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PROCEDE POUR LA PREPARATION DE BLANC D'OEUF ARTIFICIEL.
Le sérum de lait est le liquide qui reste lorsque la caséine, a- près coagulation, a été enlevée, entièrement ou pour la plus grande partie, du lait ou du lait écrémé, éventuellement en même temps que la graisse . Ou- tre, parfois, un reste de caséine, il renferme principalement de l'albumine, de la globuline, des sels et de la lactose, La teneur en matière sèche peut varier sensiblement, mais elle est, en moyenne, d'environ 6%.
Jusqu'à présent, le sérum de lait était utilisé comme.fourrage, et il était en grande partie considéré comme rebut et évacué, bien que notam- ment les protéines soient d'une grande valeur nutritive.
Les inconvénients ci-après faisaient obstacle à d'autres utilisa- tions : a) caractère périssable; b) goût désagréable; c) salinité élevée.
En outre, pour un certain nombre d'utilisations, la teneur en protéine de la matière sèche était trop faible.
Dans les temps de disette, le sérum de lait a été parfois utili- sé pour la consommation humaine, et, faute de mieux on prenait le goût désa- gréable par sur croit.
Pour éviter que le sérum de lait ne se conserve pas, on connais- sait le moyen de concentrer le sérum en une pâte ayant environ de 60 à 65 % de matière sèche, ou bien de la transformer en poudre, par exemple par voie de pulvérisation.
On a fréquemment proposé de préparer du blanc d'oeuf artificiel pour usage dans la patisserie, en-partant de protéines de diverses origines, et en traitant celles-ci avec des solutions alcalines, de les transformer en
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produits pouvant être en mousse. C'est ainsi, par exemple, que l'on traite de la caséine pendant plus de 24 heures avec une solution aqueuse d'hydroxyde de calcium.
Toutefois, un grand défaut du blanc d'oeuf artificiel ainsi obte- nu, consiste en ce que le pouvoir d'une solution aqueuse de 5 à 15% de ces pro- duits, de se coaguler par chauffage à une température au-dessous de 100 C, jus- qu'à former un gel consistant, est excessivement minime. Ceci est un inconvé- nient pour la confection de patisserie à la mousse de méringues; dans d'autres cas, où le pouvoir de se coaguler en un gel consistant est une condition abso- lue, comme pour les macarons,- les "pie topping", les macarons à la noix de co- co, et autres, l'absence du pouvoir de coagulation en un gel compact rend l'em- ploi de blanc d'oeuf artificiel absolument impossible.
En'outre, le pH de solutions de protéines ainsi préparées est en général plus élevé que celui du blanc d'oeuf de poule; la propriété d'être transformé en mousse, 'est'en rela- tion avec ce pH élevé, et si ce pH-est abaissé par des additions, jusqu'à une teneur égale à celle du blanc d'oeuf.de poule, ladite propriété s'affaiblit sensiblement. Ce pH élevé à une influence défavorable'sur le .goût et, sur- tout lorsqu'on emploie de la farine, également sur la couleur des produits qu'ils ont servi à confectionner. Cela est cause que ces produits artificiels ne peuvent, en général, être incorporés qu'en petite quantité aux produits de pâtisserie, ce qui en diminue la valeur d'emploi dans la pâtisserie.
Ceci restreint fortement les possibilités d'application car pour une bonne imitation du blanc d'oeuf, de poule, tant la propriété de pouvoir être transformé en mousse, que, et surtout, celle de se coaguler en un gel con- sistant à une, température au-dessous de 100 C sont indispensables; en même temps il est également désirable que le pH ne soit pas trop élevé - de préférence environ 7 - 8.5 - donc beaucoup plus bas que la plupart des produits moussants, formés par hydrolyse de protéines.
La forme de coagulum a une grande importance. Le blanc d'oeuf de poule se coagule par chauffage en un gel compact et consistant ; enadmettant qu'une solution de blanc d'oeuf artificiel ait un pouvoir de coagulation, le coagulum ne sera, en général, pas un gel mais sera floconneux.
Partant d'albumine comme matière initiale, et par traitement avec des solutions alcalines, on a tenté de faire un produit avec le pouvoir d'être fouetté en mousse. Le danger-existe que par hydrolyse de l'albumine, qui con- tient du soufre dans un milieu alcalin, des substances sulfureuses se produi- sent, causant une odeur ou un goût désagréable.
On a aussi proposé de préparer avec du sérum de lait un produit de remplacement pour le blanc d'oeuf de poule, en concentrant à une températu- re au-dessous du point de coagulation de l'albumine, et, après refroidisse- ment, de filtrer ou de centrifuger pour enlever la lactose cristallisée. En- suite les sels sont écartés en partie par dialyse. Pendant tout le traite- ment le pH est maintenu à environ 7. Le produit ainsi obtenu se laisse mal fouetter et en outre si on le chauffe il ne se coagule pas sous la forme de gel nécessaire pour permettre une bonne cuisson.
La Demanderesse a réussi à faire subir à du sérum de lait prove- nant soit de la fabrication de fromage, soit d'autres provenances, par exemple de la préparation de caséine textile, un traitement tel que l'on obtienne un produit se comportant entièrement comme du blanc d'oeuf de poule, c'est-à-dire se coagulant jusqu'à former une masse compacte et consistante, et donnant par fouettage une mousse abondante.
Par le procédé conforme à l'invention, du sérum de lait de préfé- rence concentré et d'une haute teneur en matière sèche, est élevé rapidement (par addition d'hydroxyde alcalin ou de substances alcalines) à un pH dépas- sant 9, de préférence entre 9 et 10,5, puis filtré. De la pâte normale de sérum de lait avec une teneur en matière sèche dé plus de 30% et un pH de 7 ou au-dessous, se laisse difficilement filtrer; si la teneur en matière sèche est de 40-55 % le filtrage est à peu près impossible à cause de la très mini- me vitesse de filtration. Une élévation de pH n'affaiblit pas seulement la
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viscosité mais on a constaté en outre, qu'elle avait une influence telle sur la nature du sérum de lait concentré qu'elle rendait techniquement possible de traiter la pâte dans un filtre-presse.
Le Tableau I ci-après donne par exemple la relation entre pH, viscosité du filtrat et vitesse de filtration d'une concentration de sérum de lait ayant une teneur en matière sèche de 57,7% qui, par addition, respective- ment, de 2,4; 6,1 ; 7,7; 8,2; 10,4 et 16,2 cc 8 N NaOH est élevé au pH désiré.
TABLEAU I.
EMI3.1
<tb> pH <SEP> Viscosité <SEP> du <SEP> filtrat <SEP> suivant
<tb>
<tb> Ostwald <SEP> à <SEP> 20 C <SEP> (pour <SEP> l'eau <SEP> Vitesse <SEP> de <SEP> filtration
<tb>
EMI3.2
######--####I######---##########################-
EMI3.3
<tb> 7 <SEP> 230 <SEP> très <SEP> lentement
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 9 <SEP> 103 <SEP> passablement
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 10 <SEP> 112 <SEP> plus <SEP> vite
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 10,5 <SEP> 123 <SEP> Comme <SEP> ci-dessus
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 11 <SEP> 213 <SEP> très <SEP> lentement
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 11,5 <SEP> 368 <SEP> à <SEP> peu <SEP> près <SEP> infiltrable
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
On a constaté, de plus, que le filtrat qui, par exemple, contient 25 à 30% de protéine, dans la matière sèche, et surtout si la valeur du pH était ramenée entre 6 et 8 donne,
en chauffant, un coagulum consistant et se transforme en un gel ayant des propriétés conformés à un gel de solution de blanc d'oeuf de poule de même concentration.
Un autre avantage de la méthode de filtration suivant la pré- sente invention, est encore qu'en électrodialysant le filtrat, un dépôt de précipités ne se produit pour ainsi dire plus sur la membrane cathodique.
Ceci s'explique par le fait que la teneur en CaO et P205 du filtrat est forte- ment abaissée, particulièrement si la filtration est exécutée lorsque le pH est 10-Il.
EMI3.4
Dans le Tableau II la teneur en P20S et-CaO est calculée sur 100 parties de matière sèche du filtrat en procédant à la filtration d'é- chantillons comme il est indiqué au Tableau I.
TABLEAU II.
EMI3.5
<tb> pH <SEP> P2O5 <SEP> CaO
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 7,0 <SEP> 2,5 <SEP> 0,78
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 9,0 <SEP> 1,95 <SEP> 0,30
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 10,0 <SEP> 1,30 <SEP> 0,20
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 10,5 <SEP> 1,41 <SEP> 0,13
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 11,0 <SEP> 1,26 <SEP> 0,11
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 11,5 <SEP> 1,38 <SEP> 0,32
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> ----------------------------------------------------------------------------
<tb>
On a constaté encore, que, le pH étant au-dessus de 10,0 et sur- tout au-dessus de 10,5 la solubilité de .la lactose dans le sérum de lait augmentait fortement,de sorte que, pour cette raison, il est préférable que le pH de la solution ne soit pas trop élevé lors de la filtration.
Ceci, surtout, est important parce qu'on a constaté que la vitesse de filtration est grandement favorisée, ou dans certains cas la filtration est seulement possible si le liquide contient une certaine quantité de lactose cristallisée, qui facilite la filtration. Si ces cristaux font défaut, on ajoutera un pro- duit facilitant la filtration, par¯exemple de la terre d'infusoires, donnant un gâteau à peu près sans valeur. Un gâteau se composant de cristaux de lac-
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tose mélangés à de la protéine, des sels de calcium et des phosphates, peut toutefois, être utilisé comme-fourrage.
On a constaté qu'aussi bien la quan- tité que les dimensions des cristaux de lactose ont de l'influence sur la fil- trabilité et sur la vitesse de filtration ; préférence les dimensions des cristaux doivent être, en principe, entre 10 et 100 microns et la quantité de cristaux de lactose doit de préférence ne pas être inférieure à 10% du poids de la masse à filtrer.
Dans certains, cas, le filtrage s'opérait encore mieux si le pH était premièrement élevé à une valeur de 11 à 12 et ensuite, en faisant passer du dioxyde de carbone, ramené à une valeur non inférieure à 9.
En procédant ainsi, on obtient un précipité se laissant facilement filtrer, qui contient entre autre beaucoup de calcium et qui peut être enlevé avec la lactose cristallisée ; obtient, après filtrage, un liquide qui, par chauffage, forme un coagulum consistant.
Si l'on désire fabriquer un produit pouvant en même temps, bien être fouetté en mousse, le sérum de lait, à partir duquel on opère, doit être rigoureusement séparé pour réduire autant que possible la teneur en graisse.
Le fait que dans le précipité une importante partie du restant de graisse est retenue, a probablement aussi de l'influence sur la qualité-de transformation en mousse du filtrat.
On procède de préférence, à partir de sérum de lait ayant subi une préparation préalable par laquelle il est, le moins possible, sursaturé de lactose. On peut, par exemple commencer par concentrer le sérum naturel en une concentration qui le laisse encore maniable, par exemple à 50% et en- suite le laisser reposer pendant quelques jours à une température, normale où légèrement plus basse pour permettre à la lactose de se cristalliser. A ces fins, il y a avantage à placer le sérum pendant quelques jours dans un endroit où la température est de 0 C.
Mais si l'on concentre.' d'abord le sérum de lait à une teneur plus élevée de matière sèche, par exemple 65%, et ensuite on lais- se la lactose se cristalliser autant que possible - ce qui peut être fait de la manière susindiquée - et qu'ensuite, immédiatement avant l'addition de la solution alcaline on dilue le sérum concentré jusqu'à ce qu'on obtienne la te- neur voulue de matière sèche, par exemple 50%, on obtient un produite initial convenant encore davantage. Cette dilution peut se faire avec de l'eau froi- de, mais par exemple aussi avec du sérum de lait frais et non concentré. Dans les deux cas, on peut favoriser de la manière connue la cristallisation de.la lactose en ajoutant une certaine quantité de lactose en poudre.
Il n'y a tou- tefois pas d'inconvénient à appliquer aussi l'invention à la pâte de sérum de lait telle qu'elle se trouve dans le commerce. Bien entendu, on peut égale- ment partir de sérum de lait déjà transformé en poudre et ensuite le diluer jusqu'à ce qu'il ait la teneur en matière sèche requise. Il s'agit seulement d'avoir soin que le procédé de dessiccation ne soit pas trop nuisible aux protéines.
Pour élever, le pH on fait, de préférence usage d'une solution d'hydroxyde alcalin; toutefois au besoin on peut aussi recourir à une autre manière, par exemple ajouter des matières à réaction alcaline, telles que des sels, des amines, de l'ammoniaque. Lorsqu'on fait usage d'hydroxyde de cal- cium, le carbonate de calcium ne se,précipite pas sous une forme se laissant aisément filtrer lors du traitement à l'acide carbonique. Au lieu d'ajouter de l'alcali et de l'acide carbonique on peut aussi ajouter immédiatement de la soude. Le résultat que l'on obtient alors est moins bon que ceux obtenus par l'addition d'ammoniaque, et avec cette dernière on obtient un produit de moindre qualité qu'en utilisant des hydroxydes alcalins.
Puur cette raison, notre exposé sera basé sur l'adjonction d'hydroxy- de alcalin, ce qui, par analogie, s'applique aux autres matières à réaction alcaline.
Il importe de procéder rapidement à l'élévation du pH jusqu'à 9 - 10,5 ou, si l'on fait usage d'acide carbonique, jusqu'à 11 - 12, parce qu'une adjonction rapide exige sensiblement moins d'alcali. C'est ainsi que la quan- tité d'hydroxyde alcalin nécessaire pour élever en une minute le pH jusqu'à
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11,est environ la moitié de la quantité nécessaire si l'on fait durer l'opé- ration-pendant 15 minutes.
Il est possible que la consommation plus élevée d'alcali, si on ajoute celle-ci lentement est la conséquence du fait que si l'addition se fait lentement il se produit des décompositions-qui éonsomment de l'alcali et, en même temps, exercent une influence défavorable sur la qualité ou sur'le rende- ment du produit final.
C'est pourquoi toutes les opérations doivent être exécutées assez rapidement et.,notamment, l'incorporation d'un mélange contenant de l'alcali pour obtenir le pH voulu, doit être.terminée en 15 minutes au maximum.
La température sera, de préférence basse,. par exemple entre 0 C et la température normale, ou aussi au-dessous de 0 C.
Le pH requis ayant été atteint, il y a avantage à procéder aussi vite que possible au filtrage ou à l'addition d'acide carbonique, ce qui fait baisser peu à peu le pH. Lorsque le pH est'9, on peut arrêter l'addition d'a- cide carbonique et il est préférable de ne pas l'abaisser à moins de 8,5 envi- ron vu qu'au-dessous de 8,5 la solubilité du carbonate de calcium augmente.
Pour l'adjonction d'acide carbonique une température basse est également préférable, principalement au début de l'opération quand le pH est encore élevé,
Au lieu d'amener du dioxyde de carbone, on peut aussi ajouter un produit ou un mélange dégageant de l'acide carbonique, par exemple du dioxyde de carbone solidifié ou un bicarbonate. L'acide carbonique peut aussi être ajouté, à basse ou haute pression.
Au lieu d'acide carbonique on peut aussi amener des gaz ou va- peurs contenant du dioxyde de carbone.
Le précipité qui s'est formé peut aussi être séparé du liquide suivant d'autres manières connues, par exemple par action centrifuge, clari- fication, etc... Un dégagement rapide obtenu au moyen d'un filtre-presse pré- sente des avantages surtout pour prévenir la formation de mousse. Le filtra- ge peut parfois encore être amélioré par l'addition de produits filtrants, tels que du kieselguhr, mais cela diminue la valeur du gâteau résiduel.
Au besoin, on peut filtrer d'abord la plus grande partie et en- suite procéder à un second filtrage en ajoutant un filtrant. Le précipité, se composant principalement de lactose, peut ensuite être purifié, mais peut aussi être employé tel quel ou après dessiccation,comme fourrage.
Le liquide obtenu a un goût salin qui, pour nombre d'applications présente un inconvénient. La salinité peut être affaiblie de la manière con- nue, par exemple par dialyse.
On obtient un produit d'excellente qualité si on enlève le sel par électrodialyse, le pH étant entre 6 et 8, et si on utilise tel quel ou après une certaine concentration, le liquide obtenu. Le produit ainsi obte- nu peut, dans nombre d'usages, remplacer totalement le blanc d'oeuf de pou- le.
Afin d'éviter que le produit ne se conserve pas, celui-ci est prudemment concentré ou séché, de préférence à l'aide d'un appareil séchoir- pulvérisateur.
Quelques exemples d'application de l'invention illustreront ce qui précède.
EXEMPLE I.
200 kg de concentré de sérum de lait, d'une teneur en protéine de 7,6 sont dilués avec 24 litres d'eau. Ainsi dilué le concentré contient 6,8 % de protéine, 46,5% de lactose, 0,45 % de CaO et 0,89% de P2O5. Le pH est 5,8.
Par addition de 7.litres de 8 ri NaOH, en mélangeant.rapidement,
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à une température de 12 C le pH s'élève à 9.8, après quoi on procède au fil- trage dans un filtre-presse à 3 atm. de surpression. Le filtrat contient 32,8% de matière sèche, 10,1% de protéine; 14,6% de lactose, 0,08% de CaO et 0,45% de P2O5; immédiatement après le filtrage le pH est 9,0. Par épura- tion du gâteau résiduel, qui se compose principalement de lactose, on ob- tient de la lactose, mais ce gâteau forme un excellent fourrage.
Par chauffage, le filtrat se coagule en un gel consistant; di- lué dans de l'eau dans la proportion 1 : 3, 'il se laisse facilement fouetter,,
EXEMPLE II.
Le filtrat de l'exemple I est dessalé par électrodialyse sui- vant le procédé indiqué dans le Brevet français n 983.252. L'encrasse- ment gênant de la membrane cathodique qui, en général, se produit, lors de cette dialyse, après environ 50 heures, est devenu négligeable; l'électro- dialyse ne nuit pas aux propriétés de la solution de protéine de se coaguler ou de se laisser fouetter.
EXEMPLE III.
On concentre 2000 kg de sérum de lait dans un appareil d'évapo- ration, jusqu'à formerune concentration de 65% de matière sèche. La matière sèche contient 72% de lactose, 11% de protéine et a une teneur en cendre de sulfate d'environ 10%.
La pâte obtenue, 180 kg, est stockée pendant 3 jours à une tem- pérature de 0 C. Ensuite, elle est diluée dans 35 litres d'eau. On fait un p e- tit essai pour déterminer la quantité nécessaire de NaOH pour élever le pH à 11. La quantité nécessaire est ensuite ajoutée rapidement en une fois et bien mélangée, après quoi on amène immédiatement de l'acide carbonique jus- qu'à ce que le pH tombe à 8,5. Le précipité se trouvant dans le liquide est filtré dans un filtre-presse et il se forme un gâteau contenant 15% d'eau et 77% de lactose, un reste de substance de protéine et des composés de cal- cium. Le filtrat est encore une fois filtré en y ajoutant du kieselguhr. Le filtrat ainsi obtenu contient 25% de matière sèche avec 32,5% de protéine dans la matière sèche.
Le reste du liquide se coagule par chauffage et forme un coagulum consistant. En le fouettant, on obtient unemousse très résistante.
Ensuite le liquide est dessalé dans un appareil d'électrodialyse à trois chambres, jusqu'à ce que 50 % du sel soit enlevé. L'électrodialyse a lieu à la température de 35 C. Comme liquide de rinçage on utilise du côté de la cathode une solution diluée de NaOH, du côté de l'anode une solution di- luée de HCl dans laquelle 0.1 N Na2S04 est dissous (voir Brevet français n 983.252). L'électrodialyse a entièrement conservé à-la protéine ses proprié- tés de coagulation et de former de la mousse ; leproduit est ainsi spéciale- ment propre à être utilisé dans la pâtisserie.
EXEMPLE IV.
La solution obtenue suivant l'exemple précédent est séchée à l'aide d'un appareil séchoir-pulvérisateur pour en faire de la poudre de composition suivante : 97% de matière sèche, 3% d'eau, 58,5% de lactose, 6% de cendres de sulfate et 33% de protéine. En dissolvant ce produit dans de l'eau, on obtient, à condition que la dessiccation soit exécutée avec pru- dence et à basse température,une solution dont les propriétés sont les mêmes que celles de la solution de l'Exemple I.
EXEMPLE V.
On obtient un produit saccharifère en dissolvant, tout en chauf- fant prudemment, de la saccharose dans le produit final obtenu à l'exemple III et en concentrant cette solution en vacuo. Il se forme alors un produit pré- sentant quelque ressemblance avec du lait condensé et ayant la composition sui- vante : environ 25 % d'eau, 45 - 50 % de saccharose + lactose, environ 15% de protéine et 3% de cendre. En diluant avec de l'eau, on obtient une solution de protéine moussant et, par chauffage, se coagulant en un gel.
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EXEMPLE VI.
Afin de comparer les propriétés techniques de cuisson, on confec- tionne des méringues avec du blanc d'oeuf de poule (A), en utilisant le produit obtenu suivant l'Exemple II (B), et avec du blanc d'oeuf artificiel du commer- ce, préparé avec de la caséine (C).
A. - On fouette le blanc de 8 oeufs (125 gr.) jusqu'à former une neige (mousse) sèche; on peut y incorporer 125 gr. de sucre cristallisé et 540 gr. de solution de saccharose ayant un point d'ébullition de 116 120 C.
Les méringues confectionnées sont séchées dans un four à la température de 120 C. et sont achevées en 2 heures environ.
B. - On bat 40 gr. de blanc d'oeuf artificiel suivant l'Exemple II avec 174 cm3 d'eau pour en former une neige sèche; on'peut y incorporer 225 gr. de sucre cristallisé et 565 gr. de solution de saccharose, ayant un point d'ébullition de 116 - 120 C. De même que sous l'Exemple A, les mérin- gues peuvent être séchées dans un four à la température de 120 C. environ et elles sont achevées également en 2 heures environ,
C. - On mélange dans 140 gr. d'eau, 10 gr de blanc d'oeuf arti- ficiel du commerce, obtenu par hydrolyse alcaline de caséine, et on fouette en neige sèche.
A cette neige, on peut incorporer 185 gr. de sucre cristalli- sé et 650 gr de solution de saccharose, ayant un point d'ébullition de 116- 120 C. Si on essaye de sécher les méringues confectionnées, elles s'affaissent entièrement (elles perdent leur structure, leur forme bombée).
On peut les sécher à une température de 80 C pendant environ 35 heures.
EXEMPLE !Il..
De la garniture de macarons confectionnés de la manière normale avec des amandes et du sucre, en les broyant dans un broyeur, doit, avant usa- ge être étendue avec une solution de protéine pour pouvoir être utilisée dans une seringue de pâtissier. La protéine sert à donner de la structure à la pâ- tisserie. Dans ce but on emploie du blanc d'oeuf.
La pâte lève dans le four et ensuite s'affaisse légèrement. Le petit gâteau est entièrement garni à l'intérieur et est d'une consistance agré- able, '
Si au lieu de blanc d'oeuf on emploie la solution indiquée à l'Exemple II, le petit gâteau présente la même bonne structure que si l'on emploie du blanc d'oeuf de poule.
Si au lieu de blanc d'oeuf on emploie par exemple du blanc d'oeuf artificiel, préparé à partir de caséine, la pâte lève bien dans le four, mais s'affaisse ensuite entièrement, le gâteau est plat, ressemble à de la pâte de crêpe, manque de structure et est humide.
REVENDICATIONS.
1. - Procédé pour la préparation de blanc d'oeuf artificiel avec du sérum de lait, caractérisé en ce que l'on prépare un produit se coagulant en élevant rapidement ce sérum, de préférence du sérum concentré, à un pH de 9 - 10,5 et en séparant le liquide du précipité.