Transcript Chap 4: Lipides et corps gras alimentaires

Introduction
• Graisse / huile
• Graisses alimentaires: TG,
– Phospholipides, stérols
• Objectif de l’industrie: modifier les MP pour satisfaire les
besoins
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Historique
• Mise au point d’un substitut du beurre
– Mège-Mouriès
– Vache jeûne : lait
beurre
– Suif (30-40°C)
oléo-margarine
– Graisse de ménage, couleur blanche, perle
« margaron »
(grec) margarine
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Definition:
www.finances.gouv.fr
• Produit obtenu à partir de MG végétale ou animale avec
une teneur en MG > 80% ou < 90%.
• Émulsion solide et malléable de type eau dans huile
• Teneur en MG laitière n’excède pas 3% de la teneur en
MG
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I- Phase grasse
• 1- Oléo-margarine
• Fonte à l’eau:
– 60°C, centrifugation, décantation,
– Rendement faible,
• Fonte à sec:
– Autoclave, graisse écoule, résidus (alim anim)
– Procédé continu
solide (48-54°C)
– Cristallisation
liquide (28-34°C)
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2- Huile Végétale
a- graine
Graines
10
(dépelliculage *)
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Flocons / Flakes
Huile brute de
pression
Tourteaux de
pression
Pression
13
Huile brute
d’extraction
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Tourteaux
deshuilé
Huile brute
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Presse à huile
http://www.azaquar.com/iaa/index.php?cible=ta_huilerie_03
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Presse Mécanique
La mécanique moderne
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http://www.azaquar.com/iaa/index.php?cible=ta_huilerie_03
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2-Huile Végétale
b- fruit : olive
Teneur en huile 20%
grignon
HOVE:
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Techn Ing
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1
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6
4
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5
10
Sans être pressée , seulement par
le poids de l'empilement
des couches d'escourtins
l'huile verte émeraude
commence à sortir,
http://la-cachina.over-blog.com/article-4536319.html
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Le pressage commence, il y a 56 kg d'olives emprisonnés
dans cet empilement, cela donnera un peu plus de 7 litres d’huile
La presse hydraulique va presser cette pulpe avec un
maximum de 40 tonnes de pousssée maximale car au delà ,
d'autres arômes indésirables seraient libérés
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Ensuite l'huile sera cueillie avec un instrument
appelé "feuille", puis décantée naturellement
sans utilisation d'une centrifugeuse qui risque
de faire monter la température de l'huile
jusqu'à 50°C ce qui serait préjudiciable.
Cette Pâte compressée contient encore de l'huile.
certaines usines retraitent cette matière et décollent
le reste d'huile.
D'autres font du savon de Marseille à l'huile d'olive avec
l'huile restante de ce broyat.
http://la-cachina.over-blog.com/article-4536319.html
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2-Huile Végétale
b- fruit: palme
Huile de palme
Huile de palmiste
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1
2
3
4
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Concassage (Songhai-Benin)
Pressage
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c- Rendement : BILAN
Pourquoi pleurestu, chérie ?
T’as de beaux
yeux, tu sais ! !
Non,
je ne pleure pas.
J’étale mes
richesses, chéri !!.
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Carburants
Agro Alim
Cosméto
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Peinture
Alim Anim
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De l’or en barre ? jusqu’où ?
Technologie
Pyraftech.com
Sélection génétique
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De l’or en barre ? Jusqu’où ?
Rendement ?
Education ?
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De l’or en barre ? Jusqu’où?
• Huile palme :+ 5% / an
– Afrique: culture traditionnelle
– Asie : culture industrielle (86 % de la production – 33
MT)
• Plantation => déforestation
• Certification RSPO (Unilever)
• Palmier africain x palmier américain
– Hauteur max (12 m)
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c- Bilan
Graines
1 ha colza =
3,5 t graines
1 ha = 35t fruits
Flocons / Flakes
1400 kg huile/ha
Huile brute de
pression
25% huile
8740 kg/ha
Tourteaux de
pression
Pression
Huile brute
d’extraction
Extraction
Désolvantation
Huile brute
Tourteaux
deshuilé
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Huile raffinée
39-40 kg
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d-La filière, les acteurs
• SAIPOL: Société AgroIndustrielle de Patrimoine Oléagineux
(ancien Robbe, rachat de LESIEUR, 7 Usines de Diester)
Usine à Rouen (Site de Grand Couronne- 76): production de Diester
• CARGILL : Usines à Brest (29), Montoir (44)
• Unilever
• CETIOM: Centre Technique Interprofessionnel des Oléagineux
Métropolitains
• ITERG Centre Technique Industriel des Entreprises des Corps Gras
• OCL, Revue Oléagineux, Corps Gras, Lipides
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3- Raffinage
Auxiliaire de fabrication
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49
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Huile Brute
Constituants éliminés
H3PO4
Phospholipides
NaOH
PL, AGL, Métaux
Pigments, contaminants
Eau
Savons, (soapstocks)
Pigments, savons,PL,..
Terres Activées
Charbon actif
Vapeur sèche
Flaveurs, peroxydes
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Huile RAFFINEE
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Huile Vegetale Pure
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Démucilagination
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Traitement purification: résultats
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II- Autres MG-élargissement des MP
1- Propriétés chimiques: Tf
• MG :une zone de fusion (mélange)
Tf fonction de AG et position sur glycérol
propriétés plastiques: cristaux en suspension
Formes cristallines:
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2- Hydrogénation
• Objectif: Augmenter Tf ( propriétés fonctionnelles )
– réduire le nombre de double liaison
• Moyen : Fixation de H2:
– Sabatier et Senderens (1890)
– Normann (1902)
• Résultats:
– Sélective : C18:3
– Huile de soja C18:3 9%
C18:2
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C18:1
1%
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2- Hydrogénation sélective
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2- Hydrogénation : mise en œuvre
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Hydrogénation: procédé
• Evaluation par l’indice d’iode
Pour 1 tonne huile ∆ I= 1
V(H2)= 1m3
• Production de H2 (électrolyse eau)
5 KWH / m3 (H2)
Pureté > 99,8%
Prix revient modéré (!)
Réserve suffisante
Obtention sous sécurité
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Hydrogénation: procédé
• Electrolyse de l’eau
2H2O = 2H2 + O2
• Réduction de la vapeur d’eau par le fer
Fe + H2O = FeO + H2
FeO + H20 = Fe3O4 + H2
Fe3O4 + 4CO
4CO2 + 3 Fe
Fe3O4 + 4H2
4H2O + 3Fe
• Reformage d’hydrocarbures
C3H8 + 3H2O
3CO + 7H2
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Hydrogénation : coût de production
• Unité de prod: 1000 t margarine /semaine
• Margarine: 84% MG
• 30% graisse hydrogénée avec ∆I= 40
• Tonnes à hydrogéner :
• Volume H2=
• Coût 1 kwH =
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Hydrogénation: process
• Réaction catalytique:
• Poisons:
• Réaction hétérogène:
• Réaction exothermique
25-35 Kcal/mol et par double liaison
∆I= 1 alors ∆T = 1,7°C
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Hydrogénation : réactions secondaires
• Formation « trans » favorisée si
• Hydrogénation fonction de :
• Isomérisation cis-trans:
– Nécessite de l’énergie (casser et reformer une liaison)
65 kcal/mole
Catalyseur, enzyme et/ou température élevée
(Désodorisation, hydrogénation)
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Etape de désodorisation :
Teneur en AGT: 0,8 % AG totaux
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Inter-esterification
• TG homogène si le % de un AG > 60%
• Estérification inter ou intra moléculaire (trans-ester)
• Inter-estérification au hasard
V= f( T°, [cata])
Cata: ethylate de Na
• 2 Na + 2H2O
2 NaOH + H2
Si Humidité = 0,01% alors 80 l H2 (sécurité)
• Teneur en AG libres < 0,1%
Réaction avec Na
savon
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Inter-estérification dirigée
solide
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Inter-estérification
• Inter-estérification dirigée:
On travaille à T°C< T° fusion
Début de cristallisation, déplacement de l’équilibre
Production de graisse concrète, stable à haute température
• Inter-estérification enzymatique
Conditions plus douces, AGI
Lipases spécifiques ou non
Formulations de graisses confiseries, nutritionnelles (coût
élevé)
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3- Inter-estérification
Graisse reste solide sur une zone de T°C
plus importante
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4- Fractionnement
• Que cherche-t-on ?
Séparation entre (SSS et SSO) et
(OOO et OOS)
Obtention nouveaux produits
Elimination constituants à haut point de fusion
Décirage de l’huile de tournesol
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4- Fractionnement
Huile à fractionner
Palme β’ : 80°C
Cristallisation partielle
Par refroidissement
Séparation
fraction fluide
fraction solide
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4-Fractionnement
• Cristallisation fractionnée
– Voie sèche (dry fractionation)
– Phase solvant: « wet fractionation »
– Phase aqueuse de détergent « LANZA »
• Processus :
– Sursaturation
– Nucléation
– Maturation
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4-Fractionnement
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Winterisation
• Huile de table reste limpide pdt entreposage réfrigéré
(Huile de coton)
• Présence de cire casse les émulsions
Huile
Huile de maïs,
Refroidissement
Filtration
Cires
Cristaux
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liquide
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Index de graisse solide: SFI
%solide= BA/(CB+BA)
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III- Phase aqueuse
• 1-Eau
– Non toxique, exempt de gout et métaux
• 2- Lait
– Destruction des microorganismes pathogènes
– Pasteurisation (manque arôme)
– Lait + bactérie lactique
– Lactose
– Ac citrique
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III- Phase aqueuse
• 3- Additifs
 Emulsifiant: favoriser l’émulsion
Abaisse tension interfaciale
 Couleur
 Arôme
 Conservation
Sel: bactériostatique
Anti-oxydant:
tocophérol (vit E)
Gallate
BHA,
BHT,
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VUE D’ENSEMBLE
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Emulsion :
Plasticité
Résistance aux agressions bactériologiques
! Dispersion trop fine : perte en arômes
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Technologie
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Technologie: malaxeur
Plastification
Margarine solidifiée
Sas: vide partiel
Malaxeur
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Technologie
• Conditionnement :
Poids régulier, correct
Cadence
1910: Mouleuse – 1000 t /sem – 800 salariés
1925: envelopper – 60 p /min – 4 salariés
2000:
200 p/min – 1 salarié
• Matériaux:
Imperméable, propreté bactériologique, résistance mécanique
Association sulfurisé-aluminium, PVC
40 h / tonne à 10 h / tonne (1930-1950)
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V-Les graisses dans la technologie alimentaire
• Liens entre caractéristiques physico-chimiques
et
Fonctionnalité
Les lipides en 4 catégories
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Linolenique C18:3
ω3
n- 3
n-6 ou ω6
α linolenique
∆ 9, 12, 15
γ linolénique
EPA C20:5
DHA C22:6
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V-Les graisses dans la technologie alimentaire
• Stabilité oxydative
– Aliment  perte de fraicheur ->
->
– Couleur
• Pigments, caroténoides, sont oxydés par les
peroxydes
– Valeur nutritionnelle
• L , Ln et AA, EPA , DHA (étiquetage)
• Vit E et C, A et D, acide folique
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V-Les graisses dans la technologie alimentaire
• Auto-oxydation (oxygène triplet- O2 normal)
– Réaction radicalaire
RH -> R° + H°
R° + 02 -> ROO°
ROO° + RH -> ROOH + R°
Mesure de l’indice de peroxyde
Mesure de pentane (issu des AG n-6)
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V-Les graisses dans la technologie alimentaire
• Stabilité oxydative
– Pro-oxydant :
• Naturellement présent , issu de contamination
• Métaux
• Pigment : photosensiblisateur
(huile stockée ds bouteille claire, exposée à la
lumière des néons)
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V-Les graisses dans la technologie alimentaire
• Photo-oxydation
− Production de O2 singulet (suite à une
photooxydation)
• Oxydation enzymatique
– Lipoxygénase
Produits céréaliers:
accumulation AG libres (action des lipases)
Addition de eau: activité des lipoxygénases
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V-Les graisses dans la technologie alimentaire
• Stabilité oxydative:Fonction de AGI
Induction
(h)
V relative
Symbole
18:0
-
1
S
18:1
82
100
O
18:2
19
1200
L
18:3
1,34
2500
Ln
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V-Les graisses dans la technologie alimentaire
– Stabilité oxydative:
Fct AGI,
teneur naturelle en antioxydants (animal / végétal)
Exemple: suif de bœuf / beurre de cacao
suif
Beurre
Cacao
Coton
Ii
35-48
32-40
100-115
Tocoph
(mg/kg)
3
100
389-1180
stabilité
instable
Très
stable
Stable
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Oxydation d’une huile d’arachide à 60°C
Qté
Tocophérol
ROO°
O2
Pentane
300
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Temps (h)
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V-Les graisses dans la technologie alimentaire
• Protection contre attaque microbienne
Fromage dans huile
attention AGCC (hydrolyse)
• Vecteur de composés liposolubles
antioxydant, colorant, vitamines, arômes
pesticides
• Sensoriel :
brillance
texture (lubrifiant) , texture en bouche
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Transfert de chaleur: huile de friture
• Friture plate / friture profonde
• T > 100°C ----- 250°C
– Sécurité
– Santé : produits de dégradation
• Surface / volume = R
Profonde (friteuse) R= 2
Plate (poêle) R= 100
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Friture
Volatils
Eau
Hydrolyse
O2
Frites précuites , poisson…
Oxydation
ROO°
Lipides de l’aliment
Chauffage -> isomérisation, polymérisation , cyclisation
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Appellations
• Décret 1908
• Huile de ………..: une seule variété
• Huile vierge de……..: une seule variété
Procédé mécanique , abs de solvant
Première pression à froid: simple pression mécanique
(T°<60°C), filtrée sur papier, pas de solvant
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Quelques huiles
• Huile de coprah : noix de coco
Solide à T° ambiante
Utilisée ds l’IAA
• Huile d’arachide:
T°: 230°C (friture)
• Huile d’olive; riche en AGMI
• Huile de soja: principales
composantes des huiles de
mélange, riche en C18:3
Riche en lécithine
Très utilisée pour fabrication
des shortening et margarine
• Huile de tournesol: AGE
• Huile de canola: colza
AGS: 6%, riche en C18:3
(oméga3)
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