FR3151967A1

FR3151967A1 - Proteines de pois gelifiantes a temperature

Info

Publication number: FR3151967A1
Application number: FR2308588A
Authority: FR
Inventors: Bernard Caulier; François Delannoy; Christophe Laroche; Aline Lecocq
Original assignee: Roquette Freres SA
Current assignee: Roquette Freres SA
Priority date: 2023-08-09
Filing date: 2023-08-09
Publication date: 2025-02-14

Abstract

L’invention concerne une protéine de pois fonctionnalisée présentant un pouvoir gélifiant selon un TEST A d’au moins 300 Pa, de préférence allant de de 500 à 2000 Pa, tout préférentiellement allant de 600 à 1800 Pa et une viscosité déterminée inférieure à 0,5 Pa.s, la viscosité étant mesurée à 15% en poids de matière sèche, à un taux de cisaillement de 40s-1 et une température de 20°C, un procédé d’obtention d’une telle protéine et son utilisation dans des produits alimentaires ou des boissons.

Description

PROTEINES DE POIS GELIFIANTES A TEMPERATURE

Domaine de l’invention

La présente invention a pour objet une protéine de pois gélifiante à la température présentant en outre une viscosité réduite. Un deuxième objet de l’invention concerne un procédé de fabrication de la protéine de pois. Un troisième objet concerne l’utilisation dans des applications alimentaires de ladite protéine de pois.

Art antérieur

Les besoins quotidiens en protéines sont généralement compris entre 12 et 20% de la ration alimentaire. Ces protéines sont fournies aussi bien par des produits d’origine animale (viandes, poissons, œufs, produits laitiers) que par des aliments végétaux (céréales, légumineuses, algues).

Dans les pays industrialisés, les apports en protéines sont aujourd’hui encore majoritairement sous la forme de protéines d’origine animale. Ces protéines présentent de bonnes propriétés nutritionnelles et des propriétés fonctionnelles intéressantes qui leur permettent d’être utilisées dans des produits alimentaires très variés.

Cependant, de nombreuses études démontrent qu’une consommation excessive de protéines d’origine animale au détriment des protéines végétales est une des causes d’augmentation de cancers et maladies cardio-vasculaires. Par ailleurs, les protéines animales présentent beaucoup de désavantages, tant sur le plan de leur allergénicité (notamment les protéines issues du lait ou des œufs), que sur le plan environnemental liés aux méfaits de l’élevage intensif.

Ainsi, il existe une demande croissante des industriels pour des protéines d’origine végétale possédant des propriétés nutritionnelles et fonctionnelles intéressantes, sans pour autant présenter les inconvénients des protéines d’origine animale.

Depuis les années 1970, le pois est la légumineuse à graines qui s’est la plus développée en Europe et majoritairement en France, notamment comme ressource protéique pour l’alimentation animale mais aussi humaine. Le pois contient environ 27 % en poids de matières protéiques. Le terme « pois » est ici considéré dans son acception la plus large et inclut en particulier toutes les variétés sauvages de « pois lisse » (« smooth pea »), et toutes les variétés mutantes de « pois lisse » et de « pois ridé » (« wrinkled pea »), et ce quelles que soient les utilisations auxquelles on destine généralement lesdites variétés (alimentation humaine, nutrition animale et/ou autres utilisations). La protéine de pois, majoritairement de la globuline de pois, est extraite et valorisée industriellement depuis bon nombre d’années. On peut citer comme exemple de procédé d’extraction de la protéine de pois le brevet EP1400537. Dans ce procédé, la graine est broyée en absence d’eau (procédé dit de « broyage à sec ») afin d’obtenir une farine. Cette farine est ensuite mise en suspension dans de l’eau à température ambiante afin de procéder ensuite aux différentes étapes d’extraction de la protéine.

Malgré ses qualités indéniables, la protéine extraite du pois souffre, en comparaison avec d’autres protéines végétales, d’un pouvoir gélifiant à la température plus faible que d’autres protéines végétales. Par exemple, les isolats de protéines de soja présentent un excellent pouvoir gélifiant à la température. Or, pour de nombreux produits finis (protéines texturées par extrusion sèche ou humide, substituts de viande comme des saucisses émulsionnées, substituts de charcuteries, compositions de substituts d’œufs ou encore crèmes desserts), l’utilisation de protéines gélifiantes à la température permet de fournir des produits alimentaires ayant une texture améliorée.

Comme, il est généralement admis que conserver la structure native de la protéine permet d’en conserver ses fonctionnalités, les procédés de production de protéines au pouvoir gélifiant à la température amélioré mettent généralement en œuvre des étapes à la suite desquelles le caractère natif de la protéine est maintenu. En effet, ceci est favorable au développement du pouvoir gélifiant lors de son utilisation dans le produit alimentaire final. C’est ainsi que le document WO2022/174339 décrit une méthode de traitement de protéines de légumineuses, notamment des concentrats et isolats de protéines de pois non dénaturés, pour induire une gélification à la chaleur et en solution saline. La méthode inclut le maintien à un pH alcalin ou acide avant neutralisation et/ou un traitement plasma atmosphérique froid. Le document WO2021/260169 décrit également une protéine au pouvoir gélifiant à la température amélioré. Cette protéine est obtenue par un procédé comprenant un lavage acide ainsi qu’un lavage alcalin.

Toutefois, d’autres procédés fournissant des protéines au pouvoir gélifiant à la température amélioré, pendant lesquels les protéines sont dénaturées, ont déjà été décrits. Par exemple, le document WO2023/076541 décrit la formation de gels en utilisant de la transglutaminase dans une composition aqueuse de protéine. Toutefois, le document ne décrit pas la fourniture de protéine au pouvoir gélifiant amélioré et de viscosité réduite : le procédé modifie la structure de la protéine en la réticulant (et la réticulation augmente la viscosité des protéines), ne permet pas fourniture de protéine au pouvoir gélifiant amélioré sous forme sèche, ni encore moins sous la forme de poudre de protéine prête à l’emploi. Par ailleurs, l’utilisation de transglutaminase conduit à une modification importante de la structure primaire de la protéine. Le document WO 2020/221978 décrit quant à lui la fabrication de poudre de protéines de pois au pouvoir gélifiant amélioré dans lequel une étape de micronisation est mise en œuvre. Toutefois, le pouvoir gélifiant peut être encore insuffisant et ce document reste silencieux en ce qui concerne la viscosité du produit obtenu. Le document WO2011/124862 décrit quant à lui un procédé de fabrication de protéines de pois solubles et fonctionnelles comprenant une étape de traitement thermique durant de 0,01 à 1s à une température de 100 à 160°C suivi d’une étape de refroidissement. Comme démontré ci-après dans la partie Exemples de la présente Demande, bien que le traitement thermique permette de fournir des protéines présentant un pouvoir gélifiant à la température celui-ci reste toutefois assez insuffisant.

En ce qui concerne les concentrats de protéines végétales précipitées de manière isoélectrique, un procédé conduisant à une protéine présentant un pouvoir gélifiant à la température amélioré a été décrit dans le document EP522800 A2. Ce procédé comprend les étapes de mise en suspension de la protéine à un pH alcalin à une température de 75-95°C pour 1-120 minutes avant neutralisation puis séchage par atomisation. Un problème de ce procédé est qu’il provoque conjointement une augmentation importante de la viscosité du produit (une suspension à 17% de matière sèche du produit ainsi traité présente une viscosité cinq fois supérieure à une suspension du produit avant traitement). Ainsi, s’il existe des méthodes afin d’améliorer le pouvoir gélifiant de certaines protéines, cette amélioration s’accompagne d’une modification importantes d’autres propriétés et notamment une augmentation importante de sa viscosité. Dans la partie Exemples, il est reporté également des protéines de pois commerciales présentant un pouvoir gélifiant à la température amélioré : l’ensemble de ces protéines de pois présentent également une viscosité bien plus élevée que les protéines de pois présentant un pouvoir gélifiant réduit.

Il découle de ce qui précède qu’il existe un besoin de telles protéines présentant, en plus de leur pouvoir gélifiant à la température, une viscosité limitée.

La Demanderesse est ainsi parvenue après de nombreuses recherches à un nouveau procédé de fabrication permettant de fournir des protéines de pois présentant un pouvoir gélifiant élevé, mais également une viscosité réduite. Ainsi, au contraire des protéines de pois déjà décrites, il est possible de fournir à l’aide de ces protéines des compositions liquides fluides, même lorsque la concentration en ces protéines est importante. Ces protéines sont en outre capables de former un gel lorsqu’elles sont chauffées et sont donc très intéressantes pour la fabrication des produits finis susmentionnés.

L’invention a ainsi pour objet une protéine de pois fonctionnalisée présentant un pouvoir gélifiant selon un TEST A d’au moins 300 Pa, de préférence allant de de 500 à 2000 Pa, tout préférentiellement allant de 600 à 1800 Pa et une viscosité déterminée inférieure à 0,5 Pa.s, la viscosité étant mesurée à 15% en poids de matière sèche, à un taux de cisaillement de 40s-1 et une température de 20°C..

L’invention a également pour objet un procédé de fabrication de la protéine de pois fonctionnalisée de l’invention qui comprend :
- une fourniture d’une composition aqueuse de protéines de pois comprenant des protéines de pois précipitées au pH isoélectrique et des polypeptides de pois, lesdits polypeptides étant non solubles à un pH inférieur à 8,5, les protéines de pois de la composition aqueuse présentant un pourcentage de dénaturation inférieur à 65%,
- un ajustement de la composition aqueuse à un pH allant de 6,0 à 6,8,
- un traitement thermique du mélange de manière à obtenir la protéine de pois fonctionnalisée.

Le procédé de fabrication des protéines développé par les inventeurs a ainsi permis d’obtenir une protéine de pois fonctionnalisée combinant à la fois le pouvoir gélifiant à température et, contrairement aux protéines de pois gélifiantes déjà connues, une viscosité réduite. Pour parvenir à cette protéine de pois fonctionnalisée, les inventeurs ont utilisé un procédé utilisant un traitement thermique de protéines de pois préalablement placées dans une gamme restreinte de pH allant de 6,0 à 6,8. Comme il apparaît dans la partie exemples, dans cette gamme restreinte, il est possible pour la protéine de pois fonctionnalisée de développer un pouvoir gélifiant à la température, tout en conservant la viscosité visée.

Quant à la fourniture de la composition aqueuse de protéine de pois soumise au traitement thermique, elle utilise une méthode d’extraction des polypeptides insolubles à pH inférieur à 8,5 (c’est-à-dire de protéines qui, par exemple, ne sont pas présentes lorsqu’on réalise une extraction d’une farine en solution aqueuse à pH natif de la farine). Cette extraction peut par exemple se faire par mise en solution alcaline d’un matériau de pois (farine de pois, fibre de pois ou fraction insoluble obtenue à partir de pois, etc…). Comme il est décrit dans les différentes variantes de procédé de l’invention détaillées ci-dessous, ces polypeptides peuvent être recouvrés à différents stades du procédé. Par ailleurs, la composition aqueuse de protéines de pois comprend également des protéines précipitées au pH isoélectrique. L’ensemble des étapes de la fourniture de ladite composition aqueuse de protéines de pois est réalisé de manière ménagée, afin de conserver un caractère au moins partiellement natif aux protéines qui seront soumises au traitement thermique ; comme il apparaît également dans la partie Exemples, c’est un critère capital en vue d’obtenir la protéine de pois fonctionnalisée de l’invention.

Un autre objet de l’invention porte sur l’utilisation de la protéine de pois fonctionnalisée selon l’invention pour la fabrication de produits alimentaires ou de boissons, notamment de protéines texturées par extrusion sèche ou humide, de substituts de viande comme des saucisses émulsionnées, de substituts de charcuteries, de compositions de substituts d’œufs ou encore de crèmes desserts.

L’invention va être décrite en détail ci-dessous.

D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :

Fig. 1

présente la teneur en protéine résiduelle dans la fraction insoluble extraite lors d’une extraction aqueuse d’un matériau de pois en fonction du pH d’extraction.

Fig. 2

présente la bande d’extrusion humide Inv. 1 obtenue à partir d’un mélange comprenant la protéine de pois de l’exemple 1 combinée à des fibres de pois et de la fécule de pomme de terre obtenue avec le profil d’extrusion 1.

Fig. 3

présente une bande d’extrusion humide CP.1 obtenue à partir d’un mélange comprenant la protéine de pois du contre-exemple 5 obtenue avec le profil d’extrusion 1.

Fig. 4

présente une bande d’extrusion humide Inv. 2 obtenue à partir d’un mélange comprenant la protéine de pois de l’exemple 1 obtenue avec le profil d’extrusion 2.

Fig. 5

présente une bande d’extrusion humide CP.2 obtenue à partir d’un mélange comprenant la protéine de pois du contre-exemple 5 obtenue avec le profil d’extrusion 2.

Fig. 6

présente la texture en cuiller de la crème comparative obtenue à partir du mélange comprenant la protéine de pois commerciale NUTRALYS® F85 M.

Fig. 7

présente la texture en cuiller de la crème obtenue à partir du mélange comprenant la protéine de pois de l’invention.

Fig. 8

présente la texture en cuiller de la crème commerciale.

Description détaillée de l’invention

L’invention porte sur une protéine de pois fonctionnalisée qui présente un pouvoir gélifiant à la température et une viscosité réduite.

Au sens de l’invention, une protéine de pois est un extrait provenant du pois comprenant majoritairement des protéines et d’autres constituants dans des proportions moindres, comme décrit plus loin dans la description.

Par « protéine de pois fonctionnalisée », on entend une protéine de pois dont le procédé d’obtention permet d’apporter le pouvoir gélifiant et la viscosité la protéine de l’invention.

Plus précisément, le « pouvoir gélifiant à la température » se caractérise par un pouvoir gélifiant déterminé selon un TEST A d’au moins 300 Pa.

Pouvoir gélifiant : Test A

Par « pouvoir gélifiant », on entend la propriété fonctionnelle consistant en la capacité d’une composition protéique à former un gel ou un réseau, faisant augmenter la viscosité et faisant générer un état de la matière intermédiaire entre les états liquides et solides. On peut également utiliser le terme « force de gel ». Pour quantifier ce pouvoir gélifiant, il est donc nécessaire de générer ce réseau et d’évaluer sa force. Pour effectuer cette quantification, dans la présente invention, on utilise le test A dont la description est la suivante :
1) Solubilisation à 60°C+/- 2°C de la composition protéique testée dans de l’eau titrant 15% +/- 2% en matière sèche et à pH 7;
2) Agitation pendant 5 min à 60°C +/- 2°C;
3) Refroidissement à 20°C +/- 2°C et agitation durant 24 heures à 350 tr/min;
4) Mise en œuvre de la suspension dans un rhéomètre à contrainte imposée équipé avec un cylindre concentrique;
5) Mesure des modules élastiques G’ et modules visqueux G’’ en appliquant un profil de température suivant:
a. Phase 1: Mesure du paramètre G’1 après stabilisation à 20°C +/- 2°C et chauffage d’une température de 20°C +/- 2°C à une température de 80°C +/- 2°C en 10 minutes;
b. Phase 2: stabilisation à une température de 80°C +/- 2°C pendant 110 minutes; c. Phase 3: refroidissement d’une température de 80°C +/- 2°C à une température de 20°C +/- 2°C en 30 min et mesure de G’2 après stabilisation à 20°C +/- 2°C  ;
6) Calcul du pouvoir gélifiant égal à G’2 – G’1.

De manière préférée, les rhéomètres à contrainte imposée sont choisis parmi les modèles DHR 2 (TA, instruments) et MCR 301 (Anton Paar), avec un mobile de type cylindre concentrique. Ils possèdent un système de régulation de température à effet Peltier. Afin d’éviter les problèmes d’évaporation à haute température, de l’huile de paraffine est ajoutée sur les échantillons.

Un « rhéomètre » au sens de l’invention est un appareil de laboratoire capable de faire des mesures relatives à la rhéologie d’un fluide ou d’un gel. Il applique une force à l’échantillon. Généralement de faible dimension caractéristique (très faible inertie mécanique du rotor), il permet d’étudier fondamentalement les propriétés mécaniques d’un liquide, d’un gel, d’une suspension, d’une pâte, etc., en réponse à une force appliquée.

Les modèles dits « à contrainte imposée » permettent, en appliquant une sollicitation sinusoïdale (mode oscillation), de déterminer les grandeurs viscoélastiques intrinsèques de la matière, qui dépendent notamment du temps (ou de la vitesse angulaire ω) et de la température. En particulier, ce type de rhéomètre permet d’accéder au module complexe G*, permettant lui-même d’avoir accès aux modules G' ou partie élastique et G'' ou partie visqueuse.

Les trois premières étapes consistent en une remise en suspension de la protéine dans de l’eau, dans des conditions précises permettant de maximiser la mesure postérieure.

L’eau choisie est préférentiellement de l’eau osmosée.

Sa température est de 60°C+/- 2°C lors de la remise en suspension initiale (1ère et 2ème étapes) puis de 20°C+/- 2°C après solubilisation pendant 24h et refroidissement avant mesure (3ème étape). D’une manière générale et sauf indication contraire, lorsqu’une température est donnée dans la présente description, elle comprend toujours une variation de +/- 2°C, par exemple 20°C +/- 2°C ou 80°C +/- 2°C.

On ajoute une quantité définie de protéine dans ladite eau afin d’obtenir une suspension titrant 15% +/- 2% en matière sèche. Pour ce faire, on utilise le matériel bien connu de l’homme du métier tel que béchers, barreaux magnétiques. Agiter un volume de 50mL pendant minimum 10h à 350 tr/min à température ambiante. D’une manière générale et sauf indication contraire, les teneurs en matières sèches données dans la présente description comprennent toujours une variation de +/- 2%, par exemple 15% +/- 2%. Le pH est ajusté à 7 +/- 0,5 (20°C) à l’aide d’un pHmètre et de réactifs acido-basiques, comme bien connu dans l’art antérieur.

La quatrième étape consiste à introduire l’échantillon dans le rhéomètre en couvrant celui-ci avec une fine couche d’huile afin de limiter l’évaporation.

On applique alors lors de la cinquième étape un barème de température suivant : a. Phase 1 : chauffage d’une température de 20°C +/- 2°C à une température de 80°C +/- 2°C en 10 minutes ; b. Phase 2 : stabilisation à une température de 80°C +/- 2°C pendant 110 minutes ; c. Phase 3 : refroidissement d’une température de 80°C +/- 2°C à une température de 20°C +/- 2°C en 30 min.

La mesure du paramètre G’ est effectuée en continu pendant ce barème et est enregistrée.

La sixième et dernière étape du test A consiste en l’exploitation de l’enregistrement. On extrait deux valeurs : G’1 = valeur de G’ en début de phase 1 après stabilisation à 20°C +/- 2°C et G’2 = valeur de G’ en fin de phase 3 après stabilisation à 20°C +/- 2°C.

Le pouvoir gélifiant est égal à G’2 – G’1.

De préférence, le pouvoir gélifiant déterminé selon le TEST A va de de 500 à 2000 Pa, tout préférentiellement allant de 600 à 1800 Pa ou allant de 600 à 1000 Pa ou de 1000 à 2000 Pa ou de 1100 à 1800 Pa. Le pouvoir gélifiant peut être supérieur ou égal à 400 Pa, supérieur ou égal à 500 Pa, supérieur ou égal à 600 Pa, supérieur ou égal à 700 Pa, supérieur ou égal à 800 Pa, supérieur ou égal à 900 Pa, supérieur ou égal à 1000 Pa ou supérieur ou égal à 1100 Pa. Le pouvoir gélifiant peut être inférieur ou égal à 2000 Pa, inférieur ou égal à 1900 Pa, inférieur ou égal à 1800 Pa, inférieur ou égal à 1700 Pa, inférieur ou égal à 1600 Pa, inférieur ou égal à 1500 Pa, inférieur ou égal à 1400 Pa, inférieur ou égal à 1300 Pa, inférieur ou égal à 1200 Pa, inférieur ou égal à 1100 Pa ou inférieur ou égal à 1000 Pa.

Selon l’invention, la viscosité réduite de la protéine de pois fonctionnalisée s’exprime par une viscosité inférieure à 0,5 Pa.s (15% de matière sèche, 40s-1, 20°C).

La viscosité peut être selon l’invention déterminée selon le TEST B.

Viscosité : TEST B

Pour la détermination du profil de viscosité dans l’eau, les mesures sont effectuées sur une solution aqueuse de protéine de pois à 15 % de matière sèche (eau osmosée et azidurée à 200 ppm pour prévenir tout risque bactériologique), en rhéomètre AR2000 de la société TA Instruments, présentant une géométrie à cylindres concentriques, avec un taux de cisaillement de 0,6x10^-3à 600 s^-1en 3 minutes (log) et à la température de 20°C (3 min d’équilibre température avant test). Avant mesure, la solution est agitée pendant au moins 10 heures, à 750 tr/min et à 20°C. Le pH n’est pas ajusté. La viscosité à 40 s-1 est reportée comme étant la viscosité selon le TEST B.

De préférence, la viscosité selon le TEST B de la protéine de pois fonctionnalisée est inférieure à 0,4 Pa.s, de préférence de 0,05 à 0,4 Pa.s, par exemple de 0,1 à 0,4 Pa.s.

De préférence, la protéine de pois fonctionnalisée de l’invention a une solubilité selon un TEST C inférieure ou égale à 49%, de préférence inférieure ou égale à 45%, par exemple va de 20 à 40%.

Solubilité : TEST C

En ce qui concerne la solubilité, elle est déterminée selon la méthode du TEST C décrit ci-dessous :
Mesure de la solubilité dans l’eau
Cette mesure est basée sur la dilution de l’échantillon dans de l’eau distillée, sa centrifugation et l’analyse du surnageant.

Mode opératoire :
Dans un bécher de 400 ml, introduire 150 g d’eau distillée à une température de 20°C +/- 2°C, mélanger avec un barreau magnétique et ajouter précisément 5 g de l’échantillon à tester.
Ajuster ou non le pH à la valeur souhaitée avec NaOH ou HCl 0,1 N (pH 7).
Compléter le contenu en eau à 200 g.
Mélanger pendant 30 minutes à 1000 rpm et centrifuger pendant 15 minutes à 3000 g.
Collecter 25 g du surnageant.
Introduire dans un cristallisoir préalablement séché et taré.
Placer dans une étuve à 103°C +/- 2°C pendant 1 heure.
Placer ensuite dans un dessiccateur (avec agent déshydratant) pour refroidir à température ambiante et peser.

Le contenu en matières sèches solubles, exprimé en % en poids, est donné par la formule suivante :

Où :
- P = poids, en g, de l’échantillon = 5 g
- m1 = poids, en g, du cristallisoir après séchage
- m2 = poids, en g, du cristallisoir vide
- P1 = poids, en g, de l’échantillon collecté = 25 g

La protéine de pois fonctionnalisée peut présenter un pH allant de 6,0 à 6,8.

La protéine de pois fonctionnalisée peut présenter une solubilité à pH 7 selon un TEST C est inférieure ou égale à 49%, de préférence inférieure ou égale à 45%, de préférence de 20 à 40%.

La protéine de pois fonctionnalisée de l’invention peut avoir une teneur en protéine allant de 80 à 90%.

La protéine de pois fonctionnalisée est généralement une composition protéique comprenant, en plus de protéines, d’autres constituants minoritaires, tels que de l’amidon, des lipides, des fibres, et/ou des sucres.

La teneur en protéine est la teneur N6,25, calculée par la méthode Dumas. Généralement, la teneur totale en amidon dans la protéine de pois produite selon la méthode de l’invention va de 0 à 20%, par exemple de 0 à 10%, notamment de 0,5 à 5%. Cette teneur totale en amidon peut être mesurée à l’aide de la méthode AOAC 996.11. Généralement, la teneur en fibres totale peut aller de 0 à 20%, par exemple de 1 à 18%, notamment de 2 à 10%. Cette teneur peut être déterminée par la méthode AOAC Method 2017.16. Généralement, la teneur totale en lipides va de 0 à 15%, par exemple de 1 à 10%. La teneur totale en lipides peut être déterminée par la méthode AOAC 996.06 en hydrolyse acide. La teneur en sucres peut aller de 0 à 10%, généralement de 0,5 à 5%. La teneur en sucres peut être déterminée par chromatographie liquide haute performance (HPLC).

L’ensemble des teneurs ci-dessus sont exprimés en fonction de la matière sèche.

Selon un mode de réalisation, la protéine de pois fonctionnalisée présente un pourcentage de dénaturation inférieur à 25%, voire inférieure à 10%, tout préférentiellement d’environ 0%.

Le pourcentage de dénaturation de la protéine de pois est la quantification de dénaturation par rapport à une protéine de pois isolée par précipitation au pH isoélectrique sans apport de chaleur et soumise à aucun traitement thermique lors de sa fabrication de manière à qu’elle soit le plus native possible. Ainsi, pour déterminer le pourcentage de dénaturation, les inventeurs ont fabriqué une protéine de pois avec une extraction à pH 9 de farine de pois dans de l’eau froide puis précipitée au pH isoélectrique à pH 5 à température ambiante ; les protéines précipitées sont lavées une fois à l’eau froide pour assurer leur pureté puis séchées par lyophilisation. Dans ces conditions de préparation, la dénaturation est considérée comme minimale pour une protéine de pois précipitée au pH isoélectrique et cet isolat de protéine de pois est considérée comme un standard.

L’enthalpie de dénaturation de ce standard est utilisée pour déterminer le pourcentage de dénaturation d’un échantillon selon la formule suivante :

[Math. 2]
% dénaturation = (ΔHd standard - ΔHd échantillon)/ ΔHd standard x 100

Selon la méthode de détermination de l’enthalpie de dénaturation, les ΔHd échantillon et ΔHd standard peuvent varier. Dans les conditions du TEST D décrites ci-dessous, l’enthalpie de dénaturation de ce standard mesurée sur cette protéine de pois est de 2,4 J/g. Il est toutefois tout à fait possible d’utiliser une autre méthode de détermination de l’enthalpie de dénaturation.

Enthalpie de dénaturation : TEST D

Dans le TEST D, la protéine de pois est mise en solution dans l’eau à 20% +/2% de matière sèche et le pH est réglé à 6,2 si nécessaire par l’ajout de soude 0,1N ou acide chlorhydrique 0,1N. La solution est agitée pendant 2h à 350tr/min à température ambiante. L’enthalpie de la protéine ΔH est déterminée par calorimétrie (DSC) selon les méthodes connues et est exprimée par g de protéine N 6,25 dans l’échantillon. Un prélèvement de 10-15mg de cette solution est réalisé dans un creuset hermétique puis scellé et l’enthalpie est déterminée par calorimétrie. L’analyse est réalisée en chauffant à 10°C/minute de 5 à 120°C la suspension de l’extrait de protéine de pois à 20% de matière sèche. L’enthalpie déterminée pour l’échantillon permet d’obtenir l’enthalpie de la protéine en utilisant la teneur en protéine N6,25 sur la matière sèche ainsi que la teneur en matière sèche.

Les calorimètres DSC utiles à la mesure peuvent être par exemple les modèles Q20 (TA, instruments), DSC 8000 (Perkin Elmer) et DSC (Mettler). L’analyse est réalisée de 5°C à 120°C à une chauffe de 10°C/minute.

Selon un autre mode de réalisation, la protéine de pois fonctionnalisée présente une enthalpie résiduelle de dénaturation inférieure à 0,5 J/g de protéine selon un TEST D, voire inférieure à 0,2 J/g de protéine, voire nulle.

Avantageusement, la protéine de pois fonctionnalisée de l’invention présente un taux de matière sèche supérieur à 90%, tout préférentiellement supérieur à 94% en poids de matière sèche par rapport au poids de la protéine de pois fonctionnalisée. La protéine de pois fonctionnalisée peut se présenter sous forme de poudre présentant une taille de particules d50, pouvant varier largement, par exemple de 10 à 500µm, généralement de 50 à 150 µm. La taille de particules est aisément mesurée par diffraction laser.

Pour parvenir à extraire la protéine de pois de l’invention, les inventeurs ont développé un procédé ménagé d’extraction comprenant un traitement thermique d’une composition aqueuse de protéines de pois à un pH déterminé. Plus précisément, le procédé de fabrication de la protéine de pois fonctionnalisée de l’invention comprend :
- une fourniture d’une composition aqueuse de protéines de pois comprenant des protéines de pois précipitées au pH isoélectrique et des polypeptides de pois, lesdits polypeptides étant non solubles à un pH inférieur à 8,5, les protéines de pois de la composition aqueuse présentant un pourcentage de dénaturation inférieur à 65%,
- un ajustement de la composition aqueuse à un pH allant de 6,0 à 6,8,
- une étape de traitement thermique du mélange de manière à obtenir la protéine de pois fonctionnalisée.

La composition aqueuse de protéines de pois prend la forme d’une suspension comprenant principalement de l’eau et des protéines de pois. La matière sèche de cette composition aqueuse est réglée aisément par la personne du métier selon l’équipement utilisé et peut aller de 5 à 25%, par exemple de 10 à 18%.

Selon l’invention, les protéines de pois de la composition aqueuse fournie sont extraites de manière à ne pas fortement les dénaturer. Comme il apparaît dans la suite de la description la protéine peut se dénaturer à de nombreuses étapes de procédé et, sur la base des instructions figurant ci-dessous, l’Homme du métier saura sélectionner les conditions du procédé de l’invention afin de ménager la protéine lors de son extraction et ainsi fournir la composition aqueuse de protéines de pois utile à l’étape de traitement thermique. De manière générale, on préférera enchaîner les différentes étapes du procédé afin de conserver, avant l’étape de traitement thermique, le caractère non dénaturé des protéines de pois compris dans la composition aqueuse. Ceci est d’autant plus important lors des étapes où il y a un apport de chaleur. Préférentiellement, pour maintenir élevé le pourcentage de dénaturation comme souhaité, on utilisera lors du procédé de l’eau froide, ayant une température allant de 1 à 25°C, de l’eau tiède (60°C) ou encore une eau allant de 25 à 60°C.

Les protéines de pois de la composition aqueuse peuvent ainsi présenter un pourcentage de dénaturation inférieur à 65% préalablement décrit. Avantageusement, les protéines de pois compris dans la composition aqueuse présentent un pourcentage de dénaturation :
- inférieur à 60%, voire inférieur à 55%, ou encore inférieur à 50% et/ou
- supérieur à 10%, voire supérieur à 20%, ou encore supérieur à 30%.

Pour déterminer le pourcentage de dénaturation, on pourra récupérer la protéine ainsi formée lors du procédé et la lyophiliser de manière à ne pas la dénaturer puis mesurer son enthalpie et procéder comme explicité précédemment.

Les protéines de pois de la composition aqueuse comprennent des protéines de pois précipitées au pH isoélectrique.

Par pH isoélectrique, on entend un pH proche duquel la charge électrique nette de la protéine de la fraction protéique est nulle. Ce pH peut être ajusté à un pH compris entre exemple entre 4,0 et 5,7, voire entre 4,8 et 5,2. Lorsqu’une composition comprenant des protéines de pois est placée à ce pH, certaines protéines, notamment au moins une partie des globulines, va avoir tendance à précipiter. Les protéines de pois précipitées au pH isoélectrique sont donc les protéines de pois ainsi précipitées que l’on a pu séparer par séparation solide-liquide. A l’exception des méthodes décrites dans les TESTS, il est précisé que, dans l’ensemble du document, les pH sont déterminés à 10% de matière sèche et à 20°C.

Les protéines de pois de la composition aqueuse comprennent également des polypeptides de pois, lesdits polypeptides étant non solubles à un pH inférieur à 8,5. Comme il apparaît dans la suite de la description, et notamment lors de l’exposé des différents modes de fourniture des protéines de pois de la composition aqueuse, les polypeptides de pois peuvent être ou ne pas être précipités au pH isoélectrique. Dans les variantes où ils ne sont pas précipités au pH isoélectrique, le caractère natif des protéines de pois fournies avant l’étape de traitement thermique est augmenté car l’étape de précipitation isoélectrique des protéines peut conduire à une certaine dénaturation.

Par « polypeptides de pois non solubles à un pH inférieur à 8,5 », on entend une fraction de protéines de pois qui sont extraites en solution (fraction soluble), en plaçant un matériau de pois dans une composition aqueuse à un pH supérieur à 8,5, par exemple dans une concentration massique de 20% par rapport au poids total de la composition aqueuse, et qui n’est pas extraite à un pH inférieur.

Lorsqu’un matériau de pois est mis dans une composition aqueuse pour en extraire des protéines, les protéines sont solubilisées et se retrouvent dans la fraction aqueuse et les protéines non solubilisées restent dans la fraction insoluble, avec également d’autres substances insolubles telles que les fibres et l’amidon. Or, comme il apparaît dans la , lors d’une extraction d’un matériau de pois, la teneur en protéines résiduelles comprises dans la fraction insoluble va diminuer lorsque le pH augmente : en effet, ceci s’explique car les protéines insolubles à un certain pH sont solubles à un pH d’extraction supérieur. Selon l’invention, il est important que la composition aqueuse soumise au traitement thermique après ajustement du pH présente des protéines de pois solubilisées lors d’une mise en suspension alcaline d’un matériau de pois dans de l’eau à un pH supérieur à 8,5, ces protéines étant donc nommés dans le cadre de la présente Invention « polypeptides de pois non solubles à un pH inférieur à 8,5 ». Différents modes de réalisation de fourniture de composition aqueuse de protéines de pois utiles au procédé de l’invention sont décrits ci-après. Ils ont le point commun de comprendre une mise en suspension alcaline d’un matériau de pois à un pH supérieur à 8,5. Ces modes de réalisation ne doivent pas être considérés comme étant limitatifs de l’invention.

Le matériau de pois dont peuvent être extraits les polypeptides de pois peut être n’importe quel matériau comprenant des polypeptides de pois non solubles à un pH inférieur à 8,5. En particulier, ce matériau de pois peut être une farine de pois, un concentrat de protéine de pois, une fibre de pois ou encore fraction insoluble obtenue à partir de pois.

Selon un mode de réalisation, la farine de pois est obtenue par broyage à sec. L’extraction peut se faire par mise en suspension dans l’eau de la farine de pois ainsi obtenue. On entend également par mise en suspension d’une farine de pois dans de l’eau, une suspension obtenue par broyage humide d’une suspension aqueuse de pois entiers ou de cotylédons, avantageusement préalablement dépelliculés de leur enveloppe externe. Selon ce mode de réalisation, on peut ainsi obtenir directement la suspension dans l’eau de la farine de pois. A titre d’exemple de broyage humide, on peut citer celui décrit dans la demande WO2019/053387.

D’autres fractions de pois, telles que les fibres de pois, les concentrats de pois qui sont obtenus par fractionnement mécanique et à sec de farine de pois ou d’autres fractions insolubles obtenues à partir du pois peuvent être utilisées. Afin d’en extraire des polypeptides de pois non solubles à pH inférieur à 8,5, il est évidemment préférable que ces fractions de pois n’aient pas subi d’extraction préalable de protéines par mise en suspension alcaline à un pH supérieur à 8,5.

Différents modes de fourniture de composition aqueuse de protéines de pois vont maintenant être décrits.

Selon un premier mode de réalisation, la fourniture de la composition aqueuse de protéines de pois comprend :
- une mise en suspension d’une farine de pois dans de l’eau,
- séparation de la suspension pour fournir une solution aqueuse primaire et une fraction insoluble,
- mise en suspension d’au moins une partie de la fraction insoluble dans de l’eau à un pH supérieur à 8,5 pour former une suspension alcaline,
- séparation de la suspension alcaline pour fournir une solution aqueuse secondaire dans laquelle les polypeptides de pois sont solubilisés et une fraction solide résiduelle,
- mélange de la solution aqueuse primaire et de la solution aqueuse secondaire pour former un mélange de solutions aqueuses primaire et secondaire,
- mise au pH isoélectrique du mélange de solutions aqueuses primaire et secondaire pour former la suspension aqueuse de protéines de pois, comprenant les protéines de pois précipitées au pH isoélectrique et des polypeptides de pois,
- séparation des protéines de pois de la suspension aqueuse de protéines de pois pour former la composition aqueuse de protéines de pois.

Selon un deuxième mode de réalisation, la fourniture de la composition aqueuse de protéines de pois comprend :
- une mise en suspension d’une farine de pois dans de l’eau,
- séparation de la suspension pour fournir une solution aqueuse primaire et une fraction insoluble,
- mise au pH isoélectrique de la solution aqueuse primaire pour former une suspension aqueuse de protéines de pois précipitées,
- séparation des protéines de pois précipitées de la suspension aqueuse de protéines de pois précipitées pour former une composition aqueuse de protéines de pois précipitées,
- mise en suspension d’au moins une partie de la fraction insoluble dans de l’eau à un pH supérieur à 8,5 pour former une suspension alcaline ?
- séparation de la suspension alcaline pour fournir une solution aqueuse secondaire qui comprend des polypeptides de pois et une fraction solide résiduelle,
- mélange de la composition aqueuse de protéines de pois précipitées et de la solution aqueuse secondaire pour former la composition aqueuse de protéines de pois.

Les premier et deuxième modes présentent l’avantage de maximiser la récupération des polypeptides de pois tout en limitant les quantités de base nécessaire à l’extraction.

Selon un troisième mode de réalisation, la fourniture de la composition aqueuse de protéines de pois comprend :
-une mise en suspension d’une farine de pois dans de l’eau alcaline à un pH supérieur à 8,5 pour former une suspension alcaline de farine de pois,
- séparation de la suspension alcaline de farine de pois pour fournir une solution aqueuse comprenant les protéines de pois dont des polypeptides de pois et une fraction insoluble,
- mise au pH isoélectrique de la solution aqueuse pour former une suspension aqueuse des protéines de pois comprenant les protéines de pois précipitées et les polypeptides de pois,
- séparation des protéines de pois précipitées de la suspension pour former la composition aqueuse de protéines de pois.

Le troisième mode présente l’avantage de comporter moins d’étapes unitaires que les autres modes de réalisation.

Selon un quatrième mode de réalisation, la fourniture de la composition aqueuse de protéines de pois comprend :
- mise en suspension d’une farine de pois dans de l’eau,
- séparation de la suspension pour fournir une solution aqueuse primaire avec des résidus comprenant les polypeptides de pois en suspension et une fraction insoluble,
- séparation de la solution aqueuse primaire pour fournir une solution aqueuse primaire purifiée et des résidus comprenant les polypeptides de pois,
- mise en suspension d’au moins une partie des résidus comprenant les polypeptides de pois dans de l’eau à un pH supérieur à 8,5 pour former une suspension alcaline,
- séparation de la suspension alcaline pour fournir une solution aqueuse secondaire comprenant les polypeptides de pois et une fraction résiduelle,
- mélange de la solution aqueuse primaire purifiée et de la solution aqueuse secondaire pour former un mélange de solutions aqueuses,
- mise au pH isoélectrique du mélange de solutions aqueuses pour former une suspension aqueuse de protéines de pois,
- séparation des protéines de pois de la suspension pour former la composition aqueuse de protéines de pois.

Selon un cinquième mode de réalisation, la fourniture de la composition aqueuse de protéines de pois comprend :
- mise en suspension d’une farine de pois dans de l’eau,
- séparation de la suspension pour fournir une solution aqueuse primaire avec des résidus comprenant les polypeptides de pois en suspension et une fraction insoluble,
- séparation de la solution aqueuse primaire pour fournir une solution aqueuse primaire purifiée et des résidus comprenant les polypeptides de pois,
- mise en suspension d’au moins une partie des résidus comprenant les polypeptides de pois dans de l’eau à un pH supérieur à 8,5 pour former une suspension alcaline,
- séparation de la suspension alcaline pour fournir une solution aqueuse secondaire comprenant les polypeptides de pois et une fraction résiduelle,
- mise au pH isoélectrique de la solution aqueuse primaire pour former une suspension des protéines de pois précipitées,
- séparation des protéines de pois précipitées de la suspension des protéines de pois précipitées,
- mélange des protéines de pois précipitées et de la solution aqueuse secondaire pour former la composition aqueuse de protéines de pois.

Selon un sixième mode de réalisation, la fourniture de la composition aqueuse de protéines de pois comprend :
- une mise en suspension d’une farine de pois dans de l’eau,
- séparation de la suspension pour fournir une solution aqueuse avec des résidus comprenant les polypeptides de pois en suspension et une fraction insoluble,
- mise en suspension à un pH supérieur à 8,5 de la solution aqueuse avec les résidus comprenant les polypeptides de pois en suspension pour former une suspension alcaline,
- séparation de la suspension alcaline pour fournir une solution aqueuse et une fraction solide résiduelle,
- mise au pH isoélectrique de la solution aqueuse pour former une suspension aqueuse de protéines de pois,
- séparation des protéines de pois de la suspension pour former la composition aqueuse de protéines de pois.

Généralement, la quantité de résidus comprenant les polypeptides de pois, par rapport à la matière sèche de la solution aqueuse les comprenant, va de 5 à 20% de la matière sèche de ladite solution aqueuse.

Selon un septième mode de réalisation, la fourniture de la composition aqueuse de protéines de pois comprend :
- une mise en suspension d’une farine de pois dans de l’eau pour former une suspension de farine de pois,
- séparation de la suspension de farine de pois pour fournir une solution aqueuse primaire et une fraction insoluble,
- séparation de la fraction insoluble pour former une fraction d’amidon et une fraction de fibres,
- mise en suspension d’au moins une partie de la fraction de fibres dans de l’eau à un pH supérieur à 8,5 pour former une suspension alcaline,
- séparation de la suspension alcaline pour fournir une solution aqueuse secondaire dans lesquels les polypeptides de pois sont solubilisés et une fraction solide résiduelle,
- mélange de la solution aqueuse primaire et de la solution aqueuse secondaire pour former un mélange de solutions aqueuses,
- mise au pH isoélectrique du mélange de solutions aqueuses pour former une suspension aqueuse de protéines de pois, comprenant les protéines de pois précipitées au pH isoélectrique et les polypeptides de pois,
- séparation des protéines de pois de la suspension pour former la composition aqueuse de protéines de pois.

Selon un huitième mode de réalisation, la fourniture de la composition aqueuse de protéines de pois comprend :
- une mise en suspension d’une farine de pois dans de l’eau pour former une suspension de farine de pois,
- séparation de la suspension de farine de pois pour fournir une solution aqueuse primaire et une fraction insoluble,
- séparation de la fraction insoluble pour former une fraction d’amidon et une fraction de fibres,
- mise au pH isoélectrique de la solution aqueuse primaire pour former une suspension aqueuse de protéines de pois précipitées,
- séparation des protéines de pois précipitées de la suspension pour former une composition aqueuse de protéines de pois précipitées,
- mise en suspension d’au moins une partie de la fraction de fibres dans de l’eau à un pH supérieur à 8,5 pour former une suspension alcaline,
- séparation de la suspension alcaline pour fournir une solution aqueuse secondaire qui comprend des polypeptides de pois et une fraction solide résiduelle,
- mélange de la composition aqueuse de protéines de pois précipitées et de la solution aqueuse secondaire pour former la composition aqueuse de protéines de pois.

Les quatrième, cinquième, sixième, septième et huitième variante présentent l’avantage d’utiliser de plus faibles quantités de base, en comparaison avec les autres modes, car la mise en suspension alcaline est réalisée sur une quantité de matériau de pois plus faible que dans le cas de la farine (troisième mode) ou de l’ensemble de la fraction insoluble issue d’une première séparation (premier et second mode). La solution aqueuse avec des résidus comprenant des polypeptides de pois en suspension est obtenue en sélectionnant et réglant les moyens de séparation, c’est-à-dire en effectuant la séparation de manière à garder des résidus en suspension, ces résidus comprenant les polypeptides de pois utiles à l’invention.

Les étapes de séparation peuvent notamment être réalisée au moyen d’au moins une étape de séparation avec un décanteur, notamment un décanteur centrifuge, une centrifugeuse ou encore avec des systèmes de séparation qui utilisent la force centrifuge pour séparer les constituants en utilisant le champ des forces centrifuges provoqué par le mouvement du mélange dans un dispositif fixe tels que les hydrocyclones. L’Homme du métier saura sélectionner les appareillages ainsi que les conditions d’utilisation les mieux adaptées afin d’obtenir les différentes fractions décrites ci-dessus.

De préférence, la composition aqueuse de protéines de pois comprend en outre des polypeptides de pois non solubles à un pH inférieur à 8,7 ou inférieur à 8,8. De préférence, la composition aqueuse de protéines de pois comprend en outre des polypeptides de pois non solubles à un pH inférieur à 9,0. De préférence, la composition aqueuse de protéines de pois comprend en outre des polypeptides de pois non solubles à un pH inférieur à 9,2. On comprend aisément que ces polypeptides de pois non solubles, de manière similaire aux polypeptides de pois non solubles à un pH inférieur à 8,5, sont obtenus respectivement par une mise en suspension alcaline réalisée à un pH supérieur à 8,7, un pH supérieur à 8,8, un pH supérieur à 9,0 et un pH supérieur à 9,2.

Pour obtenir les protéines de pois précipitées au pH isoélectrique, on réalise généralement une mise au pH isoélectrique d’une solution aqueuse de protéine de pois solubilisées pour former une suspension aqueuse de protéines de pois précipitées au pH isoélectrique, suivie d’une séparation des protéines de pois de la suspension. Comme déjà mentionné ci-dessus, le pH peut être réglé entre 4,0 et 5,7, voire entre 4,8 et 5,2. La rectification de pH peut être effectuée par ajout d’acide, organique ou inorganique, par exemple de l’acide chlorhydrique, l’acide sulfurique ou l’acide citrique ou leurs mélanges. Cette étape e) peut se faire dans une cuve, agitée ou non. Elle peut être plus ou moins longue, être quasiment immédiate ou durer par exemple de 1 à 240 minutes, généralement de 5 à 60 minutes. Cet ajout de base ou d’acide peuvent se faire en ligne et l’acide peut être sous forme de solution aqueuse.

Lors de cette précipitation isoélectrique, il est important de limiter l’apport de chaleur de manière à maintenir le pourcentage de dénaturation telle que dans l’invention. Ainsi, il est possible de précipiter la protéine par thermocoagulation mais alors celle-ci doit être faite de manière à maintenir le pourcentage de dénaturation tel que défini ci-dessus. On peut avantageusement utiliser un stade de pasteurisation réalisé à une température inférieure à 80°C, avantageusement pendant un temps court, qui peut être inférieur à 30 secondes. De préférence, le stade de pasteurisation est réalisé à une température allant de 45°C à 77°C, avantageusement de 60 à 72°C. Préférentiellement, le stade de pasteurisation a une durée qui va de de 1 à 10 secondes. L’apport de chaleur par injection directe de vapeur est également préférentiellement limité voire éliminé car il est fortement susceptible de dénaturer la protéine. Alternativement, on peut utiliser une préchauffe avec un échangeur de chaleur, par exemple un échangeur de chaleur à plaques suivie d’une chauffe par injection directe de vapeur, de manière à limiter l’apport de chaleur par cette injection directe de vapeur. La pasteurisation, notamment dans les conditions préférées décrites ci-dessus présente l’intérêt de coaguler rapidement les protéines de pois précipitées et donc d’accélérer le procédé de fabrication tout en maintenant le caractère natif des protéines. Avantageusement, en cas de stade de pasteurisation, la température est rapidement réduite, par exemple par une mise sous vide (bien connue par la personne du métier par la dénomination « flash cooling »), le vide appliqué étant déterminé en fonction de la température de refroidissement choisie. Ce refroidissement permet également de maintenir le caractère natif de la protéine de pois.

Une fois fournie, la composition aqueuse de protéines de pois est soumise à un ajustement de pH allant de 6,0 à 8,0, de préférence allant de 6,0 à 6,8. Cette mise au pH se fait généralement par addition d’une base, telle que la soude, de la potasse, de la chaux ou un de leurs mélanges. Il est possible éventuellement de diluer la composition aqueuse de manière à ce que la composition aqueuse de protéines de pois au pH ajusté présente une matière sèche lui permettant d’être traitement thermiquement dans l’équipement sélectionné. De préférence, le pH va de 6,1 à 6,5. Il est préférable que cette étape d’ajustement du pH comprise entre la fourniture de la composition aqueuse de protéine de pois et le traitement thermique se fasse le plus rapidement possible, et ait une durée inférieure à 60 minutes de manière que la protéine de pois conserve son enthalpie de dénaturation avant l’étape de traitement thermique.

L’étape de traitement thermique est ensuite réalisée de manière à obtenir la protéine de pois fonctionnalisée de l’invention. Un traitement thermique est généralement caractérisé par un barème temps/température. L’Homme du métier saura adapter les conditions de manière à obtenir la protéine de pois fonctionnalisée de l’invention.

La température lors de l’étape de traitement thermique du mélange peut aller de 105 à 128°C, de préférence de 110 à 125°C, tout préférentiellement 120°C. Préférentiellement, l’étape de traitement thermique du mélange a une durée de 0,1 à 20 secondes, avantageusement de 0,1 à 5 secondes. Le procédé de l’invention comprend généralement, à la suite de l’étape de traitement thermique, une étape de refroidissement de la protéine de pois fonctionnalisée. Selon une variante préférée, cette étape de refroidissement est obtenue par refroidissement rapide (« flash-cooling »). A l’issue de cette étape, la température peut varier selon la température de l’étape la précédant. Généralement, la température de refroidissement est sélectionnée de manière que la différence entre la température de traitement thermique et la température de refroidissement aille de 10 à 80°C, par exemple de 30 à 70°C. La température de refroidissement peut aller de 30 à 100°C, avantageusement est inférieure à 80°C, par exemple de 60 à 80°C, par exemple aux alentours de 70°C. A titre d’exemple, dans le mode avantageux où la température de traitement thermique va de 105 à 128°C, la température de refroidissement peut aller de 60 à 80°C, par exemple peut être aux alentours de 70°C.

Selon une variante du procédé, il comprend une étape de cisaillement de la protéine de pois fonctionnalisée par exemple par passage de la dispersion aqueuse de protéines dans une pompe haute pression. A titre d’exemple de pompe haute pression, on peut citer les pompes haute pression commercialisées par la société Silverson, encore appelées mélangeur à haut cisaillement (« high shear mixer »), par exemple de ceux la gamme UHS. De préférence, l’étape de cisaillement est réalisée par une pompe haute pression. Selon une autre variante, le procédé comprend une étape d’homogénéisation de la protéine de pois fonctionnalisée.

L’étape de cisaillement ou d’homogénéisation peut avoir lieu avant ou après les étapes de traitement thermique et/ou de remontée du pH. Toutefois, si elles sont conduites, ces étapes optionnelles sont généralement conduites sous faible intensité, sans que cela affecte négativement les fonctionnalités de la protéine de pois, notamment le pouvoir gélifiant.

Le procédé selon l’invention peut également comprendre une étape de séchage de la protéine de pois fonctionnalisée. Généralement, cette étape de séchage est réalisée de manière à atteindre le taux de matière sèche décrit précédemment. On utilise pour ce faire toute technique bien connue de l’homme du métier comme par exemple la lyophilisation, le séchage par flash drying ou sur tambour sécheur ou bien encore l’atomisation. Le procédé peut également comprendre une étape de broyage ou de micronisation. L’atomisation est la technologie préférée, en particulier l’atomisation à multiple effet. La technique peut être choisie de manière que la poudre présente la taille de particules d50 décrite précédemment. Le procédé de l’invention peut également comprendre une étape de broyage à sec de la protéine.

L’invention porte également sur l’utilisation de la protéine de pois fonctionnalisée selon l’invention pour la fabrication de produits alimentaires ou de boissons.

D’une manière générale, la protéine de pois de l’invention peut être utilisée dans des produits alimentaires et des boissons qui peuvent en inclure dans une quantité allant jusqu’à 100% en poids par rapport au poids sec total du produit alimentaire ou de boisson, par exemple en une quantité allant d’environ 1 % en poids à environ 80 % en poids par rapport au poids sec total du produit alimentaire ou de boisson. Tous les montants intermédiaires (c’est-à-dire 2 %, 3 %, 4 %... 77 %, 78 %, 79 % en poids par rapport au poids total du produit alimentaire ou de boisson) peuvent être utilisés, de même que toutes les fourchettes intermédiaires fondées sur ces quantités. Ces produits alimentaires et boissons peuvent être adaptés à des populations végétariennes ou véganes.

Un usage de la protéine de l’invention concerne son utilisation dans les boissons. Dans les boissons, la teneur en protéine dans ces produits peut varier largement et peut être également une boisson riche en protéine (« high protein drink »). La quantité en protéine peut aller par exemple de 1 à 12% en masse sèche par rapport à la masse totale de la boisson, notamment de 3 à 10% par rapport à la masse totale de la boisson. Les boissons peuvent être de tout type et incluent les alternatives végétales au lait ou succédanés de lait, y compris les laits type « barista » ou encore les « coffee creamer ». Il peut également s’agir d’autres boissons, acides ou non, prêtes à boire telles que les boissons gazeuses (y compris, mais sans s’y limiter, les soft drinks gazeux), les boissons non gazeuses (y compris, mais sans s’y limiter, les soft drinks non gazeux tels que les eaux aromatisées, les jus de fruits et le thé sucré ou non sucré ou les boissons à base de café), les boissons alcoolisées telles que les bières ou les alcools forts, les smoothies, les concentrés de boissons (y compris, mais sans s’y limiter, les concentrés et sirops liquides ainsi que les « concentrés » non liquides, tels que les préparations lyophilisées et/ou en poudre ou « powder mixes »). A noter que dans les boissons, on utilise généralement des arômes ou des agents masquants pour réduire la note aromatique pois ou l’arrière-goût amer de la protéine ou encore parfumer la boisson. Un des avantages de la protéine de pois de l’invention est que son utilisation en lieu et place des protéines de pois classiques rend possible la réduction de cette quantité en arôme ou agent masquant, voire permet de supprimer totalement ces constituants de la boisson, tout en gardant pour la boisson un goût très satisfaisant. Les boissons peuvent également comprendre des hydrocolloïdes.

Les produits alimentaires qui peuvent être concernés comprennent les produits de boulangerie tels que les produits panifiables (y compris, mais sans s’y limiter, les pains au levain et sans levain, les pains de mie, les pains à la levure et les pains sans levure tels que les pains au bicarbonate de soude), les pains comprenant tous les types de farine de blé, les pains comprenant tous les types de farine autres que celles de blé (comme les farines de pommes de terre, de riz, d’orge, d’épeautre et de seigle), les pains sans gluten; les mélanges pour la préparation desdits produits panifiables; les produits de boulangerie sucrés (y compris, mais sans s’y limiter, les petits pains, les gâteaux, les tartes, les pâtisseries, les gaufres, les crêpes, les muffins, les pancakes, et les biscuits); les mélanges pour la préparation desdits produits boulangerie sucrés; les garnitures à tarte et autres garnitures sucrées (y compris, mais sans s’y limiter, les garnitures à tarte aux fruits et les garnitures à tarte aux noix telles que les garnitures à tarte aux noix de pécan, ainsi que les garnitures pour biscuits, gâteaux, pâtisseries, produits de confiserie et autres, tels que les garnitures à la crème); les barres-collations (y compris, mais sans s’y limiter, les barres énergétiques, de céréales, de noix, et/ou de fruits).

Il peut également s’agir de desserts gélifiés comme les crèmes desserts et puddings. Par crème dessert, on entend tout type de crèmes pâtissière, mousseline, diplomate, chiboust, bavaroise ou flans. Ces différentes crèmes pourront être utilisés en garnissage (« fillings »). Un autre type de dessert peut également être les desserts congelés (y compris, mais sans s’y limiter, les desserts laitiers congelés tels que la crème glacée - y compris la crème glacée ordinaire, la crème glacée molle et tous les autres types de crème glacée - et les desserts non laitiers congelés tels que la crème glacée non laitière, le sorbet et autres).

D’autres produits classiquement préparés à partir de lait animal peuvent également comprendre la protéine de pois de l’invention pour former des succédanés. Il peut s’agir de produits acidifiés et/ou ou fermentés avec des ferments, par exemples des ferments lactiques, véganes ou mésophiles. Il peut s’agir de yaourts (y compris, mais sans s’y limiter, les yaourts gras, à teneur réduite en gras et sans gras, ces yaourts pouvant être exempts de protéines de lait et sans lactose). Le terme « yaourts » inclue également les fromages blancs et les petits suisses. Il peut également s’agir de succédanés de fromages tels que les fromages tartinables, fondus, à pâte pressée cuite et non cuite, à pâte molle, à pâte filée, les pâtes persillées ; il peut s’agir d’emmental, fromage en ficelle, ricotta, provolone, parmesan, munster, mozzarella, monterey jack, manchego, bleu, fontina, feta, edam, double Gloucester, camembert, cheddar, brie, asiago et Havarti. Il peut également s’agir d’autres produits tels que les beurres végétaux ou encore la crème fraîche.

D’autres produits pouvant inclure la protéine de pois de l’invention sont également les sauces telles que les vinaigrettes ou les sauces à base de mayonnaise ou de ketchup ou les sirops.

Également, les protéines de pois de l’invention peuvent être incorporées dans les produits de confiserie (y compris, mais sans s’y limiter, les bonbons gélifiés, les bonbons mous, les bonbons durs, les chocolats, les caramels et les gommes) ; les céréales de petit-déjeuner sucrées et non sucrées (y compris, mais sans s’y limiter, les céréales extrudées, les céréales en flocons et les céréales soufflées) ; et des compositions d’enrobage de céréales pour la préparation de céréales pour petit-déjeuner. Il peut également s’agir de préparations à tartiner sucrées (y compris, mais sans s’y limiter, les gelées, les confitures, les beurres de noix tels que le beurre de cacahuètes, les pâtes à tartiner et autres produits tartinables).

Les protéines de pois de l’invention peuvent également être utilisées en support ou en encapsulation d’arôme.

D’autres types d’aliments et de boissons non mentionnés ici mais qui comportent classiquement une ou plusieurs protéines et peuvent également être envisagés dans le cadre de la présente invention. En particulier, les aliments pour animaux (comme les aliments pour animaux de compagnie) sont explicitement envisagés.

La protéine de pois peut également être utilisée, éventuellement après texturation, dans des succédanés de viande tels que des saucisses émulsionnées ou des hamburgers, des substituts de charcuteries tels que des succédanés de jambon de porc, de blanc, de poulet ou de dinde (également regroupés sous la dénomination « cold-cut ») ou encore des succédanés de poissons ou de fruits de mer. Elle peut également être utilisée dans des formulations de remplacement d’œufs ou pour la fabrication de produits protéique tels que le tofu ou le tempeh. Par protéines texturées, on entend généralement les protéines texturées par extrusion, c’est-à-dire notamment extrusion à sec (« dry extrusion » ou encore « Textured Vegetable Protein »), extrusion humide (« high moisture extrusion »). Les extrudeuses peuvent être des extrudeuses simple vis, double vis ou multiple vis. Dans le cas de l’extrusion double vis, l’extrusion peut être co-rotative ou contrarotative. A titre d’exemples d’extrusion multiple vis, on peut citer l’extrudeuse planétaire (« planetary extruder ») ou l’extrudeuse anneau (« ring-extruder »). On peut également citer d’autres technologies plus particulières telles que la technologie « shear cell », la microextrusion ou encore l’impression 3D. La protéine de pois peut également être utilisée dans la fabrication de compositions de liants (« binder »), qui sert à la fabrication des substituts de viande ou de poissons. Les liants sont souvent utilisés pour assembler des particules de protéines texturées afin de façonner ces substituts, l’assemblage pouvant être fait par compression-cuisson ou en utilisant, par exemple, des appareillages de façonnage de type PowerHeater™ commercialisés par la société Source Technology.

Les produits alimentaires ou les boissons peuvent notamment être utilisés dans la nutrition spécialisée, par exemple pour des populations spécifiques, par exemple pour les bébés ou les nourrissons, les enfants, les adolescents, les adultes, les personnes âgées, les athlètes, les personnes souffrant d’une maladie. Il peut s’agir de formules nutritionnelles de substitution de repas, de boissons nutritionnelles complètes, par exemple pour la gestion du poids ou encore dans la nutrition clinique (par exemple l’alimentation par sonde ou la nutrition entérale).

La protéine de pois peut être utilisée comme seule source de protéines, mais peut également être utilisée en combinaison avec d’autres protéines additionnelles, végétales ou animales. Ces protéines additionnelles peuvent être hydrolysées ou non hydrolysées. Généralement, ces protéines additionnelles se présentent sous la forme de concentrats ou d’isolats.

Le terme « protéine végétale » désigne l’ensemble des protéines dérivées des céréales, des plantes oléagineuses, des légumineuses et des plantes tubéreuses, ainsi que toutes les protéines dérivées d’algues et de microalgues ou de champignons, utilisées seules ou en mélange, choisies dans la même famille ou dans des familles différentes.

Par « légumineuse », on entend généralement la famille de plantes dicotylédones de l'ordre des Fabales. Plusieurs légumineuses sont d'importantes plantes cultivées parmi lesquelles le soja, les haricots notamment le haricot mungo, le pois chiche, la féverole, l'arachide, la lentille cultivée, la luzerne cultivée, différents trèfles, les fèves, le caroubier, la réglisse et le lupin. La protéine de légumineuse additionnelle peut être choisie parmi ces légumineuses ou encore être une protéine de pois que celle de l’invention. Dans la présente demande, le terme « céréales » désigne les plantes cultivées de la famille des graminées produisant des grains comestibles, par exemple le blé, l’avoine, le seigle, l’orge, le maïs, le sorgho ou le riz. Les tubercules peuvent être la carotte, le manioc, le konjac, la pomme de terre, le topinambour, la patate douce. Les plantes oléagineuses sont généralement des plantes produisant des graines dont sont extraites de l’huile. Les plantes oléagineuses peuvent être choisies parmi le tournesol, le colza, l’arachide, le sésame, la courge ou le lin. Les protéines animales peuvent être par exemple des protéines d’œuf ou de lait, telles que des protéines de lactosérum, de la caséine ou caséinates. La composition protéique de pois de l’invention peut ainsi être utilisée en association avec une ou plusieurs de ces protéines ou des acides aminés afin d’améliorer les propriétés nutritionnelles du produit final, par exemple pour améliorer le PDCAAS de la protéine ou pour apporter d’autres fonctionnalités.

La protéine de pois peut également être utilisée pour la fabrication de produits pharmaceutiques ou encore en fermentation par exemple pour la production de métabolites de fungi ou de métabolites par culture cellulaire.

La protéine de pois de l’invention est notamment utile pour la fabrication de protéines texturées par extrusion sèche ou humide, de substituts de viande comme des saucisses émulsionnées, de substituts de charcuteries, de compositions de substituts d’œufs ou encore de crèmes desserts.

L’invention et ses avantages vont maintenant être illustrés dans les modes de réalisation détaillés dans la partie exemples ci-dessous. Il est précisé que ces exemples ne sont pas limitatifs de la présente invention.

Exemples

Méthodes

De nombreux modes de réalisation sont exemplifiés ci-après. En ce qui concerne les méthodes utilisées, elles sont décrites en détail dans la description ci-dessus.

Série 1 (Exemples 1 et 2, contre-exemples 1, 2, 3 et 4) : Fabrication de protéines de pois selon l’invention et comparatives – Effet des pH d’extraction et de lors du procédé de fabrication

Environ 900 kg de pois ont été mis en œuvre. Les fibres externes des pois ont tout d'abord été séparées des graines par concassage (séparation mécanique de l'enveloppe externe et de la graine de pois) et dépelliculage (tri des enveloppes externe et des graines dépelliculées de pois à l'aide d'air comprimé). Les graines concassées sont ensuite broyées dans un broyeur à attrition à haute vitesse pour obtenir une farine de pois. La farine est ensuite refroidie par air comprimé. Cette farine est ensuite réhydratée avec de l’eau par un système de rotor stator à haut cisaillement pour permettre une hydratation rapide et efficace de la farine. Cette suspension de pois est ensuite transférée dans une cuve de stockage agitée. Une alcalinisation est éventuellement réalisée à l’aide de soude 4% au pH indiqué dans le Tableau (« pH extraction »). Cette suspension de pois broyés a alimenté un décanteur centrifuge (Flottweg Z3). La fraction protéique a été récupérée dans le débordement nommé (« overflow proteique »). La fraction protéique a été ajustée avec de l’acide chlorhydrique à pH 5 dans une cuve sous agitation puis est pasteurisée à 70°C pendant moins de 5 secondes environ. La fraction protéique a ensuite été refroidie instantanément (« flash cooling »). Immédiatement, la fraction protéique pasteurisée a été passée sur un décanteur centrifuge Flottweg Z3. Le sédiment protéique (« l’underflow protéique ») récupéré a été dilué dans de l’eau tiède. Ce sédiment a ensuite été immédiatement ajusté à une matière sèche de 18% environ puis été rectifié au pH indiqué dans le Tableau (« pH traitement thermique ») avec de la soude 4%. Le pourcentage de dénaturation de la protéine de pois est reporté dans le Tableau (« % dénaturation ») ; le pourcentage de dénaturation des protéines de pois de l’underflow protéique est compris entre environ 43% et 57%. La protéine de pois a ensuite été traitée thermiquement à 120°C pendant 5 secondes puis été refroidie instantanément par refroidissement rapide (« flash cooling ») à 75°C environ et enfin séché dans un atomiseur à buses de marque TGE. La poudre de protéine de pois récupérée et les fonctionnalités analysées (pouvoir gélifiant, solubilité à pH 7, viscosité).

Exemple 3 : Protéine de pois selon l’invention

Environ 900 kg de pois ont été mis en œuvre. Les fibres externes des pois ont tout d'abord été séparées des graines par concassage (séparation mécanique de l'enveloppe externe et de la graine de pois) et dépelliculage (tri des enveloppes externe et des graines dépelliculées de pois à l'aide d'air comprimé). Les graines concassées sont ensuite broyées dans un broyeur à attrition à haute vitesse pour obtenir une farine de pois. La farine est ensuite refroidie par air comprimé. Cette farine est ensuite réhydratée avec de l’eau par un système de rotor stator à haut cisaillement pour permettre une hydratation rapide et efficace de la farine. Cette suspension de pois est ensuite transférée dans une cuve de stockage agitée. Cette suspension de pois a ensuite alimenté un système de séparation qui utilise la force centrifuge pour séparer les constituants en utilisant un champ de forces centrifuges provoqué par le mouvement du mélange dans un dispositif fixe. Cette technologie permet de séparer une fraction lourde comprenant principalement de l’amidon et des fibres alors que la fraction légère comprend principalement des protéines. Cette fraction légère a ensuite été passée sur un décanteur centrifuge type (Flottweg Z3). Une fraction protéique du décanteur centrifuge a été récupérée dans le débordement (« l’overflow protéique ») alors que la phase lourde dépourvue d’amidon (<2% sur sec), composée en partie de polypeptides insolubles à pH inférieur à 8,5, est également récupérée. L’overflow protéique a été ajustée avec de l’acide chlorhydrique à pH 5 dans une cuve sous agitation puis pasteurisée à 77°C pendant moins de 5 secondes. La fraction protéique a ensuite été refroidie instantanément par « flash cooling ». Immédiatement, la fraction protéique pasteurisée est passée sur un décanteur centrifuge Flottweg Z3 dont la fraction lourde est récupérée (« underflow protéines de pois précipitées »). La phase lourde dépourvue d’amidon est quant à elle diluée dans un ratio 1 pour 1 avec de l’eau avant d’être alcalinisée à un pH 9,5. Cette fraction est à nouveau passée sur un système de décanteur centrifuge type (Flottweg Z3) dont le débordement (« overflow polypeptides ») est récupéré. La fraction lourde « underflow protéines de pois précipitées » (proche de 30% de matière sèche) est diluée entre 18%-20% avec le débordement « overflow polypeptides ». Ce mélange est ensuite rectifié à pH 6,3 avec de la soude 4%. Les protéines de pois de ce mélange présentent un pourcentage de dénaturation d’environ 37%. Ce mélange rectifié a été traité thermiquement à 120°C pendant 5 secondes puis été refroidi instantanément par refroidissement rapide (« flash cooling ») à 75°C environ. Ce floc de protéine de pois est ensuite séché dans un atomiseur à buses de marque TGE. La poudre de protéine de pois récupérée a ensuite été analysée (pouvoir gélifiant, solubilité à pH 7, viscosité).

Exemple 4 : Protéine de pois selon l’invention

Environ 900 kg de pois ont été mis en œuvre. Les fibres externes des pois ont tout d'abord été séparées des graines par concassage (séparation mécanique de l'enveloppe externe et de la graine de pois) et dépelliculage (tri des enveloppes externe et des graines dépelliculées de pois à l'aide d'air comprimé). Les graines concassées sont ensuite broyées dans un broyeur à attrition à haute vitesse pour obtenir une farine de pois. La farine est ensuite refroidie par air comprimé. Cette farine est ensuite réhydratée avec de l’eau par un système de rotor stator à haut cisaillement, pour permettre une hydratation rapide et efficace de la farine. Cette suspension de pois est ensuite transférée dans une cuve de stockage agitée. Cette suspension de pois a ensuite alimenté un système de séparation qui utilise la force centrifuge pour séparer les constituants en utilisant le champ des forces centrifuges provoqué par le mouvement du mélange dans un dispositif fixe. Cette technologie permet de séparer une fraction lourde comprenant principalement de l’amidon et des fibres alors que la fraction légère comprenant principalement des protéines. Cette fraction est à nouveau passée sur un système de décanteur centrifuge type (Flottweg Z3). Une fraction protéique a été récupérée dans le débordement (« l’overflow protéique ») alors qu’une phase lourde dépourvue d’amidon (<2% sur sec), comprenant également des polypeptides insolubles à pH inférieur à 8,5, est également récupérée. La phase lourde dépourvue d’amidon est ensuite diluée dans un ratio 1 pour 1 avec de l’eau pour atteindre une matière sèche proche de 10% avant d’être alcalinisée à un pH 9,2. Cette fraction est à nouveau passée sur un décanteur dont le débordement (« overflow polypeptides ») est mélangé avec la fraction protéique (l’overflow protéique). Ce mélange est ensuite acidifié avec de l’acide chlorhydrique à pH 5 avant d’être pasteurisé à 70°C moins de 5 secondes puis refroidie instantanément (« flash cooling »). Immédiatement, la fraction protéique pasteurisée est passée sur un décanteur centrifuge (Flottweg Z3) dont la fraction lourde nommée « isolat de pois » est récupérée et diluée vers 20% avec de l’eau tiède. L’isolat de pois est ensuite rectifié à pH 6,3 avec de la soude 4%. L’isolat de pois a été traité thermiquement à 120°C moins de 5 secondes puis été refroidi instantanément par refroidissement rapide (« flash cooling ») à 80°C environ. Cet isolat est ensuite séché dans un atomiseur à buses. La poudre de protéine de pois récupérée a ensuite été analysée (pouvoir gélifiant, solubilité à pH 7, viscosité).

Contre-exemple 5 : Protéine de pois comparative

Ce contre-exemple est quasiment identique à l’exemple 4 à l’exception qu’il diffère en ce que :
- la phase lourde dépourvue d’amidon n’est pas utilisée et est éliminée (pas de récupération d’overflow polypeptides),
- l’overflow protéique est acidifié avec de l’acide chlorhydrique à pH 5 avant d’être pasteurisée à 77°C moins de 5 secondes puis refroidie instantanément,
- l’isolat de pois ainsi récupéré est rectifié à un pH de 7,7 au lieu de 6,3.

La poudre de protéine de pois récupérée a ensuite été analysée (pouvoir gélifiant, solubilité à pH 7, viscosité).

Exemple 5 : Protéine de pois selon l’invention

Environ 900 kg de pois ont été mis en œuvre. Les fibres externes des pois ont tout d'abord été séparées des graines par concassage (séparation mécanique de l'enveloppe externe et de la graine de pois) et dépelliculage (tri des enveloppes externe et des graines de pois dépelliculées à l'aide d'air comprimé). Une suspension de pois et d’eau a été broyée en phase humide et en continue de manière à obtenir une suspension de pois broyés d’environ 20% de matière sèche. La suspension a ensuite été transférée dans une cuve de stockage agitée avant d’être ajustée à un pH 9,2 en ajoutant de la soude 4%. Cette suspension de pois broyés a alimenté un décanteur centrifuge (Flottweg Z3). La fraction protéique a été récupérée dans l’overflow. La fraction protéique a été ajustée avec de l’acide chlorhydrique à pH 5 dans une cuve sous agitation puis été pasteurisée à 70°C moins de 5 secondes et immédiatement, la fraction protéique pasteurisée a été passée sur un décanteur centrifuge Flottweg Z3. Le sédiment protéique (l’underflow) récupéré a été dilué dans de l’eau tiède. Ce sédiment a ensuite été ajusté à une matière sèche de 18% environ puis rectifié à pH 6,3 avec de la soude 4% et a été traité thermiquement à 120°C pendant 5 secondes puis refroidi par refroidissement rapide (« flash cooling ») à 75°C environ. La protéine a été atomisée dans un atomiseur à buses de marque TGE. La poudre de protéine de pois récupérée a ensuite été analysée (pouvoir gélifiant, solubilité à pH 7, viscosité).

En plus des protéines des exemples et des contre-exemples, le pouvoir gélifiant et la viscosité des isolats de protéines de pois commerciaux PISANE F9, C9 et M9, commercialisés par la société COSUCRA ont été reportées.

Ref.	pH extraction	T°C pasteur-isation	% dénaturation	pH traitement thermique	Protéine (%)	pouvoir gélifiant (Pa)	Viscosité (Pa.s)	Solubilité à pH 7 (%)
Ref.	pH extraction	T°C pasteur-isation	% dénaturation	pH traitement thermique	Protéine (%)	pouvoir gélifiant (Pa)	Viscosité (Pa.s)	Solubilité à pH 7 (%)
EXEMPLE 1		8,7	70	43	6,3	85,9	965	0,17	37
EXEMPLE 2		9	70	57	6,2	87,3	669	0,17	49
CONTRE EXEMPLE 1		8,4	70	19	6,3	88,7	60	0,10	68
CONTRE EXEMPLE 2		8,1	70	33	6,5	87,9	110	0,22	55
CONTRE EXEMPLE 3		6,7	70	38	6,4	85,9	109	0,23	52
CONTRE EXEMPLE 4		8,1	70	33	6,9	88,4	25	0,08	45
EXEMPLE 3		9,5	77	43	6,4	84,3	1011	0,08	30
EXEMPLE 4		9,2	70	43	6,5	84,0	1567	0,24	20
CONTRE EXEMPLE 5		NON	77	71	7,7	84,5	115	0,31	56,1
EXEMPLE 5		9,2	70	57	6,3	88,6	499	0,20	44
PISANE F9							1599	0,80	nd
PISANE C9							684	0,80	nd
PISANE M9							755	1,00	nd

Comme il apparaît ci-dessus des propriétés des différents exemples, contre-exemples et produits commerciaux, l’invention a permis l’obtention de protéines de pois présentant une combinaison unique de propriétés, a priori incompatibles : en effet, à l’aide du procédé maîtrisé lors des différentes étapes de fabrication, les inventeurs sont parvenus à obtenir des protéines de pois combinant pouvoir gélifiant à la température ainsi qu’une faible viscosité. Or, l’art antérieur enseigne que l’obtention de protéines au pouvoir gélifiant à la température augmenté s’accompagne d’une augmentation de la viscosité à température ambiante.

Ces nouvelles protéines vont maintenant être évaluées ci-dessous dans différentes applications.

Evaluation de la protéine de pois selon l’invention en extrusion humide

Un mélange de poudres est réalisé selon les recettes suivantes décrites dans le Tableau ci-dessous, exprimés en masse des ingrédients :

Ingrédients	Inv.1	CP.1	Inv.2	CP.2
Protéine pois Ex.1	92	0	92	0
Protéine pois Comp. 5	0	92	0	92
Fibre de pois ROQUETTE® I50M	5	5	5	5
Fécule de pomme de terre	3	3	3	3
Profil température extrusion	1	1	2	2

Les protéines testées sont la protéine de pois de l’exemple 1 ainsi que la protéine de pois du contre-exemple 5.

Ce mélange est introduit par gravité dans un extrudeur LEISTRITZ ZSE 27MAXX de la société LEISTRITZ.

Le mélange est introduit avec un débit régulé d’environ 13,3 kg/h. Une quantité d’environ 15,3 kg/h d’eau est également introduite. L’humidité dans l’extrudeuse est environ de 56%.

Les essais d’extrusion humide sont réalisés sur cette extrudeuse équipée d’une filière thermorégulée, modèle FDK750 de marque Coperion, comprenant deux modules de longueur 80 cm et de section de passage 50 mm x 15 mm. La vis d’extrusion est mise en rotation à une vitesse égale à 350 tours/min et envoie le mélange dans la filière. 2 profils de température ont été utilisés selon l’essai.

Le profil 1 de température de l’extrudeuse, équipé de 15 fourreaux pouvant être chauffés, est détaillé ci-dessous :

	Z15	Z14	Z13	Z12	Z11	Z10	Z9	Z8	Z7	Z6	Z5	Z4	Z3	Z2	Z1
Profil T°C	120	120	130	150	150	130	100	90	80	60	60	60	35	35	x

Le profil 2 de température de l’extrudeuse est détaillé ci-dessous :

	Z15	Z14	Z13	Z12	Z11	Z10	Z9	Z8	Z7	Z6	Z5	Z4	Z3	Z2	Z1
Profil T°C	90	120	120	130	115	115	110	90	60	60	60	60	35	35	x

La protéine texturée ainsi produite est coupée à la sortie de la filière en bandes de 10 cm de longueur environ (largeur 5 cm et épaisseur 1,5 cm).

Pour les 4 essais, les paramètres d’extrusion sont reportés ci-dessous :

Mélange	Inv.1	CP.1	Inv.2	CP.2
Profil Température	1	1	2	2
Couple (%)	15	12	17	15
Pression (bar)	25	15	34	33
T°C matière (°C)	111	113	102	99
Fibration bande	+++	Non stable	++	+

Observation de la fibration des bandes

Pour observer la fibration de la bande, la bande est coupée en deux le sens de la longueur et on tire entre les deux morceaux de la bande de manière à la déchirer et voir la présence ou l’absence de fibres. On observe les bandes déchirées aux Figures 2 à 5.

L’essai CP 1 n’a pas été concluant : l’extrusion ne se réalise pas de manière stable : le produit est déchiré en sortie d’extrudeuse et une importante séparation entre le centre et l’enveloppe a été observée, comme montré sur la . Au contraire, l’essai de l’Exemple 1 montre une bonne fibration ( ).

A température plus faible, l’essai CP 2 montre qu’il est possible d’obtenir une fibration correcte du mélange comparatif à température plus faible, mais que celle-ci reste limitée ( ). Cette fibration est supérieure, avec le même profil de température, en utilisant le mélange utilisant la protéine de l’invention ( ). On observe également que la pression augmente dans l’extrudeuse pour les 2 essais par rapport au profil de température plus chaud mais que celle-ci n’est pas trop élevée pour conduire les essais.

Ainsi, en utilisant la protéine de pois de l’invention et au contraire de la protéine comparative, il est possible d’utiliser des profils de température variés. Il a été notamment possible d’utiliser un profil de température plus élevé (le profil 1 comprend des zones présentant un maximum de température de consigne à 150°C) et de fournir de manière stable des bandes d’extrusion alors que ceci n’a pas été possible avec la protéine comparative. Par ailleurs, l’utilisation de la protéine de pois de l’invention a permis d’observer une meilleure fibration des bandes d’extrusion, notamment en utilisant ce profil de température plus élevé.

Evaluation de la protéine de pois selon l’invention pour la fabrication de crèmes dessert

La protéine de l’invention évaluée est la protéine de l’exemple 4. La protéine comparative utilisée est une protéine de pois commerciale (NUTRALYS® F85M commercialisée par la Demanderesse).

Les protéines de l’invention et comparative ont été évaluées dans la recette de crème dessert suivante. Dans la suite du texte, la crème comparative est obtenue en utilisant la protéine de pois comparative et la crème « invention » est obtenue est obtenue en utilisant la protéine de pois selon l’invention.

Ingrédients	(%)
Eau	74,04
Sucrose	15
Protéine de pois	3,8
CLEARAM® CR3020 amidon de maïs waxy modifié	3,25
Huile de coprah	2,7
Arôme naturel	0,3
Amidon de maïs	0,5
Tricalcium phosphate	0,32
Colorant	0,06
Sel	0,03
Total	100

Cette recette est sans carraghénanes.

Protocole expérimental :
1/ Hydrater les poudres de protéines dans l’eau à 55°C pendant 30 minutes avec un mélangeur Silverson à 2500 tpm
2/ Ajouter le reste des poudres et mélanger à 4000 tpm pendant 5 minutes
3/ Ajouter l’huile de coprah et mélanger à 6000tpm pendant 5 minutes
4/ Homogénéiser à 100 bar à 57°C
5/ Stériliser à 130°C pendant 30 secondes puis refroidir à 75°C
6/Laisser refroidir à température ambiante (20°C)
7/ Stocker à 4°C.

Il a pu être observé un développement de la consistance de la crème dessert à la suite de sa stérilisation et son refroidissement bien plus important avec la protéine de l’invention. Toutefois malgré ce phénomène, aucun problème de mise en œuvre lors des mélanges et l’homogénéisation n’a été observé.

9 jours après la fabrication des crèmes, une évaluation sensorielle a été réalisée.

En point de référence, les propriétés ont également été comparées à celle d’un produit commercial comprenant des produits laitiers sans protéine de pois et des carraghénanes (Danette® arôme vanille de la société Danone).

Les conclusions sont reportées ci-dessous :

Propriété	Crème comparative	Crème invention
Couleur	Jaune clair	Jaune très clair
Texture en cuiller	Texture liquide et fluide, fuyant la cuiller	Texture épaisse et ferme restant sur la cuiller, proche du produit commercial
Texture et sensation en bouche	Texture fluide et couvrante, peu de sensation en bouche	Plus de sensation en bouche que la crème comparative, légèrement moins crémeuse que le produit commercial

Ainsi, il a été possible avec la protéine de l’invention de formuler une crème dessert presqu’aussi épaisse et ferme que la crème dessert commerciale, alors que celle-ci comprend des protéines laitières connues pour être généralement plus gélifiantes que les protéines de pois, ainsi que des carraghénanes qui sont des épaississants connus pour apporter une texture importante lorsqu’ils sont ajoutés à la crème. Cela permet d’avoir des crèmes présentant une texture en bouche et en cuiller très proches du produit commercial.

Par ailleurs, les deux crèmes dessert de l’invention et comparative présentent un goût satisfaisant.

Claims

Protéine de pois fonctionnalisée présentant un pouvoir gélifiant selon un TEST A d’au moins 300 Pa, de préférence allant de de 500 à 2000 Pa, tout préférentiellement allant de 600 à 1800 Pa et une viscosité déterminée inférieure à 0,5 Pa.s, la viscosité étant mesurée à 15% en poids de matière sèche, à un taux de cisaillement de 40s-1 et une température de 20°C.
Protéine de pois fonctionnalisée selon la revendication 1 caractérisée en ce qu’elle présente un pouvoir gélifiant selon le TEST A allant de 600 à 1000 ou de 1000 à 2000 Pa ou de 1100 à 1800 Pa.
Protéine de pois fonctionnalisée selon l’une des revendications 1 à 2 caractérisée en ce qu’elle présente un pH allant de 6,0 à 6,8.
Protéine de pois fonctionnalisée selon l’une des revendications 1 à 3 caractérisée en ce qu’elle présente une viscosité inférieure à 0,4 Pa.s (15% de matière sèche, 40s-1, 20°C), de préférence de 0,05 à 0,4 Pa.s, de préférence de 0,1 à 0,4 Pa.s.
Protéine de pois fonctionnalisée selon l’une des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que sa solubilité à pH 7 selon un TEST C est inférieure ou égale à 49%, de préférence inférieure ou égale à 45%, de préférence de 20 à 40%.
Protéine de pois fonctionnalisée selon l’une des revendication 1 à 5 caractérisée en ce que sa teneur en protéine va de 80 à 90%.
Protéine de pois fonctionnalisée selon l’une des revendications 1 à 6 caractérisée en ce qu’elle présente un pourcentage de dénaturation inférieur à 25%, voire inférieure à 10%, tout préférentiellement d’environ 0%.
Utilisation de la protéine de pois fonctionnalisée selon l’une des revendications 1 à 7 pour la fabrication de produits alimentaires ou de boissons, notamment de protéines texturées par extrusion sèche ou humide, de substituts de viande comme des saucisses émulsionnées, de substituts de charcuterie, de compositions de substituts d’œufs ou encore de crèmes desserts.
Procédé de fabrication d’une protéine de pois fonctionnalisée selon l’une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu’il comprend :
- une fourniture d’une composition aqueuse de protéines de pois comprenant des protéines de pois précipitées au pH isoélectrique et des polypeptides de pois, lesdits polypeptides étant non solubles à un pH inférieur à 8,5, les protéines de pois de la composition aqueuse présentant un pourcentage de dénaturation inférieur à 65%,
- un ajustement de la composition aqueuse à un pH allant de 6,0 à 6,8,
- un traitement thermique du mélange de manière à obtenir la protéine de pois fonctionnalisée.
Procédé de fabrication selon la revendication 9 caractérisé en ce la fourniture de la composition aqueuse de protéines de pois comprend :
- mise en suspension d’une farine de pois dans de l’eau,
- séparation de la suspension pour fournir une solution aqueuse primaire avec résidus comprenant des polypeptides de pois en suspension et une fraction insoluble,
- séparation de la solution aqueuse primaire pour fournir une solution aqueuse primaire purifiée et les résidus comprenant des polypeptides de pois,
- mise en suspension d’au moins une partie des résidus comprenant des polypeptides de pois dans de l’eau à un pH supérieur à 8,5 pour former une suspension alcaline,
- séparation de la suspension alcaline pour fournir une solution aqueuse secondaire comprenant les polypeptides de pois et une fraction solide résiduelle,
- mise au pH isoélectrique de la solution aqueuse primaire pour former une suspension des protéines de pois précipitées,
- séparation des protéines de pois précipitées de la suspension des protéines de pois précipitées,
- mélange des protéines de pois précipitées et de la solution aqueuse secondaire pour former la composition aqueuse de protéines de pois.
Procédé selon la revendication 10 caractérisé en ce que l’étape de précipitation isoélectrique comprend un stade de pasteurisation réalisé à une température inférieure à 80°C, avantageusement de 45°C à 77°C, avantageusement pendant un temps inférieur à 30 secondes, préférentiellement pendant une durée de 1 à 10 secondes.
Procédé selon l’une des revendications 10 ou 11 caractérisé en ce que la mise en suspension alcaline est réalisée à un pH supérieur à 8,7, ou supérieur à 8,8, ou encore supérieur à 9,0 voire un pH supérieur à 9,2.
Procédé selon l’une des revendications 9 à 12 caractérisé en ce que la température lors de l’étape de traitement thermique du mélange va de 105 à 128°C, de préférence de 110 à 125°C, tout préférentiellement 120°C, cette étape ayant avantageusement une durée allant de 0,1 à 20 secondes, avantageusement de 0,1 à 5 secondes.
Procédé selon l’une des revendications 9 à 13 caractérisé en ce que les protéines de pois compris dans la composition aqueuse présentent un pourcentage de dénaturation :
- inférieur à 60%, voire inférieur à 55%, ou encore inférieur à 50% et/ou
- supérieur à 10%, voire supérieur à 20%, ou encore supérieur à 30%.