Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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Description
Titre : PRODUIT SEC BASE POIS POUR ALIMENTATION
DES ANIMAUX
[0001] La bioraffinerie végétale est une activité industrielle en plein essor.
Elle
vise à extraire et à valoriser les différents composés présents dans les
végétaux,
afin de les valoriser dans différents secteurs industriels allant de
l'alimentation
humaine à la cosmétique, en passant par la pharmacie industrielle.
[0002] Il existe plusieurs classifications et l'une d'entre elle consiste à
classer les
filières par la source botanique utilisée comme source brute de composés, p.e.
la
filière blé ou bien la filière maïs.
[0003] Chaque filière se doit, afin de garantir la pérennité de son modèle
économique, de valoriser l'intégralité des produits extraits. Il est ainsi
classique
d'extraire et d'isoler, majoritairement par voie humide, les différents
constituants
de ces végétaux dans des fractions concentrées telles que l'amidon ou bien les
protéines.
[0004] Cette extraction par épuisement mène également à la création
subséquente de fractions communément appelées coproduits qui, bien que
n'étant pas des fractions pures et concentrées comme l'amidon p.e., doivent
néanmoins être valorisées. On appelle également ces coproduits des produits
seconds .
[0005] C'est par exemple le cas des filières blé et maïs qui après, extraction
de
l'amidon et des protéines, génèrent principalement des coproduits liquides,
couramment baptisés fractions solubles , contenant principalement des
protéines solubles, difficilement extractibles, ainsi que des sels et sucres
hydrosolubles. Un autre type de co-produit usuel est bien connu sous le terme
pulpes ou fibres , terme englobant les fractions contenant
majoritairement
des fibres résistantes à la digestion humaine.
[0006] Au sein de ces filières, les coproduits sont couramment mélangés puis
séchés afin d'être utilisés comme nutriments dans l'alimentation animale du
fait de
leurs richesses en fibres et en protéines. On connait bien dans le domaine par
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exemple les drêches d'éthanolerie ( DDGS , anglais : Distillers Dried
Grains
with Solubles ) ou bien les co-produits d'amidonnerie ( anglais : Corn
Gluten
Feed ou Wheat Gluten Feed ).
[0007] Ces coproduits mélangés et séchés sont très prisés par l'industrie de
la
nutrition animale mais leur production présente quelques lacunes résiduelles.
[0008] En effet, le séchage du mélange de ces deux co-produits, résultant en
un
mélange de protéines solubles et de sucres (issus des fibres ou résiduels) est
compliqué du fait des réactions de Maillard potentielles, provoquant une
coloration.
[0009] L'apparition de cette coloration est liée à la dénaturation des amino-
acides,
particulièrement la lysine, lors de réactions dites de Maillard avec les
sucres
réducteurs présents dans le produit et ce lors du séchage. La corrélation de
la
couleur mesurée par son espace chromatique L*a*b, et en particulier sa
composante L, et la teneur en lysine est bien connue dans ces domaines,
particulièrement dans les DDGS (voir par exemple la présentation The Effects
of
Drying on DDGS Protein Quality) de la société GEA).
[0010] Les réactions de Maillard ont également comme conséquence de
dégrader la digestibilité du produit issu du séchage. Cette dégradation est
largement décrite dans les publications US GRAINS COUNCIL ¨ A guide to
Distiller's Dried Grains with Solubles ¨ Third Edition et Journées de la
Recherche Porcine 2009 ¨ Valeur nutritionnelle des drêches de blé européennes
chez le porc en croissance .
[0011] Selon ces publications, la digestibilité de la matière organique peut
tomber
entre 60 et 45 % chez le porc, quand le co-séchage génère des réactions de
brunissement
[0012] La filière pois génère également des fractions pulpes et des fractions
solubles. Celles-ci présentent une bonne valeur alimentaire pour les animaux.
Cette valeur alimentaire a été étudiée à la station expérimentale porcine de
l'INRA
de Rennes, au cours de deux séries de mesures de digestibilité In Vivo, sur
porcs
en croissance.
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[0013] En 2005, l'INRA a mesuré la digestibilité totale des constituants de la
pulpe humide de pois et du soluble de pois liquide, en comparaison avec celle
du
pois brut broyé. En 2006, l'étude a porté sur la digestibilité iléale de la
protéine et
des acides aminés. Ces deux études ont été publiées lors des 39èmes Journées
de Recherche Porcine ¨ Paris 2007 : Valeur nutritionnelles des co-produits
de
l'amidonnerie de pois chez le porc (Jean Noblet, Yolande Jaguelin-Peyraud,
Bernard Sève, Christian Delporte).
[0014] La digestibilité totale de la matière organique chez le porc, animal
monogastrique, a été mesurée, selon le protocole INRA, à 91,8 % pour la pulpe
de
pois, et à 93,8 % pour le soluble de pois, en comparaison avec une valeur de
90,7 % pour le pois brut. La digestibilité iléale de la lysine était de 82,2 %
pour la
pulpe de pois, et 90,8 % pour le soluble de pois, contre 84,9 % pour le pois
brut.
[0015] Il est important de noter que ces deux co-produits ont été étudiés sous
leur forme humide. En effet, les filières légumineuses, en particulier la
filière pois,
ont totalement mis de côté le co-séchage de ces coproduits, particulièrement
les
fibres internes et la fraction appelée fraction soluble . En effet, le pois
possède
dans ses protéines résiduelles présentes dans la fraction soluble, une teneur
en
lysine plus élevée que le maïs ou le blé. L'homme du métier, en connaissant
bien
les réactions de Maillard, a donc été fortement dissuadé de sécher le mélange
de
ces deux co-produits. Dans le document Sector reference document on the
manu facturing of safe feed materials from starch processing. Version 3 édité
en
Juin 2014 par l'European Guide to good practice for the industrial manufacture
of
safe feed materials, on peut voir que le mélange suivi d'un séchage de
coproduits
est bien indiqué dans les procédés des filières maïs et blé (cf. Maize
Gluten
Feed p.11 et Wheat Gluten feed p.13). On voit également en page 18 que
le
mélange des co-produits séché est totalement ignoré dans la filière pois.
[0016] II est donc d'intérêt pour la filière pois d'obtenir un produit sec
obtenu par
le mélange de ses coproduits, en particulier les pulpes et fractions solubles,
suivi
de son séchage afin de valoriser au mieux l'ensemble de la filière en
optimisant
son profil nutritionnel et en simplifiant la valorisation de ces co-produits.
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[0017] Il est du mérite de la demanderesse d'avoir travaillé sur cette
question et
d'avoir conçu l'invention dont la description est donnée dans le chapitre
suivant.
[0018]
Description de l'invention
[0019] Un premier objet de l'invention concerne le produit issu du mélange de
fraction soluble de légumineuses et de pulpes de légumineuses dont la teneur
en
matière sèche est supérieure à 85% en poids, préférentiellement supérieure à
90% en poids, encore plus préférentiellement supérieure à 94% en poids.
[0020] La légumineuse est préférentiellement choisie dans la liste composée de
la féverole et du pois. Le pois étant particulièrement préféré.
[0021] De manière préférée, le produit sous forme de poudre est caractérisée
en
ce que 80%, préférentiellement 90% de sa distribution granulométrique possède
une taille comprise entre 50 microns et 3000 microns, préférentiellement entre
100
microns et 2000 microns, encore plus préférentiellement entre 300 microns et
1000 microns.
[0022] De manière préférentielle, le produit selon l'invention possède une
coloration dite L*a*b caractérisée en ce que sa composante L est supérieure à
30,
préférentiellement supérieure à 40, encore plus préférentiellement supérieure
à 50.
[0023] De manière plus préférentielle, la coloration L*a*b du produit selon
l'invention est également caractérisée par sa composante a inférieure à 20,
préférentiellement inférieure à 10, et sa composante b supérieure à 25, de
préférence supérieure à 30, de préférence supérieure à 40, préférentiellement
supérieure à 50.
[0024] De manière encore plus préférentielle, le produit selon l'invention
possède
une teneur en lysine comprise entre 3% et 10% en poids sur sa teneur en
protéines totales, préférentiellement entre 5 et 8% en poids.
[0025] Enfin, de manière encore plus préférentielle, le produit selon
l'invention est
caractérisé en ce que la digestibilité totale de sa matière organique pour les
monogastriques est supérieure à 75%.
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[0026] L'invention consiste également en un procédé de production du produit
issu du mélange de fraction soluble de légumineuses et de pulpes de
légumineuses dont la teneur en matière sèche est supérieure à 85% en poids,
préférentiellement supérieure à 90% en poids, encore plus préférentiellement
5 supérieure à 94% en poids comprenant les étapes suivantes :
i) Prétraitement de graines de légumineuses ;
ii) Séparation par voie humide des constituants des graines de légumineuses en
4
fractions : une fraction amidon, une fraction pulpes, une fraction protéines
de type
globulines et une fraction soluble ;
iii) Mélange de la fraction pulpes et de la fraction soluble séparées à
l'étape ii)
précédente ;
iv) Séchage du mélange obtenu à l'étape iii).
[0027] Préférentiellement, la légumineuse est choisie dans la liste composée
de
la féverole et du pois. Le pois étant particulièrement préféré.
[0028] De manière préférée, le ratio exprimé en teneur en matière sèche entre
la
fraction soluble et la fraction pulpes est compris entre 0,8/1,2 et 1,2/0,8,
préférentiellement de 1/1.
[0029] De manière préférée, la fraction soluble est pré-concentrée entre 30 et
50% en poids, préférentiellement à 50% en poids de M.S. (matière sèche) avant
mélange avec les fibres, aussi nommées fraction pulpes.
[0030] De manière encore plus préférée, le mélange de la fraction pulpes et la
fraction soluble est réalisé dans un mélangeur à haute performance pendant un
temps de séjour inférieur à 5 min.
[0031] De manière préférée, le séchage est réalisé via une technologie de
séchoir annulaire (anglais : Ring-Dryer). De préférence, les buées
d'évaporation
obtenues lors du séchage sont recyclées.
[0032] L'invention consiste enfin également en l'utilisation industrielle du
mélange
de fraction soluble de légumineuses et de pulpes de légumineuses dont la
teneur
en matière sèche est supérieure à 85% en poids, préférentiellement supérieure
à
90% en poids, encore plus préférentiellement supérieure à 94% en poids dans
les
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applications industrielles telles que l'alimentation humaine, l'alimentation
animale,
la pharmacie ou la cosmétique.
[0033] L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée
suivante.
Description détaillée de l'invention
[0034] Un premier objet de l'invention concerne le produit issu du mélange de
fraction soluble de légumineuses et de pulpes de légumineuses dont la teneur
en
matière sèche est supérieure à 85% en poids, préférentiellement supérieure à
90% en poids, encore plus préférentiellement supérieure à 94% en poids.
[0035] De manière préférée, la légumineuse est préférentiellement choisie dans
la liste composée de la féverole et du pois. Le pois étant particulièrement
préféré.
La teneur en matière sèche est mesurée par toute méthode bien connue de
l'homme de l'art. De manière préférentielle, la méthode dite par
dessiccation
est utilisée. 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 complétement 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 / ml) * 100
[0036] Par fraction soluble de légumineuses , on entend la fraction aqueuse
résiduelle après extraction de l'amidon, des pulpes et des protéines de type
globuline de graines de légumineuses par un procédé de fractionnement dit
humide . Un tel procédé est par exemple le procédé décrit par la
demanderesse dans la demande de brevet EP1400537 incorporée ici par
référence. Le principe de ce procédé est de broyer la graine de légumineuse
pour
obtenir une farine qui sera remise en suspension dans l'eau. A l'aide de
décanteuses et d'hydrocyclones, l'amidon et les fibres internes (pulpes) sont
séparées. La solution résiduelle, riche en protéine, est acidifié à un pH
autour de
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4,5 puis subit un chauffage afin de faire coaguler les protéines dites
globulines, qui
seront séparées par centrifugation. La solution résiduelle consiste en la
fraction
soluble .Ce procédé permet d'obtenir les fractions solubles de pois et les
pulpes
de pois (cf. paragraphes 105 et 106). Il peut être modifié en ajoutant par
exemple
une étape de trempe, de toastage (chauffage à sec des grains). Cette fraction
soluble de légumineuse est principalement composée des protéines solubles à pH
acide, majoritairement appartenant au groupe des albumines ainsi que les
différents composés hydrosolubles tels que les sucres et les sels. La fraction
soluble de légumineuse peut subir également un traitement thermique permettant
l'élimination de facteurs anti-nutritionnels tels que les facteurs anti-
trypsiques.
[0037] Par pulpes ou fibres , on comprendra l'ensemble des
polysaccharides non amylacés extractibles par centrifugation au sein d'un
procédé
de fractionnement dit humide tel que décrit dans le paragraphe précédent.
On
pourra se reporter au document de référence Sector reference document on the
manu facturing of safe feed materials from starch processing. Version 3 édité
en
Juin 2014 par l'European Guide to good practice for the industrial manufacture
of
safe feed materials. Par "pulpes" ou "fibres", on entendra particulièrement la
fraction appelée pulpe de pois .
[0038] 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 les pois, la féverole, le lupin, le haricot, le pois chiche,
l'arachide, la
lentille cultivée, les fèves, le caroubier, la réglisse.
[0039] 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).
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[0040] Le terme pois dans la présente demande inclut les variétés de pois
appartenant au genre Pisum et plus particulièrement aux espèces sativum et
aestivum. Lesdites variétés mutantes sont notamment celles dénommées
mutants r , mutants rb , mutants rug 3 , mutants rug 4 , mutants
rug 5
et mutants lam tels que décrits dans l'article de C-L HEYDLEY et al.
intitulé
Developing novel pea starches Proceedings of the Symposium of the Industrial
Biochemistry and Biotechnology Group of the Biochemical Society, 1996, pp. 77-
87.
[0041] De manière préférée, la granulométrie du produit sous forme de poudre
est caractérisée en ce que 80%, préférentiellement 90% de sa distribution
granulométrique possède une taille comprise entre 50 microns et 3000 microns,
préférentiellement entre 100 microns et 2000 microns , encore plus
préférentiellement entre 300 microns et 1000 microns.
[0042] La granulométrie sera mesurée à l'aide de toute technique bien connue
de
l'homme du métier. De manière préférée, on utilisera la granulométrie laser.
Cette
granulométrie sera exprimée en distribution volumique.
[0043] De manière préférentielle, le produit selon l'invention possède une
coloration dite L*a*b caractérisée en ce que sa composante L est supérieure à
30,
préférentiellement supérieure à 40.
[0044] De manière alternative, la coloration L*a*b du produit selon
l'invention est
également caractérisée par sa composante a inférieure à 20, préférentiellement
inférieure à 10, et sa composante b supérieure à 25, de préférence supérieure
à
30, de préférence supérieure à 40, préférentiellement supérieure à 50.
[0045] Par coloration dite L*a*b , on entend l'évaluation de la coloration,
à
l'aide d'un spectrophotomètre adapté, qui la convertit en 3 paramètres :
- la clarté L qui prend des valeurs entre 0 (noir) à 100 (blanc de
référence) ;
- le paramètre a représente la valeur sur un axe vert ¨> rouge ;
- le paramètre b représente la valeur sur un axe bleu ¨> jaune.
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[0046] 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.
[0047] De manière encore plus préférentielle, le produit selon l'invention
possède
une teneur en lysine comprise entre 3% et 10% en poids sur sa teneur en
protéines totales, préférentiellement entre 5 et 8% en poids.
[0048] La teneur en protéines totales peut être déterminée par tout protocole
bien
connu par l'homme du métier, comme par exemple le dosage de la quantité totale
d'acides aminés. De manière préférentielle, on réalisera un dosage de l'azote
total
selon la méthode de Dumas et on multipliera la valeur par le coefficient 6,25.
La
teneur en protéines totale est comprise entre 10% et 30%, préférentiellement
entre 15% et 25%.
[0049] La lysine (abréviations IUPAC-IUBMB : Lys et K) est un acide a-aminé
dont l'énantiomère L est l'un des 22 acides aminés protéinogènes. Sa formule
semi-développée est la suivante :
[0050] [Chem. 1]
0
OH
NH2 L-Lysine
[0051] De par ses deux fonctions amines, la lysine lorsqu'elle est mise en
contact
avec un sucre réducteur et qu'ils sont chauffés, réagit fortement en étant
impliquée dans les réactions dites de Maillard.
[0052] La réaction de Maillard est une réaction chimique qui correspond à
l'action
des sucres réducteurs sur les protéines, et contribuant notamment à
l'apparition
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de colorations brunâtres et de composés odorants (par génération d'aldéhydes
et
de cétones).
[0053] Les protéines de légumineuses et en particulier de pois sont très
riches en
lysine. On apprend en particulier dans Les protéines de pois : de leur
fonction
5 dans la graine à leur utilisation en alimentation animale de C. Perrot,
édité en
1995, qu' un chauffage des protéines (de pois) en présence de sucres
réducteurs
(fructose, lactose...) conduit à la formation de nombreux polymères complexes,
impliquant notamment la lysine. Cette réaction, appelée brunissement non
enzymatique ou réaction de Maillard, contribue aussi à diminuer la
digestibilité des
10 protéines. Enfin, le chauffage peut également induire des phénomènes de
racémisation des acides aminés, c'est-à-dire leur passage de la forme L,
naturelle,
à la forme D, qui n'est plus reconnue par les enzymes digestives (Zagon et al
1994). . On y apprend également que Les albumines (de pois) sont plus
riches
en acides aminés soufrés et en lysine. . Or, la fraction soluble du pois est
la
fraction riche en albumines. L'homme du métier aurait donc considéré qu'un
mélange suivi d'un séchage des fibres internes de pois contenant des sucres et
la
fraction soluble du pois riche en albumines et donc en lysine, aurait été
catastrophique car voué à la génération d'un produit dont la digestibilité de
la
matière organique, lysine incluse, aurait été fortement réduite.
[0054] Enfin, de manière encore plus préférentielle, le produit selon
l'invention est
caractérisé en ce que la digestibilité totale de sa matière organique pour les
monogastriques est supérieure à 75%.
[0055] Par matière organique , on entend dans la présente demande la
quantité totale de matière sèche après soustraction des cendres,
principalement
constituées de sels inorganiques.
[0056] Par animal monogastrique , on entend dans la présente demande tout
animal domestique (porc, volaille) ayant une seule poche gastrique, par
opposition
aux ruminants, qui en ont quatre. Les animaux monogastriques sont
particulièrement en difficulté pour digérer des aliments ayant subi des
réactions de
Maillard.
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[0057] Le protocole utilisé pour déterminer la digestibilité totale de la
matière
organique dit Protocole CVB de 2005 est bien connu de l'homme du métier.
[0058] Un second objet de l'invention concerne un procédé de production du
produit issu du mélange de fractions soluble de légumineuses et de pulpes de
légumineuses dont la teneur en matière sèche est supérieure à 85% en poids,
préférentiellement supérieure à 90% en poids, encore plus préférentiellement
supérieure à 94% en poids comprenant les étapes suivantes :
i) Pré-traitement de graines de légumineuses ;
ii) Séparation par voie humide des constituants des graines de légumineuses en
4
fractions : une fraction amidon, une fraction pulpes, une fraction protéines
de type
globulines et une fraction soluble ;
iii) Mélange de la fraction pulpes et de la fraction soluble séparées à
l'étape ii)
précédente ;
iv) Séchage du mélange obtenu à l'étape iii).
[0059] Préférentiellement, la légumineuse est choisie dans la liste composée
de
la féverole et du pois. Le pois étant particulièrement préféré.
[0060] La première étape de pré-traitement des graines de pois consiste en la
préparation pour les étapes suivantes. Les fibres externes sont séparées des
graines proprement dites. Les graines peuvent ensuite subir des étapes de
nettoyage, de tamisage (séparation graines des cailloux p.e.), de trempage, de
blanchiment, de toastage. De manière préférée, si un blanchiment est effectué,
le
barème du traitement thermique sera de 3 min à 80 C.
[0061] La seconde étape est décrite précisément dans la demande de brevet
EP1400537 qui est incorporée ici par référence. Le principe de ce procédé est
de
broyer la graine de légumineuse pour obtenir une farine qui sera remise en
suspension dans l'eau. A l'aide de décanteuses et d'hydrocyclones, l'amidon et
les
fibres internes (pulpes) sont séparées. La solution résiduelle, riche en
protéine, est
acidifié à un pH autour de 4,5 puis subit un chauffage afin de faire coaguler
les
protéines dites globulines, qui seront séparées par centrifugation. La
solution
résiduelle consiste en la fraction soluble
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[0062] Toute autre procédé d'extraction humide aboutissant en la génération
des
4 fractions : une fraction amidon, une fraction pulpes, une fraction protéines
de
type globulines et une fraction soluble est néanmoins également possible. Il
est
également possible d'obtenir un concentrât par voie sèche (turbo-séparation ou
air-classification) puis de continuer l'extraction des différentes fractions
par voie
humide.
[0063] La troisième étape consiste en un mélange intime entre la fraction
pulpe et
la fraction soluble. Il est du mérite de la titulaire d'avoir mis en évidence
que si ce
mélange était mal réalisé, le fonctionnement du séchoir est dégradé et les
qualités
finales du produit après séchage se dégradent rapidement.
[0064] De manière préférée, le ratio exprimé en teneur en matière sèche entre
la
fraction soluble et la fraction pulpes est comprise entre 0,8/1,2 et 1,2/0,8,
préférentiellement entre 1/1 et 1,2/0,8, préférentiellement 1/1.
[0065] De manière préférée, le mélange de la fraction pulpes et la fraction
soluble
est réalisé dans un mélangeur à haute performance pendant un temps de séjour
inférieur à 5 min. De préférence, on utilise un mélangeur de type Ploughshare
de
Lodige. Le but est ici d'obtenir un mélange intime homogène des deux
fractions.
Un tel résultat permet d'obtenir par la suite un séchage optimal, sans collage
dans
l'installation.
[0066] De manière encore plus préférée, la fraction soluble est pré-concentrée
entre 30 et 50% en poids, préférentiellement à 50% en poids de matière sèche
(M.S.), avant mélange avec les fibres, aussi nommées fraction pulpes. La
fraction
soluble ainsi concentrée a une teneur en protéine brute (N*6,25) située entre
20 %
et 40 % en poids sur matière sèche.
[0067] La quatrième étape consiste en un séchage du mélange ainsi obtenu.
[0068] De manière préférée, on utilisera la technologie de séchoir annulaire
(anglais : Ring-Dryer), avec de préférence recyclage des buées évaporées.
[0069] Cette technologie est un perfectionnement de la technologie séchoir de
type flash (anglais : Flash-dryer), où le mélange humide est dispersé dans un
flux
d'air (ou de gaz) chauffé qui le transmet à travers un conduit de séchage. En
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utilisant la chaleur du flux d'air, le matériau sèche au fur et à mesure de
son
acheminement. Le produit est séparé à l'aide de cyclones et / ou de filtres à
manches.
[0070] Pour une efficacité thermique encore supérieure, le recyclage des gaz
d'échappement peut être utilisé. Cette configuration de recyclage partiel du
gaz
(FOR) est particulièrement préférée dans le cas du produit selon l'invention.
[0071] Le séchoir annulaire (anglais : Ring Dryer) se différencie du séchoir
de
type flash (anglais : Flash dryer) en incorporant un classificateur
(collecteur), qui
permet la recirculation d'une quantité partielle du produit semi-séché dans la
zone
de chauffage initiale pour un séchage et une dispersion supplémentaires.
[0072] La température de sortie d'air sera gérée afin d'être comprise entre 80
et
130 c, préférentiellement entre 90 c et 120 c, encore plus préférentiellement
entre
100 et 110 C. La température d'entrée d'air sera comprise entre 180 et 300 c,
préférentiellement 240 et 265 C.
[0073] La teneur en matière sèche à l'entrée devra être supérieure à 65% en
poids, préférentiellement supérieure à 70% en poids. En effet, si la teneur en
matière sèche est inférieure à ce seuil, la demanderesse a mis en évidence un
séchage moins parfait résultant en un collage problématique dans
l'installation de
séchage. De plus, ces conditions permettent l'obtention d'un produit final
dont le
diamètre moyen est centré sur 1000 microns.
[0074] L'invention consiste enfin également en l'utilisation industrielle du
mélange
de fraction soluble de pois et de la fraction pulpes de pois dont la teneur en
matière sèche est supérieure à 90% en poids, préférentiellement supérieure à
92% en poids, encore plus préférentiellement supérieure à 94% en poids dans
les
applications industrielles telles que l'alimentation humaine, l'alimentation
animale,
la pharmacie ou la cosmétique.
[0075] On pourra ainsi fournir à l'industrie de l'alimentation animale un
nutriment
riche en lysine, avec une teneur garantie, et en fibres digestibles, peu
coloré et
stable au traitement thermique subséquents.
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[0076] On peut aussi imaginer la fourniture d'un produit plus coloré mais dont
la
teneur en lysine reste garantie. En effet, comme démontré dans la partie
exemples, le produit obtenu selon l'invention permet, après une chauffe
contrôlée,
de générer une coloration tout en limitant la perte de lysine. CE comportement
est
tout à fait unique vis à vis des autres filières type maïs ou blé.
[0077] Les exemples ci-dessous permettront de mieux comprendre l'invention
tout en ne limitant pas sa portée.
Description des figures
Fig. 1
[0078] [Fig. 1] montre l'évolution au cours du temps de la coloration L*a*b du
produit base blé de l'art antérieur. L'axe des abscisses correspond au temps
exprimé en minutes et l'axe des ordonnées correspond à la coloration L*a*b.
Fig. 2
[0079] [Fig. 2] montre l'évolution au cours du temps de la coloration L*a*b du
produit base pois selon l'invention. L'axe des abscisses correspond au temps
exprimé en minutes et l'axe des ordonnées correspond à la coloration L*a*b.
Fig. 3
[0080] [Fig. 3] montre l'évolution au cours du temps des taux de sucres
réducteurs et de lysine du produit base blé de l'art antérieur. L'axe des
abscisses
correspond au temps exprimé en minutes, l'axe des ordonnées (gauche)
correspond au taux de sucres réducteurs exprimé en pourcentage en poids par
rapport au poids brut et l'axe des ordonnées (droite) correspond au taux de
lysine
exprimé en pourcentage en poids par rapport au poids brut.
Fig. 4
[0081] [Fig. 4] montre l'évolution au cours du temps des taux de sucres
réducteurs et de lysine du produit base pois selon l'invention. L'axe des
abscisses
correspond au temps exprimé en minutes, l'axe des ordonnées (gauche)
correspond au taux de sucres réducteurs exprimé en pourcentage en poids par
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rapport au poids brut et l'axe des ordonnées (droite) correspond au taux de
lysine
exprimé en pourcentage en poids par rapport au poids brut.
Exemples
[0082] Exemple 1 : Obtention d'un produit selon l'invention
5 [0083] Après décorticage des fibres externes sur broyeur à marteaux, on
broie
des graines de pois afin d'obtenir une farine. 300 kg de farine à 87 % en
poids de
matière sèche sont ensuite mis à tremper dans de l'eau à la concentration
finale
de 25 % en poids sec, à un pH de 6,5, pendant 30 minutes à température
ambiante. 1044 kg de suspension de farine à 25 % en poids de matière sèche
10 (soit donc 261 kg de farine sèche) sont alors introduits avec 500 kg d'eau
dans
une batterie d'hydrocyclones adaptée d'une unité industrielle féculière de
traitement de la pomme de terre. Cette séparation conduit à l'obtention d'une
phase légère constituée du mélange protéines, fibres internes (pulpes) et
solubles.
La phase lourde, renfermant l'amidon est mise de côté.
15 [0084] La phase légère en sortie d'hydrocyclones renferme quant à elle en
mélange (142 kg en poids sec au total) : les fibres (environ 14,8 % en poids,
soit
21 kg sec), les protéines (environ 42,8 % en poids, soit 60,8 kg sec) et de
solubles
(environ 42,4 % en poids, soit 60,2 kg sec). On l'amène ensuite à une teneur
en
matière sèche de 11,4 /0. On procède à la séparation des fibres sur
décanteurs
centrifuges de type WESPHALIA employés dans une unité industrielle féculière
de
traitement de la pomme de terre. 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. La phase lourde renferme 105 kg de fibres
à
20 % en poids de matière sèche. On constate que la quasi-totalité des fibres
est
bien retrouvée dans cette fraction. Cette fraction sera dénommée ci-après
Fibres
internes du pois et correspond à la fraction pulpes.
[0085] Quant à la fraction légère, elle renferme 1142 kg d'un mélange en
solution
de solubles et de protéines. 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 70 C de cette solution pendant 20 min. Après
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précipitation des protéines, on élimine le sédiment renfermant 56 kg de
protéines
(86 % de N 6,25 sur sec) à 93 % en poids de matière sèche. La fraction liquide
qui
sera dénommée Fraction soluble du pois est concentrée par évaporation sous
vide à environ 50% en poids de MS.
[0086] Les deux fractions Fibres internes du pois et Fraction soluble
résiduelle du pois sont mélangées à l'aide d'un mélangeur Paddle mixer
L5dige
FM130 avec un ratio respectif sur matière sèche de 45/55. La teneur en matière
sèche est ajustée à environ 70% en poids. Le mélange est séché à l'aide d'un
séchoir annulaire (anglais : Ring-Dryer) de la marque DEDERT. La capacité
évaporatoire est de 60-80 kg d'eau / h. Le séchoir annulaire (anglais : Ring-
Dryer)
est configuré en mode dit FOR c'est-à-dire avec recyclage des buées
d'évaporation. Le fonctionnement du séchoir annulaire (anglais : Ring-Dryer)
est
ajusté afin de garantir une température d'entrée d'air de 250 C et de sortie
d'air de
115 C.
[0087] Exemple 2: Stabilité à la température de l'invention versus produits de
l'art antérieur
[0088] L'exemple 2 vise à démontrer l'impact des conditions de séchage sur les
propriétés du produit de l'invention lorsqu'il est exposé à la température.
[0089] Pour se comparer, on utilise des coproduits de la filière blé
références
qu'on mélange dans un ratio et que l'on sèche dans des conditions similaires
(40 C, 200mbar, 68h).
[0090] Les analyses des deux produits obtenus sont les suivantes :
[0091] [Tableau 1]
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Produit base pois selon Produit base blé de
l'art
l'invention antérieur
MS (%en poids) 90,8 89,8
Aw ou activité de peau (20 c) 0,40 0,53
Teneur en lysine (en % en poids sur 1,04 0,48
brut)
Sucres réducteurs (en % en poids sur 3,70 5,10
brut)
[0092] Des échantillons de 100g des deux échantillons sont ensuite introduits
dans des sachets aluminium hermétiquement scellés, puis introduits dans une
étuve chauffée à 100 c. Des échantillons sont régulièrement prélevés à
intervalle
réguliers pendant 120 min.
[0093] On analyse sur ces échantillons :
- L'observation visuelle de la couleur (échelle de couleur DDGS, en anglais
:
DDGS color scale)
- Mesure de la coloration L*a*b par spectrophotométrie
- Analyse de la teneur en lysine
[0094] Les colorations L*a*b décrites dans [Fig. 1] et [Fig. 2] attestent bien
de
cette observation.
[0095] L'analyse de la lysine dans les échantillons prélevés a donné les
résultats
décrits dans [Fig. 3] et [Fig. 4].
[0096] De manière étonnante, on constate que:
- L'apparition de coloration est plus importante avec le produit base blé
selon l'art
antérieur
- La perte de lysine n'est au final que de 33% en poids dans le produit
selon
l'invention, tandis que dans le produit de l'art antérieur base blé la perte
est de
50% en poids
- Ce résultat est inverse aux résultats précédents de développement de
coloration.
L'homme du métier se serait attendu à une dégradation plus importante de la
lysine dans le produit selon l'invention.
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[0097] Ces résultats nous permettent de confirmer que le produit obtenu selon
l'invention a un comportement très particulier, et que si l'on suit le procédé
mis en
oeuvre par la demanderesse, on obtient un produit dont la coloration et la
teneur
en lysine sont garanties et correspondent à une attente du secteur de la
nutrition
animale.
[0098] Exemple 3: Expertise des propriétés nutritionnelles du produit selon
l'invention dans l'alimentation de porcs
[0099] La digestibilité du produit obtenu selon l'invention dans l'exemple 1 a
été
étudiée In Vivo.
[0100] Cette étude a comparé la digestibilité totale d'une ration de base
témoin A,
d'une ration B avec incorporation de 25 % en poids de pois jaunes (origine
Canada), et de deux rations C et D contenant respectivement 15 % et 30 % en
poids du produit obtenu selon l'invention dans l'exemple 1. Les rations ont
été
présentées en granulés de 3 mm de diamètre, avec une complémentation
adéquate en méthionine, pour tenir compte de la faible teneur générale des
produits du pois en méthionine.
[0101] Les porcs ont été nourris 2 fois par jour, à un niveau alimentaire égal
à 3,2
fois le besoin d'entretien. Le poids vif moyen des porcs au début de
l'expérience
était de 49,5 kg.
[0102] Cette étude a montré des valeurs de digestibilité de la matière
organique
conformes aux valeurs attendues pour le pois jaune testé (88,7 /0),
comparativement à la valeur des tables de référence pour l'alimentation
porcine
(INRA 2002=90 /0, CVB 2006=92%). C'est une validation de la pertinence du
protocole expérimental retenu.
[0103] La digestibilité moyenne de la matière organique du produit obtenu
selon
l'invention dans l'exemple 1 a été établie à 82 /0.
[0104] Ce résultat est totalement surprenant: la différence de digestibilité
entre le
co-produit séché et la matière première d'origine est inférieure à 10 points,
alors
qu'il est habituel de voir un écart supérieur à 20 points selon les tables,
lorsqu'on
compare la digestibilité de la matière organique chez le porc entre la matière
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première d'origine et le co-produit composé de fibres et solubles co-séchés.
Selon
l'étude INRA précédemment citée, les drêches d'éthanolerie de blé
(anglais :Wheat DDGS) européennes présentent une digestibilité moyenne de
68 /0, contre 90 % pour le blé. Pour les drêches d'éthanolerie de maïs
(anglais :Corn DDGS), c'est 69 % contre 91 % pour le maïs.
