FR2691880A1 - Procédé d'obtention d'arôme naturel de vanille par traitement des gousses de vanille et arôme obtenu. - Google Patents
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Abstract
L'invention a pour objet un procédé d'obtention d'un arôme vanille naturel consistant à mettre en contact des gousses de vanille avec des enzymes du type pectinase, cellulase et/ou hémicellulase, à faire agir une enzyme du type B-glucosidase, et à extraire l'arôme vanille ainsi obtenu.
Description
PROCEDE D'OBTENTION D'ARÔME NATUREL DE VANILLE
PAR TRAITEMENT DES GOUSSES DE VANILLE ET ARÔME OBTENU
La présente invention a pour objet un procédé d'obtention d'un arôme vanille par traitement de gousses de vanille. Elle vise également 11 arôme obtenu à l'aide de ce procédé.
PAR TRAITEMENT DES GOUSSES DE VANILLE ET ARÔME OBTENU
La présente invention a pour objet un procédé d'obtention d'un arôme vanille par traitement de gousses de vanille. Elle vise également 11 arôme obtenu à l'aide de ce procédé.
La vanille naturelle est produite par le vanillier à partir de glucose photosynthétisé selon un mécanisme CAM intermédiaire entre celui de CALVIN (C3) et celui de HATCH
SLACK (C4). Le glucose se transforme tout d'abord en
Erythrose 4 Phosphate et en phosphoénol pyruvate qui, euxmêmes, sont à l'origine des différents produits intermédiaires qui conduisent à la formation de glucovanilline.
SLACK (C4). Le glucose se transforme tout d'abord en
Erythrose 4 Phosphate et en phosphoénol pyruvate qui, euxmêmes, sont à l'origine des différents produits intermédiaires qui conduisent à la formation de glucovanilline.
La glucovanilline est une forme glycosylée de la vanilline et représente une forme de stockage et de détoxification pour le vanillier.
Cette glucovanilline se forme au cours de la maturation du fruit, sur le vanillier, en 7 à 8 mois. La gousse mature contient 20% de glucovanilline dans la région du pédoncule, 40% au centre et 40% dans la partie extrême.
La vanilline dérive de la glucovanilline par hydrolyse par la 13-glucosidase présente dans le fruit, au cours de ce qui est communément appelé la "préparation" des gousses. C'est au cours des 12 premiers jours de la "préparation" des gousses que se déroulent les principales réactions conduisant à la vanilline : plus de 50% de la vanilline est alors déjà synthétisée. Les étapes ultérieures permettent le développement de la suavité de l'arôme de la vanille.
Au cours de cette "préparation" qui dure plusieurs mois, se produit une importante perte de vanilline, due au lessivage de cette dernière ou à sa sublimation. Ainsi une gousse en fin de "préparation" contient seulement environ 2% de vanilline au lieu des 5 à 6% que l'on pourrait attendre d' après la teneur en glucovanilline présente dans le fruit mature. Afin d'essayer d'éviter ces pertes, tout à fait sensibles, en vanilline, il a déjà été proposé d'extraire la vanilline des gousses, non plus en fin de "préparation", mais tout de suite ou peu de temps après la cueillette.
Ainsi le brevet français 88 10473 a proposé de procéder à la congélation des gousses vertes mûres de vanille, à une température comprise entre -5 C et -30 C puis de procéder à leur réchauffement avant d'extraire l'arôme de façon classique, par un solvant.
Selon ce brevet, ce procédé de congélation-décongélation permettrait d'obtenir au moins 80% de la vanilline escomptée d'après la teneur en glucovanilline présente dans les gousses vertes à la cueillette.
Ce procédé n'est cependant pas satisfaisant sur tous les plans. En effet, d'une part, il est assez dispendieux en énergie et, d'autre part, le rendement en vanilline ne reste que partiel.
Il est du mérite de la Société demanderesse d'avoir mis au point un procédé permettant l'obtention d'arôme de vanille avec un très haut rendement et dans des conditions opératoires relativement douces.
Le procédé selon l'invention est ainsi caractérisé par le fait que l'on met en présence des gousses de vanille avec des enzymes capables d'assurer la destruction, tout au moins partielle, des tissus et des cellules des gousses ainsi que la transformation de la glucovanilline en vanilline à l'aide d'au moins une B-glucosidase.
Les enzymes capables d'assurer la destruction, tout au moins partielle, des tissus et des cellules des gousses sont de préférence choisies parmi les enzymes de type pectinasique, cellulasique et hémicellulasique. On peut ainsi faire appel à des enzymes telles que le PECTINEX ULTRA
SP ou le ROHAMENT PC. Ces enzymes du type pectinase, cellulase ou hémicellulase, peuvent être employées simultanément ou de façon séquentielle. Par cette action de ces enzymes, qui conduit à la destruction des structures tissulaires et cellulaires des gousses, un contact beaucoup plus important et beaucoup plus intense entre la glucovanilline présente dans le fruit et la B-glucosidase naturellement présente dans celui-ci peut être assuré.Le procédé conforme à l'invention permet donc de transformer très facilement, du fait de ces actions enzymatiques combinées, la presque totalité de la gluco- vanilline présente dans le fruit mature en vanilline. Selon une réalisation préférentielle de l'invention, l'action hydrolytique de la 13-glucosidase naturelle du fruit est renforcée par l'addition de 13-glucosidase exogène. Une telle i3-glucosidase peut être trouvée aisément dans des préparations enzymatiques industrielles. On peut ainsi par exemple citer la POLYSACCHARASE L 151 ou la B-glucosidase d'amandes commercialisée par la Société SIGMA.
SP ou le ROHAMENT PC. Ces enzymes du type pectinase, cellulase ou hémicellulase, peuvent être employées simultanément ou de façon séquentielle. Par cette action de ces enzymes, qui conduit à la destruction des structures tissulaires et cellulaires des gousses, un contact beaucoup plus important et beaucoup plus intense entre la glucovanilline présente dans le fruit et la B-glucosidase naturellement présente dans celui-ci peut être assuré.Le procédé conforme à l'invention permet donc de transformer très facilement, du fait de ces actions enzymatiques combinées, la presque totalité de la gluco- vanilline présente dans le fruit mature en vanilline. Selon une réalisation préférentielle de l'invention, l'action hydrolytique de la 13-glucosidase naturelle du fruit est renforcée par l'addition de 13-glucosidase exogène. Une telle i3-glucosidase peut être trouvée aisément dans des préparations enzymatiques industrielles. On peut ainsi par exemple citer la POLYSACCHARASE L 151 ou la B-glucosidase d'amandes commercialisée par la Société SIGMA.
Conformément au procédé selon l'invention, on met tout d'abord les gousses ayant subi un broyage préalable en présence d'eau, puis on ajoute les différentes préparations d'enzymes en une quantité de 0.1 à 7% par rapport au poids des gousses (ce poids étant exprimé en matière sèche), et de préférence en une quantité de 0,5 à 5% par rapport au poids des gousses.
La quantité d'eau ajoutée aux gousses est de préférence comprise entre 10 et 150% du poids sec des gousses et, de préférence située entre 40 et 80% de ce poids. Le broyage préalable des gousses peut, quant à lui, s'effectuer par tous moyens classiques.
La suspension de gousses broyées dans l'eau mise en présence des différentes préparations d'enzymes choisies parmi le groupe des enzymes de type pectinasique, cellulasique et/ou hémicellulasique et éventuellement B-glucosi- dasique est alors agitée, à une vitesse située par exemple entre 50 et 1000 tours/minute et, de préférence entre 100 et 500 tours/minute, la température du milieu réactionnel étant maintenue entre 15 et 60"C, et de préférence entre 30 et 55"CI Le temps de contact entre la suspension de gousses broyées et les différentes préparations enzymatiques est alors maintenu pendant une durée de 1 heure à 48 heures, et de préférence entre 3 heures et 24 heures.Le pH du milieu réactionnel est quant à lui ajusté à une valeur comprise entre 4.5 et 6.5 à l'aide de soude ou d'acide phosphorique par exemple. Le pH peut cependant être ajusté et régulé à des valeurs différentes au cours du procédé, ceci afin d'optimiser l'action des différentes enzymes utilisées. De préférence, conformément à l'invention, on fait subir le traitement enzymatique ci-dessus décrit aux gousses vertes matures mais il n'est cependant pas exclu d'utiliser le procédé selon l'invention sur des gousses séchées, préparées selon les procédés traditionnels, ceci afin d'augmenter le rendement de récupération de la vanilline contenue dans lesdites gousses.
Une fois le traitement enzymatique terminé, la vanilline est extraite du milieu réactionnel par des moyens classiques connus en soi. Ainsi on peut extraire la vanilline à l'aide d'éthanol aqueux.
L'invention pourra être mieux comprise à l'aide des exemples qui suivent et qui sont donnés à titre purement illustratif.
EXEMPLE 1
Un flacon contenant 50 grammes de gousses de vanille d'Indonésie âgées d'environ 8 mois, préalablement broyées en présence de 60% d'eau est amené à une température de 45"C puis maintenu à cette température pendant 3 heures, sous agitation à une vitesse de 150 tours/minute. Une quantité de 1 gramme de préparation enzymatique de marque PECTINEX
ULTRA SP, titrant 26000 PGU/gramme est alors ajoutée dans cette suspension de gousses broyées (1 unité PGU correspond à la quantité d'enzyme nécessaire pour réduire la viscosité d'une solution standard d'acide polygalacturonique à 20"C, pH 3 et en 30 minutes).Après un temps d'incubation de 3 heures, toujours à une température de 45"C et sous une agitation de 150 t/minute, une quantité de 1 gramme de préparation enzymatique de marque POLYSACCHARASE 151 L, contenant une quantité importante de B-glucosidases (10 000
U/g), est additionnée au milieu et l'ensemble et agité pendant 12 heures à 45"C, le pH étant maintenu tout au long de la réaction à une valeur de 5.5 (une unité B-glucosidase est définie comme le nombre de micromoles de glucose produit en une minute, à 65"C et à pH 5.5 à partir d'une solution de
B-glucosides d'orge). A l'issue du traitement ainsi décrit, la vanilline a été extraite du milieu réactionnel à l'aide d'éthanol.
Un flacon contenant 50 grammes de gousses de vanille d'Indonésie âgées d'environ 8 mois, préalablement broyées en présence de 60% d'eau est amené à une température de 45"C puis maintenu à cette température pendant 3 heures, sous agitation à une vitesse de 150 tours/minute. Une quantité de 1 gramme de préparation enzymatique de marque PECTINEX
ULTRA SP, titrant 26000 PGU/gramme est alors ajoutée dans cette suspension de gousses broyées (1 unité PGU correspond à la quantité d'enzyme nécessaire pour réduire la viscosité d'une solution standard d'acide polygalacturonique à 20"C, pH 3 et en 30 minutes).Après un temps d'incubation de 3 heures, toujours à une température de 45"C et sous une agitation de 150 t/minute, une quantité de 1 gramme de préparation enzymatique de marque POLYSACCHARASE 151 L, contenant une quantité importante de B-glucosidases (10 000
U/g), est additionnée au milieu et l'ensemble et agité pendant 12 heures à 45"C, le pH étant maintenu tout au long de la réaction à une valeur de 5.5 (une unité B-glucosidase est définie comme le nombre de micromoles de glucose produit en une minute, à 65"C et à pH 5.5 à partir d'une solution de
B-glucosides d'orge). A l'issue du traitement ainsi décrit, la vanilline a été extraite du milieu réactionnel à l'aide d'éthanol.
La quantité de vanilline récupérée est de 6% (sec/sec).
Les rapports vanilline/aldéhyde para-hydroxy benzoïque, vanilline/acide vanillique et vanilline/acide parahydroxy benzoïque sont respectivement égaux à 17, à 25, et à 100.
Les mêmes gousses d'indonésie, mais ayant subi un séchage et une "préparation" de type conventionnel, ont été extraite à ltéthanol. Le rendement en vanilline n'est en ce cas que de 1.75% (sec/sec).
EXEMPLE 2
Des gousses de Madagascar "préparées" traditionnellement donnent un rendement en vanilline de 1,85% sec/sec lorsqu'elles sont extraites par une méthode classique alors qu'elles conduisent à un rendement de 2.15 lorsque le traitement enzymatique conforme à l'invention leur est appliqué.
Des gousses de Madagascar "préparées" traditionnellement donnent un rendement en vanilline de 1,85% sec/sec lorsqu'elles sont extraites par une méthode classique alors qu'elles conduisent à un rendement de 2.15 lorsque le traitement enzymatique conforme à l'invention leur est appliqué.
EXEMPLE 3
Un réacteur de 2000 litres contenant 550 kg de gousses de Madagascar "préparées" et broyées est inoculé avec un mélange de llkg de pectinase et de cellulase titrant 26 000 PGU/g, de marque PECTINEX ULTRA SP. Le milieu est ensuite laissé macérer pendant 6 heures à 45"C avant que ne soient rajoutés 11 kg de préparation enzymatique de marque
POLYSACCHARASE 151 L contenant 10 000 U/g de B-glucosidases.
Un réacteur de 2000 litres contenant 550 kg de gousses de Madagascar "préparées" et broyées est inoculé avec un mélange de llkg de pectinase et de cellulase titrant 26 000 PGU/g, de marque PECTINEX ULTRA SP. Le milieu est ensuite laissé macérer pendant 6 heures à 45"C avant que ne soient rajoutés 11 kg de préparation enzymatique de marque
POLYSACCHARASE 151 L contenant 10 000 U/g de B-glucosidases.
Après 12 heures d'incubation à une température de 45"C et sous une vitesse d'agitation d'environ 150 tours/mn, le milieu est traité à ltéthanol afin d'extraire la vanilline.
Rapportée au poids de gousses sèches de vanille, la teneur en vanilline récupérée est de 2,05%.
Les rapports entre vanilline et aldéhyde PHB, entre vanilline et acide vanillique et entre vanilline et acide
PHB sont respectivement de 13.5, de 15.7 et 64.
PHB sont respectivement de 13.5, de 15.7 et 64.
Lorsqu'on effectue le même traitement mais sans le traitement enzymatique conforme à l'invention, le rendement en vanilline n'est plus que de 1,80% sec/sec.
Claims (9)
1. Procédé d'obtention d'un arôme vanille naturel caractérisé par le fait que l'on met en contact des gousses de vanille avec des enzymes du type pectinase, cellulase et/ou hémicellulase, que l'on fait agir une enzyme du type
B-glucosidase, et que l'on extrait l'arôme vanille ainsi obtenu.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la mise en contact des gousses de vanille avec les enzymes s'effectue dans un milieu aqueux comprenant de 10 à 150% d'eau, et de préférence de 40 à 80% d'eau par rapport à la matière sèche des gousses traitées.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les gousses de vanille sont broyées et macérées dans un milieu aqueux avant la mise en contact avec les enzymes.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la mise en contact des gousses de vanille avec les enzymes s'effectue à une température comprise entre 15 et 60"C, de préférence entre 35 et 55"C, à un pH de 4.5 à 6.5, et sous agitation.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le temps de mise en contact des gousses de vanille avec les enzymes est de 1 heure à 48 heures et de préférence de 3 heures à 24 heures.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'enzyme du type Bglucosidase est constituée par l'enzyme naturelle du fruit et par une B-glucosidase ajoutée.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les quantités respectives d'enzymes de type pectinase, cellulase et/ou hémicellulase, et éventuellement de type B-glucosidase, sont de 0,1 % à 7 %, et de préférence de 0,5 % à 5 % par rapport au poids sec de gousses de vanille.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que les gousses de vanille sont des gouses vertes ayant maturé sur le vanillier pendant une durée comprise entre 7 et 9 mois environ, ou des gousses de vanille sèchées préparées selon les procédés traditionnels.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que l'arôme de vanille est extrait à l'aide de moyens classiques, et de préférence par extraction à l'alcool éthylique.
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