément déterminant.En l'absence de ce vide, le produit obtenu par extrusion d'une
matière portée à des températures relativement mod~r~es pour des
operations de ce genre, ne saurait acquerir la texture expansée
desiree. Au contraire, la presence du vide provoque au sortir
des buses, d'une part une brusque ~limination d'une partie au
moins de l'eau sous forme de vapeur et des gaz initalement con-
tenus dans l'extrait, d'autre part et corrélativement un abaisse-
ment brutal de la temp~rature conf~rant au produit extrude la
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texture et la rigidit~ cher~h~es. Dans la pratique, la pres-
sion sub-atmosph~rique est de l'ordre de 0,01 a 0,3 bar (environ
0,01 à 0,3 atm) essent$ellement par suite de considerations de
technologie et de co~t.
Selon une forme d'execution du proc~de selon l'invention,
la matière première de depart, pulverulente ou pâteuse, est
amenée par un moyen d'alimentation quelconque, à pression atmos-
ph~rique, sous pression ou sous vide et si n~cessaire sous gaæ
inerte, dans une extrudeuse dont le corps est a une temperature
comprise entre 60 et 100C. Cette matière est alors d~placee
vers la ou les buses d'extrusion ~ l'aide d'un dispositif tel
qu'un piston (procéde en discontinu) ou une vis simple ou
double (procede en continu), à pas fixe ou à pas variable,
chauff8e ou non, et se plastifie peu-à-peu sous l'effet de la
chaleur et de la pression. La matière chaude passe alors à tra-
vers les buses d'extrusion et arrive dans l'enceinte o~ règne
-~ le vide, enceinte encore appel~e "chambre d'expansion". Sous
l'efet de la decompression brutale, une partie de l'eau (jusqu'à
50%) et des gaz contenusdans cette mati~re chaude est expuls~e ,
tandis que la temp~rature de cette dernière chute de plusieurs
dizaines de degres. On obtient alors un produit expans~ sous
forme d'un boudin poreux et relativement rigide.
Selon une premi~re variante, on laisse s'achever l'expan-
sion du boudin, puis on d~coupe celui-ci regulièrement, à l'aide
d'un couteau rotatif par exemple. Les grains obtenus de dimen-
sions homogènes ressemblent à des bâtonnets ou à des tranches.
;` Selon une deuxième variante, pr~feree, on decoupe le bou-
din avant qu'il ait pu achever son expansion, c'est-~-dlre très
près des buses d'extrusion et sous vide. Les bâtonnets obtenus
continuent de gonfler et l'on recueille alors des grains en
forme de sph~ro~des ou d'ovo~des, de dlmensions comparables.
Selon une troisi~me variante, les bâtonnets obtenus par
decoupage du boudin juste à la sortie des buses sont recueillis
dans des moules individuels, dans lesquels ils gonflent, acque-
rant ainsi la forme du moule.
Comme il a dej~ ete mentionne plus haut, l'application duvide permet de texturer la mati~re de d~part sans qu'il faille
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po~ter celle-ci a haute temperature. De la sorte, les substances
d~licates contenues dans cette mati~re, notamment les substances
aromatiques, se trouvent très largement preservees. De ce fait
les grains obtenus presentent des qualites gustatives et olfac-
tives remar~uables. En outre, de part leur structure poreuse,ils sont capables de fixer de grandes quantit~s de substances
diverses, par exemple des matières grasses, des arômes, etc.
On peut donc, si desir~, pulvériser sur ces grains des matières
~rasses et des substances aromatiques diluees, si desire, dans un
vecteur appropri~. sien entendu, ils peuvent 8galement être
post-traités, par exemple post-s~ches.
Selon une forme d'execution preferee du proced~ selon
l'invention, on extrude une matière première maigre en pâte ou
en pouare de granulometrie quelcon~ue et dont la teneur en eau
est comprise entre 1,5 et 10%. L'extrudeuse utilisee est une
extrudeuse à vis chauffee, maintenue à 80 - 100C et equipee de
buses ayant un diamètre ae 0,5 à 5 mm. Le vide dans la chambre
d'expansion est de 0,05 - 0,15 bar (environ 0,05 a 0,15 atm).
- Le boudin expanse est decoupe sous vide, à proximité immediate de
la sortie des buses d'extrusion. Les grains obtenus tombent alors
sur une sole, puis, une fois leur expansion terminee, peuvent être
convoyes à l'ext~rieur par l'intermediaire d'un sas. Les grains
ont g~neralement une masse volumique comprise entre 50 et 500
- g/l et peuvent être consommes tels ~uels, constituant par exemple
des extraits de fruits et de l~gumes instantanes, des bouillons
maigres instantanes, etc. Ils peuvent aussi être traites par
des substances diverses; ils peuvent en partlculler ~tre lmpreg-
nes ou enrob~s de matlères grasses, de préf~rence 8 à 18% en
polds, et constltuer ainsi des boulllons gras lnstantan~s en
gralns dont la dlssolution dans l'eau chaude ne necesslte pas de
pr~cautions particuli~res; les grains prepares à partir de
dextrines peuvent être additionn~s d'arômes, notamment d'arôme
de plante (fleurs, ~pices, caf~, th~, tisanes, etc.), de colo-
rants, d'alcool, constituant par exemple des bases pour
"aperitifs instantan~s" avec ou sans alcool, immediatement solu-
bles dans l'eau froide.
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EXEMPLES
Matérlel employe :
- 1 tremie de chargement BUSS RT 46 d'une capa-
cit~ de 10 1.
- 1 extrudeuse BUSS ASV 46 d'un debit th~orique
de 20 Xg/h ~ corps chauffable ~ la vapeur d'eau,
equipee d'une vls a pas fixe de 42 mm de diamètre
et de 21 cm de longueur, d'un taux de compression
égal à 1
. - 1 chambre d'expansion d'une capaclt~ de 80 1
équipee de 1 pompe à anneau liquide SIHI~
- 1 condenseur
~ - 1 couteau rotatif
-~ - 1 sole vibrante r8frlgkrable
: - 1 sas de sortie
Tous les exemples qui suivent ont ~te realisés à l'alde .
~ de ce matériel.
.' ~xemPle 1
A l'aide du materiel ci-dessus, l'extrudeuse etant munle
de 4 buses d'extrusion cyllndrlques de 3,5 mm de diamètre, on
': extrude-380 kg d'une matière preml~re en poudre ayant une teneur.~ en eau de 4% et constltuée comme sult :
: .,
extralt de levure sech~60 kg
` hydrolysat de protéines séch~60 kg
sucre 20 kg
sel 160 kg
. farine d'ail 0,8 kg
céleri sur sel 0,4 kg
girofle sur sel 0,1 kg
laurler sur sel . 0,1 kg
poivre sur sel 0,5 kg
thym sur sel 0,1 kg
glutamate 68 kg
concentré d'oignon séch~ 10 kg
380 kg
marques de commerce
. ~ `~ ' .
~ ~ ~ 9
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Les paramatres de fonctionnement sont les suivants :
- temp~rature du corps de l'extrudeuse : 100 C
- vitesse de la vis d'extruslon : 45 t/mn
- vitesse du couteau rotatif : 840 t/mn
- vide dans la chambre d'extruslon : 80 mb
- les gralns sont recueillis sur une sole vibrante
réfrigéree à l'azote liqulde avant mise en marche.
On obtient ainsi 375 kg environ de grains de bouillon
lnstantané ressemblant à des pois chiche et ayant une masse
volumique d'environ 31~ g/l. Ces grains sont lnstantanément
solubles dans l'eau froide. Par dissolution de ces grains dans
l'eau chaude, à raison de 20 g/l, on prépare un bouillon maigre
d'une ql~alité se comparant avantageusement ~ celle des boulllons
correspondants du commerce.
Exemple 2
Les grains de bouillon instantané de l'exemple 1 qui
sortent de la chambre d'expansion à une temp~rature comprlse
20 entre 65 et 80C sont transferes dans une drageuse. On pulverise
alors sur ces grains de la graisse de boeuf concrète malntenue
à une temperature de 60C environ, en réalisant un taux d'imprég-
nation de 17%.
Par dissolution de ces grains ~ 17% de matières grasses
25 dans l'eau chaude, 3 raison de 20 g/l, on prepare un bouillon
gras d'une aualite se comparant avantageusement à celle des
bouillons gras correspondants du commerce.
~xemple 3
A l'aide du mat~riel d~crlt plus haut, l'extrudeuse ~tant
munie d'une ~use comprenant 4 orlfices cylindriques de 3,5 mm de
diam~tre, on extrude 380 kg d'une mati~re première en poudre
ayant une teneur en eau de 4,5% environ et constitu~e comme suit:
extralt de levure s~ch~ 60 kg
malto-dextrine MD 05 ~marque de 60 kg
commerce)
sucre 20 kg
- sel 160 kg
B
. ` 1067744
c~leri sur sel 0,5 kg
poivre sur sel o,5 kg
glutamate 68 kg
extrait de volaille concentré ll kg
380 kg
- Les paramètres de fonctionnement sont les suivants :
- temperature du corps de l'extrudeuse : 100C
- vitesse de la vis d'extrusion : 45 t/mn
. - vitesse du couteau rotatlf : 840 t/mn
- vlde dans la chambre d'extrusion : 80 mb
, .;~
- les grains sont recuperés sur une sole vi-
brante à temp~rature ambiante
On obtient ainsi 375 kg environ de grains de bouillon de
~` volaille instantané ressemblant à des pois chiche et ayant une
masse volumiaue de 100 g/l environ. Par dissolution de ces grains
dans l'eau chaude, à raison de 25 g/l, on prépare un bouillon de
VOlaille.
Exemple 4
Conformement ~ l'exemple 2, on incorpore 15% de graisse de
volaille concrète dans les grains de bouillon de volallle lnstan-
tane de l'exemple 3. On obtient ainsi des grains cha~ges de
matiares grasses, qui, par dissolution dans l'eau chaude,
raison de 25 g/l, donnent un bouillon de volaille gras.
- Exem~le 5
A l'aide du mat~riel decrit plus haut, l'extrudeuse ~tant
munie d'une buse comprenant 4 orifices cylindriques de 3 mm de
diametre, on extrude 10 kg de malto-dextrine MD 05 (marque de com-
merce de Roquettes Frères) ayant une teneur en eau de 4,5%.
Les param~tres de fonctionnement sont les suivants :
- température du corps de l'extrudeuse : 120C
- vitesse de la vis d'extrusion : 30 t/mn
" - vitesse du couteau rotatlf : 370 t/mn
,~
o3
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- vide dans la chambre d'expansion : 50 mb
- les grains sont recueillis sur une sole vi-
brante à température ambiante
On obtient ainsi 9,8 kg environ de grains de malto-dextrine
à dissolution instantanée dans l'eau froide, ayant la grosseur
d'un petit pois et une masse volumique d'environ 60 g/l.
On pulv~rise sur ces grains une oléorésine de poivre, à
raison de 10~. On obtient des grains aromatisés qui constituent
un arôme sur malto-dextrine ae meilleure pr~servation qu'un
;~ 10 arôme correspondant sur sel ou sur glucose. Cet arôme en grains
sur malto-dextrine peut s'utiliser dans des compositions pour
bouillons.
Par ailleurs, on peut pulvériser sur ces mêmes grains bruts,
des essences diverses telles que le gingembre, l'orange amère,
- 15 etc. et obtenir ainsi des bases pour apéritif instantané.
ExemPle 6
On prépare 80 kg de jus de framboise par pressage de 100 kg
de framboises, puis on désodorise ce jus par entrainement à la
vapeur, les valeurs aromatiques entrainées étant récup~rées et
concentrées. Le jus désodorisé est concentré à 50% de matières
sèches environ, puis séché par atomisation jusqu'à une teneur en
eau r~siduelle de 5%. On obtient ainsi 14 kg de poudre de cou-
leur rouge aue l'on transfèr~ dans le mat~riel décrit plus haut,
l'extrudeuse étant équipée d'une buse comprenant 5 orifices
cyllndriques de 3 mm de diamètre.
Les paramètres de fonctionnement sont les sulvants :
- temp~rature du corps de l'extrudeuse : 120C
- vitesse de la vls d'extru~ion : 30 t/mn
- vitesse du couteau rotatif : 370 t/mn
- vide dans Ia chambre d'expansion : 50 mb
- les gralns grains sont recueillis sur une sole vi-
brante ~ temp~rature ambiante
On ohtient ainsi 13,7 kg environ de grains que l'on aroma-
tise par pulvérisation des valeurs aromatiques concentrées r~cu-
pérées en début d'opération, lors de l'entraînement ~ la vapeur.
On obtient ainsi des grains de jus de framboise instantané qui,
. .
,s :-'
1~677~4
- par dissolution dans l'eau froide, à raison de 100 g/l, donne une
- boisson rafra~chissante à la framboise.
Exemple 7
On répate l'exemple 5 en utilisant comme matière premiare
.~ 5 un mélange de 14 kg de la poudre de framboise de cet exemple
et 3,5 kg de malto-dextrine MD 05. On obtient alors après ex-
trusion 17,1 kg de grains que l'on aromatise comme déjà décrit.
On obtient ainsi des grains de jus de framboise instantan~ qui,
par dissolution dans de l'eau gazeuse froide, à raison de 90 g/l,
donne une boisson p~tillante à la framboise.
.
