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procédé de traitement par fermentation des céréales et de leurs sous-produits, des légumineuses, d'herbes, de feuilles,
La présente invention a pour objet un procédé de traitement par fermentation de matières végétales, en particulier des céré- ales et de leurs sous-produits, permettant d'améliorer ces matiè- res de départ, c'est-à-dire d'augmenter leur qualité, éventuelle- ment en vue de l'obtention de produits de haute qualité, surtout lorsqu'il s'agit de déchets.
Le principe de l'invention consiste à soumettre les matières de départ à un traitement bacillaire, consistant à les recouvrir par un liquide aqueux contenant les bacilles et les milieux nu- tritifs appropriés, à laisser fermenter le mélange à la tempéra- ture la plus favorable aux bacilles en question soit à l'abri de l'air ou, mieux, avec une aération intense de la masse en fermen- @
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tation, et à séparer la matière solide de la phase liquide. L'ac- tivité bacillaire peut être amorcée par des saccharomycètes et ou des agents de formation de l'acide lactique, de l'acide pro- pionique, de l'acide citrique, de l'acide acétique, de l'acide butyrique, pris isolément ou en mélanges.
En ce qui concerne l'utilisation des saccharomycètes, il y a lieu d'observer que dans le procédé conforme à l'invention ils ne doivent servir qu'à l'amélioration de matières par exemple de l'amidon, de la cellulose, de protéines ou de cellules d'aleurone, entrant alors en fermentation, et lorsque l'activité des saccharo- mycètes est amorcée par une addition de sucres fermentescibles d'une nature différente, Ceci constitue une limitation bien dé- finie par rapport à l'emploi des saccharomycètes dans la mycolo- gie industrielle, car dans celle-ci, par exemple en distillerie, dans l'industrie de la brasserie, etc.., on procède toujours de façon que les hydrates de carbone fortement polymérisés qui cons- tituent la matière de départ (amidon)
soient soumis à un proces- sus de saccharification et qu'ils soient ensuite amenés à la fer- mentation, c'est-à-dire dégradés, par les saccharomycètes. Dans le procédé suivant l'invention, par contre, ce sont précisément ces matières (amidon, protéines, etc..) qui sont conservées en présence des saccharomycètes et améliorées par leur activité.
Le substratum permettant l'entrée en activité des bacilles est avantageusement constitué par des hydrates de carbone fermen- tescibles et des solutions alcooliques. Les hydrates de carbone fermentescibles peuvent être ajoutés 'sous la forme d'une rnatière de nature différente. Ils peuvent éventuellement être obtenus par une attaque enzymatique modérée de la matière de départ (germination). D'autre part, une addition de sels nutritifs est indiquée, elle peut être effectuée par exemple sous la forme d'u- ne solution de Raulin.
Dans le procédé conforme à l'invention l'aération de la
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masse de fermentation, qui est obligatoire pour certains bacil- les, par exemple les ferments acétiques se montre très utile, même pour d'autres bacilles en soit anaérobies, par exemple les ferments lactiques. On constate alors le phénomène surprenant que les bacilles anaérobies sont capables de produire un effet industriel remarquable sous l'action d'une aération intense, effet qu'ils sont incapables de produire lorsqu'ils sont totale- ment à l'abri de l'air. En effet, il se produit à côté de l'ac- tion oxydante de l'oxygène, une action mécanique provenant des mouvements de la masse causée par l'aération.
L'activité des bacilles produit en premier lieu des acides organiques et des ferments dans le liquide qui les contient, Ces matières agissent fortement, surtout à l'état naissant, sur les matières à faire fermenter par le fait que les hydrates de carbe- ne et les protéines sont fractionnés par hydrolyse. Les sels nutritifs, le plus souvent de nature basique, entrent alors en dissolution. Le liquide de fermentation contient par suite non seulement des dextrines, mais également de la dextrose, des pro- téines et surtout des sels. L'extraction a lieu parallèlement au processus d'amélioration.
La fermentation peut être au besoin répétée une ou plusieurs fois.
Apres la fermentation, la matière solide ainsi traitée est lavée à fond avec de l'eau chaude en vue d'éliminer les matières acides produites par les ferments, éventuellement avec une addi- tion d'agents de neutralisation, Après la fermentation et après élimination de la majeure partie du liquide, la matière solide traitée peut être soumise à une préparation à l'état humide ou une dessiccation.
Le liquide acide séparé peut être traité par des agents de neutralisation tels que la chaux, l'ammoniaque etc.., filtré et fortement concentré dans le vide ou au bain-marie, jusqu'à
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obtention d'un sirop plus ou moins foncé, de goût agréable.
Le procédé suivant l'invention produit, en dehors des effets décrits plus loin, une forte action de blanchiment et de conser- vation sur la matière de départ. En ce qui concerne la conser- vation il importe, à l'opposé de la conservation biologique, par exemple des produits alimentaires en silos, des cornichons, de la choucroute, etc., que les ferments avec les matières qu'ils produisent soient totalement séparés par lavage de la matière transformée lorsque leur action est terminée. Les acides formés (par exemple l'acide lactique) ou autres produits de fermentation qui avec les procédés de conservation usuels, restent toujours dans la matière transformée sont par conséquent éliminés.
Mal- gré cela la matière transformée se conserve beaucoup mieux et ré- siste également beaucoup mieux à l'action de la chaleur et de la lumière que la matière non traitée. Par exemple, la farine ob- tenue avec les céréales préalablement traitées suivant l'inven- tion se conserve beaucoup mieux en magasin, sans devenir acide, que les farines usuelles du commerce.
Mais le procédé décrit produit également un autre effet, très important au point de vue de l'économie. ce procédé limi- ne dans les matières traitées toute saveur et (ou) toute odeur non désirée, qu'elles soient propres à la nature de la matière brute ou qu'elle provienne de conditions atmosphériques défavora- bles au cours du mûrissage ou du séjour en magasin ou d'autres causes.
De plus, on a trouvé que, grâce à l'invention, les céréales par exemple (blé, seigle, orge, avoine) acquièrent par un traite- ment de ce genre des qualités bien supérieures. Le blé, par exem- ple, devient dur et glacé sous l'action de la fermentation décri- te, et la farine obtenue est beaucoup plus panifiable que la f a- rine produite à partir du blé non traité,. Le blé traité suivant
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l'invention fournit au broyage un plus grand rendement en semou- le de meilleure qualité et en farine panifiable que le blé non traité de la même qualité. Des analyses minutieuses farinométri- ques et chimiques ont par ailleurs montré une augmentation de 'la puissance diastatique, de la capacité d'absorption de l'eau et du gonflement, ainsi qu'une forte réduction de la, teneur en cendres des grains.
Le blé traité par le procédé suivant l'invention peut être séché et traité en minoterie par les voies usuelles. Mais il est particulièrement avantageux d'utiliser les produits de ce genre soit pour le broyage humide soit pour la transformation en flocons.
Le broyage humide du produit de fermentation a lieu immédia- tement après la désacidification, Une pâte obtenue de cette ma- niére donne, après cuisson, un pain complet qui convient bien à l'organisme humain, Grâce au procédé de fermentation préalable du blé suivant l'invention les qualités du produit obtenu sont bien meilleures que celles des produits antérieurs. En effet, non seulement on assure ainsi un pouvoir d'assimilation de la cellulose plus poussé que par les procédés antérieurs mais, sur- tout, les protéines renfermées dans la couche d'aleurone sont rendues assimilables pour l'organisme humain. Ceci provient du fait que les procédés antérieurs de production du pain complet, n'ont pas atteint correctement le but recherché, qui est inclus dans l'expression "pain complet".
Le but de ces procédés est de rendre autant que possible assimilables par l'organisme humain tous les principes que contient le grain. Mais il ressort bien de la littérature que ce résultat n'a jamais été obtenu complète- ment. La présente invention permet de se rapprocher davantage de ce but, surtout si on ajoute la pâte les éléments concentrés extraits du son par le procédé permettant de rendre assimilables les cellules d'aleurone.
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La transformation en flocons se fait également à l'état numi- de, c'est-à-dire que les céréales encore humides sont, éventuelle- ment après décorticage, amenées sur des cylindres tournants et chauffés, sur lesquels se produit alors un séchage rapide accom- pagné d'un gommage et d'une transformation partielle simultanée en dextrine des hydrates de carbone que contient le grain. on obtient de cette manière des flocons de blé, de seigle, d'avoine, de soja et d'autres légumineuses, qui sont bien plus facilement digérés par l'organisme humain que les flocons vendus actuelle- ment.
En ce qui concerne les produits extraits par fermentation, on obtient après séparation du liquide acide des matières solides par exemple,des céréales traitées, un liquide astringent plus ou moins foncé qui, il est vrai, ne possède encore aucun goût agréa- ble. Mais, si on neutralise l'acide,avec du carbonate de calcium, de l'ammoniaque ou d'autres agents de neutralisation, et si on concentre fortement le liquide au bain-marie ou dans le vide, on obtient un sirop foncé d'un goût agréable contenant non seulement du glucose, du maltose, et des dextrines, mais également des albumines et les sels nutritifs en quantités variables.
Le procédé d'extraction convient particulièrement à l'ex- traction des sels nutritifs et des protéines de haute qualité en partant de déchets de céréales par exemple des sons de seigle et de blé. On réussit de cette manière à préparer un produit nutritif de très haute qualité introduisant dans l'organisme humain les principes les plus utiles des céréales, sous une for- me facilement assimilable. On sait que ces déchets contiennent des principes nutritifs de haute qualité qui, jusqu'à présent, n'ont été employés qu'à l'alimentation des animaux.
Ce même procédé d'extraction permet également d'extraire les principes de haute qualité de feuilles et d'herbes (par exem- ple de plantes à tisanes), de les rendre solubles dans l'eau et
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d'en permettre l'absorption par l'organisme humain sous la forme de concentrés, après neutralisation préalable.
Si l'on désire en même temps rendre solubles dans l'eau, sous une forme concentrée, les protéines d'origine végétale, -pn introduit de préférence une enzyme protéolytique dans le proces- sus de fermentation. Mais cette enzyme peut également agir sépa- rément avant la fermentation, l'activité bacillaire n'intervenant qu'immédiatement après.
Exemple 1 -
On recouvre 100 kg de seigle avec une quantité de liquide trois ou quatre fois supérieure, contenant des hydrates de carbo- ne fermentescibles sous une forme diluée. Pour stimuler le pro- cessus de fermentation, on ajoute à la solution des sels nutri- tifs, par exemple sous la forme d'une solution de Raulin. Le mé- lange est ensemencé avec le Bacillus Delbrücki et maintenu à la température la plus favorable à la fermentation. Tous les grains ayant été imprégnés de liquide, celui-ci est séparé des grains gonflés. Les grains sont ensuite débarrassés des dernières tra- ces d'acide par lavage à l'eau chaude, à laquelle on ajoute éven- tuellement des alcalis. Le produit obtenu peut être utilisé en broyage humide ou séché.
Le produit final est particulièrement indiqué pour la fabrication d'un pain complet de seigle et, on peut éventuellement réintroduire dans la pâte les concentrés ob- tenus suivant l'invention.
Exemple 2 -
On recouvre comme dans l'exemple 1, 100 kg de blé par une quantité trois à quatre fois supérieure d'un liquide contenant du sucre et des sels nutritifs. Le mélange est ensemencé avec le Ba,cillus acidophilus et on le maintient à la température la plus favorable. Pendant toute la durée de fermentation, on fait pas- ser dans la cuve de fermentation un intense courant d'air. La fermentation terminée on procède de la manière indiquée dans
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l'exemple 1. Le blé ainsi traité donne après séchage des matiè- res brutes de meilleure qualité pour la minoterie. Suivant l'in vention on peutpréparer, en partant du liquide de fermentation, un sirop de table de riaute qualité.
Exemple3 -
100 kg de haricots sont également recouverts d'une quantité trois à quatre fois supérieure d'un liquide contenant du sucre et des sels nutritifs. Le mélange est ensemencé avec le Bacillus acidophilus et avec de la levure sèche et maintenu à la tempéra- ture de 35 environ. Dans ce cas, encore, on fait passer dans la cuve un courant d'air intense pendant toute la durée de la fermentation. Celle-ci terminée, on procède comme dans l'exem- ple 1. On obtient un produit d'un goût très agréable spéciale- ment indiqué pour la. transformation en flocons.
Exemple 4 -
On mélange 10 kg de son de blé avec une quantité d'eau neuf dix fois supérieure contenant en dissolution des hydrates de carbone fermentescibles et des sels nutritifs. Le mélange est intimement mélangé et brassé avec une culture de Bacillus acido- philus. Si on désire une dégradation protéolytique poussée, on peut alors ajouter un ferment non figuré ou diastase dégradant l'albumine, pendant la durée de la fermentation, on fait passer dans la totalité du mélange un courant d'air intense, à la tem- péra ture de fermentation la plus favorable. Lorsque le maximum d'acidification est atteint, on prolonge encore pendant plusieurs heures l'aération à chaud, pour rendre la masse complètement as- similable. On procède ensuite à la séparation du liquide et des matières solides par compression.
Le liquide acide est neutra- lisé avec du carbonate de calcium, de l'ammoniaque ou d'autres alcalis et séparé des précipités éventuels par filtration. Le filtrat parfaitement clair est au besoin concentré jusqu'à la consistance du sirop, au bain-marie ou dans le vide, et on
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l'emploie comme produit d'alimentation.
Résumé.
L'invention comprend :
1. Un procédé de traitement par fermentation des céréales et de leurs sous-produits, des légumineuses, d'herbes, de feuil- les (par exemple de plantes à infusions) et d'autres végétaux, procédé qui consiste à soumettre les matières de départ à un traitement bacillaire consistant à les recouvrir par un liquide aqueux contenant des bacilles et les principes nutritifs appro- priés, à laisser fermenter le mélange à la température la plus favorable aux bacilles utilisés, les matières solides étant en- suite séparées de la phase liquide.
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process for the treatment by fermentation of cereals and their by-products, legumes, herbs, leaves,
The subject of the present invention is a process for the fermentation treatment of plant materials, in particular cereals and their by-products, making it possible to improve these starting materials, that is to say to increase their quality, possibly with a view to obtaining high quality products, especially in the case of waste.
The principle of the invention consists in subjecting the starting materials to a bacillary treatment, consisting in covering them with an aqueous liquid containing the bacilli and the appropriate nutritional media, in allowing the mixture to ferment at the most favorable temperature. to the bacilli in question either sheltered from the air or, better, with an intense aeration of the mass in closure.
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tation, and to separate the solid matter from the liquid phase. Bacillary activity can be initiated by saccharomycetes and / or agents for forming lactic acid, propionic acid, citric acid, acetic acid, butyric acid, taken singly or in mixtures.
As regards the use of saccharomycetes, it should be observed that in the process according to the invention they should only be used to improve materials, for example starch, cellulose, proteins or aleurone cells, then entering into fermentation, and when the activity of the saccharo-mycetes is initiated by an addition of fermentable sugars of a different nature, This constitutes a well-defined limitation in relation to the use saccharomycetes in industrial mycology, because in industrial mycology, for example in the distillery, in the brewing industry, etc., one always proceeds in such a way that the highly polymerized carbohydrates which constitute the material starting point (starch)
are subjected to a process of saccharification and that they are then brought to fermentation, that is to say degraded, by the saccharomycetes. In the process according to the invention, on the other hand, it is precisely these materials (starch, proteins, etc.) which are preserved in the presence of saccharomycetes and improved by their activity.
The substratum allowing the entry into activity of the bacilli is advantageously constituted by fermentable carbohydrates and alcoholic solutions. Fermentable carbohydrates can be added as a different kind of material. They can optionally be obtained by a moderate enzymatic attack of the starting material (germination). On the other hand, an addition of nutrient salts is indicated, this can be carried out, for example, in the form of a Raulin solution.
In the process according to the invention the aeration of the
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fermentation mass, which is obligatory for certain bacilli, for example acetic ferments, is very useful, even for other bacilli which are anaerobic, for example lactic ferments. We then observe the surprising phenomenon that the anaerobic bacilli are capable of producing a remarkable industrial effect under the action of intense aeration, an effect which they are incapable of producing when they are completely free from it. air. In fact, alongside the oxidizing action of oxygen, there is a mechanical action arising from the movements of the mass caused by aeration.
The activity of the bacilli produces in the first place organic acids and ferments in the liquid which contains them.These substances act strongly, especially in the nascent state, on the substances to be fermented by the fact that the carbohydrates and proteins are fractionated by hydrolysis. Nutrient salts, usually basic in nature, then dissolve. The fermentation liquid therefore contains not only dextrins, but also dextrose, proteins and above all salts. The extraction takes place in parallel with the improvement process.
Fermentation can be repeated one or more times if necessary.
After fermentation, the solid material thus treated is washed thoroughly with hot water in order to remove the acidic material produced by the ferments, possibly with the addition of neutralizing agents, After fermentation and after elimination Most of the liquid, the treated solid may be subjected to wet preparation or desiccation.
The separated acidic liquid can be treated with neutralizing agents such as lime, ammonia etc., filtered and strongly concentrated in vacuum or in a water bath, to
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obtaining a more or less dark syrup with a pleasant taste.
The process according to the invention produces, apart from the effects described below, a strong bleaching and preserving action on the starting material. As far as preservation is concerned, unlike organic preservation, for example food products in silos, pickles, sauerkraut, etc., the ferments with the materials they produce are completely separated by washing from the transformed material when their action is complete. The acids formed (eg lactic acid) or other fermentation products which with the usual preservation methods always remain in the processed material are therefore removed.
In spite of this, the transformed material keeps much better and also resists the action of heat and light much better than untreated material. For example, the flour obtained with the previously treated cereals according to the invention keeps much better in store, without becoming acidic, than the usual commercial flours.
But the process described also produces another effect which is very important from the point of view of economy. this process eliminates any unwanted flavor and (or) odor in the treated materials, whether they are specific to the nature of the raw material or whether they come from unfavorable atmospheric conditions during ripening or storage. in store or other causes.
In addition, it has been found that, thanks to the invention, cereals for example (wheat, rye, barley, oats) acquire by such treatment much superior qualities. Wheat, for example, becomes hard and icy under the action of the fermentation described, and the flour obtained is much more bread-making than the flour produced from untreated wheat. The following processed wheat
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the invention provides a greater yield of better quality semolina and bread flour at milling than untreated wheat of the same quality. Careful farinometric and chemical analyzes furthermore showed an increase in diastatic potency, water absorption capacity and swelling, as well as a marked reduction in the ash content of the grains.
The wheat treated by the process according to the invention can be dried and treated in a flour mill by the usual methods. However, it is particularly advantageous to use products of this kind either for wet grinding or for transformation into flakes.
The wet grinding of the fermentation product takes place immediately after deacidification. A dough obtained in this way gives, after baking, a wholemeal bread which is well suited to the human organism, Thanks to the following pre-fermentation process for wheat the invention the qualities of the product obtained are much better than those of the prior products. In fact, not only is thus ensured a greater power of assimilation of the cellulose than by the previous processes but, above all, the proteins contained in the aleurone layer are made assimilable for the human organism. This is due to the fact that the previous methods of producing wholemeal bread did not correctly achieve the desired goal, which is included in the expression "wholemeal bread".
The aim of these processes is to make as much as possible assimilable by the human organism all the principles contained in the grain. But it is clear from the literature that this result has never been fully obtained. The present invention makes it possible to come closer to this aim, especially if the concentrated elements extracted from the bran are added to the paste by the process making it possible to make the aleurone cells assimilable.
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The transformation into flakes is also carried out in the digital state, that is to say that the still wet cereals are, possibly after dehulling, brought to rotating and heated rollers, on which then drying takes place. fast accompanied by exfoliation and simultaneous partial transformation of the carbohydrates contained in the grain into dextrin. This produces flakes of wheat, rye, oats, soybeans and other legumes, which are much more easily digested by the human body than the flakes currently sold.
With regard to the products extracted by fermentation, after separation of the acidic liquid from the solids, for example, treated cereals, a more or less dark astringent liquid is obtained which, it is true, does not yet have any pleasant taste. But, if we neutralize the acid, with calcium carbonate, ammonia or other neutralizing agents, and if we strongly concentrate the liquid in a water bath or in vacuum, we obtain a dark syrup of a pleasant taste containing not only glucose, maltose, and dextrins, but also albumins and nutrient salts in varying amounts.
The extraction process is particularly suitable for the extraction of nutrient salts and high quality proteins from grain waste, for example rye and wheat bran. In this way, it is possible to prepare a nutritious product of very high quality which introduces into the human organism the most useful principles of cereals, in an easily assimilable form. These wastes are known to contain high quality nutrients which, until now, have only been used as animal feed.
This same extraction process also makes it possible to extract the high quality principles from leaves and herbs (for example from herbal tea plants), to make them soluble in water and
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allow absorption by the human body in the form of concentrates, after prior neutralization.
If at the same time it is desired to make the proteins of vegetable origin soluble in water in a concentrated form, preferably introduces a proteolytic enzyme into the fermentation process. However, this enzyme can also act separately before fermentation, with bacillary activity occurring only immediately afterwards.
Example 1 -
100 kg of rye are covered with a quantity of liquid three or four times greater, containing fermentable carbohydrates in a diluted form. To stimulate the fermentation process, nutrient salts, for example in the form of Raulin's solution, are added to the solution. The mixture is inoculated with Bacillus Delbrücki and maintained at the most favorable temperature for fermentation. All the grains having been impregnated with liquid, it is separated from the swollen grains. The grains are then freed of the last traces of acid by washing with hot water, to which alkalis are optionally added. The product obtained can be used by wet or dried grinding.
The final product is particularly suitable for the manufacture of a wholemeal rye bread and the concentrates obtained according to the invention can optionally be reintroduced into the dough.
Example 2 -
As in Example 1, 100 kg of wheat are covered with a three to four times greater amount of a liquid containing sugar and nutrient salts. The mixture is seeded with Ba, cillus acidophilus and kept at the most favorable temperature. Throughout the fermentation period, an intense current of air is passed through the fermentation tank. Once the fermentation is finished, we proceed as indicated in
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Example 1. The wheat thus treated gives, after drying, better quality raw materials for the milling industry. According to the invention, it is possible to prepare, starting from the fermentation liquid, a table syrup of riaute quality.
Example3 -
100 kg of beans are also coated with three to four times more of a liquid containing sugar and nutrient salts. The mixture is inoculated with Bacillus acidophilus and with dry yeast and kept at a temperature of about 35. In this case, again, an intense current of air is passed through the tank throughout the duration of the fermentation. Once this has been completed, the procedure is as in Example 1. A product is obtained with a very pleasant taste, especially indicated for. transformation into flakes.
Example 4 -
10 kg of wheat bran are mixed with a quantity of water nine ten times greater containing dissolved fermentable carbohydrates and nutrient salts. The mixture is thoroughly mixed and stirred with a culture of Bacillus acidophilus. If one wishes an advanced proteolytic degradation, one can then add a ferment not shown or diastase degrading the albumin, during the duration of the fermentation, one makes pass in the totality of the mixture an intense air current, at the tempera most favorable fermentation ture. When the maximum acidification is reached, the hot aeration is prolonged for several hours, to make the mass completely assimilable. The liquid and the solids are then separated by compression.
The acidic liquid is neutralized with calcium carbonate, ammonia or other alkalis and separated from any precipitates by filtration. The perfectly clear filtrate is concentrated if necessary to the consistency of syrup, in a water bath or in vacuum, and we
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uses it as a food product.
Summary.
The invention comprises:
1. A process for the fermentation of cereals and their by-products, legumes, herbs, leaves (eg infusion plants) and other plants, which process comprises subjecting the materials to starting a bacillary treatment consisting in covering them with an aqueous liquid containing bacilli and the appropriate nutrients, in allowing the mixture to ferment at the temperature most favorable to the bacilli used, the solids then being separated from the phase liquid.
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