Le rôle des gaz dans l’extraction et la transformation des protéines végétales texturées

Que cela soit pour produire des concentrés de protéines, des isolats ou des substituts de viandes, les gaz industriels permettent d’optimiser les procédés de fabrication.

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Les atouts des protéines végétales

Les protéines sont apportées par notre alimentation. Elles sont indispensables pour le corps humain au sein duquel elles jouent de multiples rôles. Les apports en protéines varient avec l’âge et selon les géographies. Quoiqu’il en soit, les protéines consommées aujourd’hui sont essentiellement d’origine animale dans nos repas.

Hors, il est reconnu que notre système de production alimentaire ne permettra pas de répondre dans le futur, à la demande en protéines. L’augmentation de la population mondiale, l’impact de l’agriculture et de l’élevage sur l’environnement, ajouté à cela, la demande croissante des consommateurs pour des alternatives saines aux protéines animales, entrainent de fait, une augmentation des besoins en protéines végétales. C’est pourquoi lentilles, pois, soja… envahissent les rayons de nos supermarchés remplaçant les plats plus traditionnels. Les protéines de soja déshuilées et déshydratées (PVT) se trouvent aujourd’hui très facilement dans les épiceries bio dans des tailles plus ou moins grosses. Elles sont très faciles à accommoder par exemple en les réhydratant avec un bouillon de légumes puis en les faisant revenir dans l’huile avec de la sauce soja.

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La base de nouveaux plats

Les start-ups, les multinationales de l'alimentation et les chaînes de restauration rapide ont aussi intégré de nouveaux plats cuisinés et recettes à leur gamme, notamment les analogues de viande élaborés à partir de protéines végétales texturées (PVT).
On les trouve aujourd’hui sous de nombreuses formes:

hachées si l’on souhaite remplacer la viande ou le boeuf haché contenu dans une sauce à spaghetti ou un chili ,
en gros morceaux dans une salade composée de poulet et légumes par exemple,
en petits morceaux sous forme de lardons entrant dans des préparations des plats ou sauces…

Extrusion à haute teneur en humidité: de la poudre de protéines à la protéine texturée

Deux procédés différents sont utilisés, fonction du niveau d’humidité mis en oeuvre.Les produits intermédiaires obtenus sont des protéines végétales texturées (PVT sous forme sèche) lorsque le taux d’humidité dans le process est faible (10- 23%) et des protéines à taux d’humidité élevé (HME) lorsque le taux d’eau dans le process se situe entre 50- 80%.
Les matières premières sont des farines de protéines de pois obtenues par broyage et séparation de la fraction protéique ou des farines de soja extraites par voie humide.
Les analogues de viande sont produits grâce à la technologie de cuisson extrusion à partir de protéines à haut taux d’humidité. La poudre de protéines et l'eau passent par 4 zones :

Zone 1: zone d'alimentation ou "Feeding & Conveying". Le produit à extruder est alimenté et transporté grâce aux rotations de la vis.
Les protéines sous forme de poudre déshydratée en vrac sont introduites via une trémie dans l’extrudeur avec les autres éléments de la recette comme des arômes ou des épices. Elles sont soumises à une pression d’environ 25 -100 bars et des températures allant jusqu'à environ 200°C.
Zone 2: zone de compression ou "Mixing & Melting". Le produit continue à être comprimé à une température d'environ 100-170°C.
Sous l’action de l’eau, de la chaleur et du cisaillement réalisé par les vis de l’extrudeur, les protéines sont réhydratées et leur structure modifiée fondamentalement, leur forme de “pelotes” se déplient.
Zone 3: zone d'extraction ou "Cooling & Compressing". Cette zone, aussi appelée filière, permet à la matière de sortir de l’extrudeur et d’acquérir sa forme. Elle transfert aussi le produit vers la zone de refroidissement.
Zone 4: "Cooling & Structuring". C’est lors de cette étape de refroidissement que se créé la texture fibreuse souhaitée. Les protéines se relient à nouveau entre elles pour former des fibres qui donnent au produit une texture et un goût proches de celle de la viande.
En sortie d’extrudeur, le produit est découpé, stocké frais sous atmosphère protectrice ou surgelé.

Les atouts des gaz industriels

Refroidissement rapide en sortie d’extrudeur
Pour obtenir une texture optimale des analogues de viande, il est impératif de refroidir très rapidement le produit en sortie d’extrudeur.
Le refroidissement et la surgélation cryogéniques permettent de préserver la qualité de ces produits riches en eau. La puissance de froid des fluides cryogéniques (azote ou dioxyde de carbone liquide) est telle que le refroidissement ou la surgélation sont réalisés sur des temps extrêmement courts. Cela réduit la perte en eau du produit assurant le maintien de la texture telle que souhaitée.
Contrôle de température dans les malaxeurs
Lors de la préparation des substituts de viande, les protéines de soja extrudées sont réhydratées avec de l’eau ou un bouillon. Le mélange de cette protéine avec des oignons par exemple ou d’autres ingrédients se fait sous température contrôlée. L’injection d’azote liquide dans les malaxeurs assure un maintien en température constant pour garantir la qualité microbiologique du produit mais aussi pour en permettre le formage.
Surgélation cryogénique
La puissance de froid des liquides cryogéniques permet de surgeler une grande capacité de produits dans un minimum de temps tout en occupant un minimum de place au sol.
Par ailleurs, de nombreuses options existent en terme d’équipements cryogéniques, pour de petits produits à surgeler individuellement, des produits collants, des grandes capacités…
Le conditionnement sous atmosphère protectrice
Les produits intermédiaires et les produits finis vendus frais peuvent être conditionnés sous des mélanges azote / dioxyde de carbone afin d’en augmenter la durée de conservation.

Les procédés de cuisson extrusion et de préparation des alternatives végétales en général nécessitent d’être maitrisés pour garantir un produit final de qualité dans des conditions économiques acceptables par le consommateur. C’est pourquoi, Air Liquide fait bénéficier ses clients de plus de 50 ans d’expérience en agroalimentaire et en cryogénie en particulier.

Nos experts sont à votre disposition pour étudier votre cahier des charges, évaluer les quantités de liquide cryogénique à considérer, concevoir votre installation et la mettre en service.
Vous hésitez? Demandez nous un test dans une de nos plateformes techniques ou avec notre partenaire allemand, le DIL, Deutsche Institut of Lebensmittel, équipé d’extrudeurs bivis en voie humide.