OA21918A

OA21918A - Process for extracting starch from plantain, apple, potato and cassava peels.

Info

Publication number: OA21918A
Application number: OA1202300083
Authority: OA
Inventors: HAMIDA Aminatou; TEHIGO Alifa; NOUBISSIE Eric; Benoît NGASSOUM Martin
Original assignee: Université de Ngaoundéré
Filing date: 2023-03-01
Publication date: 2025-07-14

Abstract

Par cette invention, nous proposons d'utiliser la peau de plantain, de manioc, de pomme de terre, de patate pour extraire l’amidon. Ainsi, il est proposé un procédé d’extraction d’amidon obtenu à partir de peaux ou d’épluchures fraiches, qui sera séché puis broyé pour obtenir de la farine. De cette farine on va obtenir l’amidon en passant par les étapes de trempage, d’homogénéisation, de filtration, de sédimentation et enfin de séchage du produit obtenu. Par la suite, ce produit va subir un traitement pour obtenir un amidon plus clair. Cet amidon pourra servir à la production de bio emballages.With this invention, we propose to use the skin of plantain, cassava, potato, sweet potato to extract starch. Thus, a process is proposed for extracting starch obtained from fresh skins or peels, which will be dried and then ground to obtain flour. From this flour, starch will be obtained by going through the stages of soaking, homogenization, filtration, sedimentation and finally drying of the product obtained. Subsequently, this product will undergo a treatment to obtain a clearer starch. This starch can be used for the production of bio-packaging.

Description

Procédé d’extraction d’amidon des épluchures de plantain, de pomme, de patates, de maniocProcess for extracting starch from plantain, apple, potato and cassava peels

La présente invention concerne un procédé d’extraction d’amidon de la biomasse de plantain. Jusqu’ici cette biomasse est principalement considérée comme un déchet et est donc rejetée dans la nature, créant ainsi la pollution. Cet amidon va permettre de fabriquer les bio emballages pour la protection des céréales et des légumineuses, destinées à la consommation humaine et animale, contre les insectes ravageurs.The present invention relates to a process for extracting starch from plantain biomass. Until now, this biomass has been mainly considered waste and is therefore released into the environment, creating pollution. This starch will be used to manufacture bio-packaging for the protection of cereals and legumes, intended for human and animal consumption, against insect pests.

La biomasse de plantain contient en plus de l’amidon, la cellulose et la lignine qui peuvent être utilisées comme renfort dans la formulation des bio emballages.Plantain biomass contains, in addition to starch, cellulose and lignin which can be used as reinforcement in the formulation of bio-packaging.

L’action des insectes prédateurs des céréales et des légumineuses peut anéantir complètement, en quelques mois seulement, des stocks destinés aux vivres et aux semences si aucune protection n’est appliquée. Ces insectes causent des dégâts importants en creusant dans les grains des creux, entraînant des pertes de poids se situant entre 10% et 75 %, voire plus.The action of insects that prey on cereals and legumes can completely destroy food and seed stocks in just a few months if no protection is applied. These insects cause significant damage by boring holes into the grains, resulting in weight losses of between 10% and 75%, or even more.

La biomasse non valorisée est une source potentielle de nouveaux produits à haute valeur ajoutée, qui peut aussi contribuer après traitement à l'enrichissement des sols. Les potentialités d’utilisation de l'amidon sont elles aussi innombrables, tant en alimentation qu’en industrie textile ou en chimie fine.Unused biomass is a potential source of new high-value products, which can also contribute to soil enrichment after processing. The potential uses of starch are also countless, both in food and in the textile and fine chemicals industries.

Les travaux qui ont été menés sur l’extraction de l’amidon concerne les matières premières telles que les céréales (maïs...), les tubercules (manioc, pomme de terre, pulpe de banane...), les légumineuses.The work that has been carried out on starch extraction concerns raw materials such as cereals (corn, etc.), tubers (cassava, potato, banana pulp, etc.), and legumes.

C’est le cas de Bergthaller et al. (1999). qui ont travaillé sur un procédé d’extraction artisanal, où les pommes de terre sont pelées et râpées à la main dans une bassine. Après ajout d’eau, la chair est bien lavée. L'caii de lavage est recueillie et laissée reposer après ajout de jus de citron afin de blanchir la préparation. Peu à peu l’amidon se dépose au fond du récipient. La majorité de l’eau est ensuite éliminée en prenant soin de conserver l’amidon. L’opération est répétée jusqu’à obtention d’un amidon bien blanc : ajout d’eau et de jus de citron, mélange et décantation, élimination du surnageant. L’amidon est ensuite déposé sur un tissu propre et séché au soleil. L'amidon séché est broyé jusqu'à obtention d'une poudre puis conservé en bocaux à l’abri de l'humidité.This is the case of Bergthaller et al. (1999). who worked on an artisanal extraction process, where the potatoes are peeled and grated by hand in a basin. After adding water, the flesh is washed well. The washing liquid is collected and left to stand after adding lemon juice to whiten the preparation. Little by little the starch settles at the bottom of the container. The majority of the water is then removed, taking care to preserve the starch. The operation is repeated until a very white starch is obtained: addition of water and lemon juice, mixing and decanting, removal of the supernatant. The starch is then placed on a clean cloth and dried in the sun. The dried starch is ground until a powder is obtained and then stored in jars away from humidity.

De même, Tscheuscher et if/.(2004) ont extrait l'amidon de maïs. Les grains de maïs sont immergés dans de l’eau (trempage à 48 - 50 °C, 30 - 50 h). Pendant ce trempage, une solution de SO2 est ajoutée pour inhiber l’activité des enzymes et microorganismes. Après gonflement des grains de maïs dans l’eau, ils sont broyés grossièrement et la séparation des germes gras est réalisée. Un broyage plus fin est ensuite effectué pour séparer les pellicules et fibres qui produisent le fourrage. Enfin, les protéines sont séparées par tamisage. L’eau est enlevée par centrifugation et l'amidon est concentré, raffiné et séché.Similarly, Tscheuscher et al. (2004) extracted corn starch. Corn grains are immersed in water (soaking at 48-50°C, 30-50 h). During this soaking, an SO2 solution is added to inhibit the activity of enzymes and microorganisms. After swelling the corn grains in water, they are coarsely ground and the fatty germs are separated. Finer grinding is then carried out to separate the skins and fibers that produce the fodder. Finally, the proteins are separated by sieving. The water is removed by centrifugation and the starch is concentrated, refined and dried.

De plus Tscheuscher el al.. (2004) ont extrait l’amidon de blé. L’extraction se fait toujours à partir de la farine. La farine est d'abord fortement malaxée avec de l'eau dans des pétrins mélangeurs. Un lessivage par tamisage est ensuite effectué. La séparation donne, selon les mailles des tamis, du gluten et de l'amidon. La séparation du gluten et de l’amidon peut également s’effectuer dans un décantcur triphasé. L'amidon obtenu est encore raffiné et drainé avant le séchage. Deux populations d'amidon présentant des tailles différentes de granules sont extraites : les petites (< 10 pm. type B) et les grandes ( 15 pm - 45 pm, type A).In addition, Tscheuscher et al. (2004) extracted wheat starch. Extraction is always carried out from flour. The flour is first thoroughly mixed with water in mixers. Then, it is leached by sieving. The separation yields gluten and starch depending on the sieve mesh. The separation of gluten and starch can also be carried out in a three-phase decanter. The starch obtained is further refined and drained before drying. Two starch populations with different granule sizes are extracted: small (< 10 µm, type B) and large (15 µm - 45 µm, type A).

Des procédés plus récents d’extraction de l’amidon utilisent des équipements pour optimiser le rendement en amidon. C’est le cas par exemple du brevet canadien CA2442940C qui extrait l’amidon du pois sec à partir de la farine de pois à l'aide d'au moins un des équipements d'une féculerie de pomme de terre choisi constitué des hydrocyclones, des décanteurs centrifuges et des tamis, sans qu'il ne soit effectué au préalable une étape de séparation des fibres internes du pois. C’est également le cas du brevet américain US20I.30042860A, qui isole l’amidon de la banane à partir de la pulpe de la banane verte mélangée à une solution de bisulfite de sodium et de l’eau.More recent starch extraction processes use equipment to optimize starch yield. This is the case, for example, of Canadian patent CA2442940C, which extracts dry pea starch from pea flour using at least one of the pieces of equipment in a potato starch factory, consisting of hydrocyclones, decanter centrifuges, and sieves, without first performing a step to separate the internal fibers of the pea. This is also the case of American patent US20I.30042860A, which isolates banana starch from green banana pulp mixed with a sodium bisulfite solution and water.

On se rend compte que la plupart de ces procédés utilisent, en plus de l’eau, des réactifs pour extraire l’amidon. De plus, les procèdes existants extraient l’amidon à partir des aliments même et non à partir des déchets de ces aliments. Il n'y a presque pas de travaux sur l’amidon extrait de la biomasse, plus particulièrement de la peau de plantain, de pomme de terre, de patate, de manioc. La plupart des procédés classiques d’extraction des composants de la biomasse de plantain vise les fibres. C’est le cas du brevet camerounais numéro 1202000189, qui propose l’extraction des fibres du pseudo-tronc du bananier pour la production du papier.It is clear that most of these processes use reagents in addition to water to extract starch. Furthermore, existing processes extract starch from the food itself and not from food waste. There is almost no work on starch extracted from biomass, particularly from the skin of plantain, potato, sweet potato, or cassava. Most conventional processes for extracting components from plantain biomass target fibers. This is the case of Cameroonian patent number 1202000189, which proposes the extraction of fibers from the pseudo-stem of the banana tree for the production of paper.

La présente invention a pour objet un procédé d'extraction d’amidon de peau de plantain, de pomme de terre, de patate, de manioc, consistant en les 3 étapes suivantes. Dans la première étape du procédé, la peau nettoyée cl découpée est séchée à l'étuve entre 35°C et 60°C, puis broyée et mise en suspension dans de l'eau à température ambiante. Il est avantageusement choisi de mettre en suspension dans de l'eau une farine présentant une granulométrie comprise entre 50 μm et 100 pm. Le pli de la solution n'est pas un facteur limitant, mais il est choisi avantageusement de travailler dans une gamme de pl I comprise entre 6 et 7. Dans la deuxième étape du procédé, il est avantageusement choisi de soumettre directement la suspension aqueuse 65 obtenue à la première étape à une décantation entre 24h et 48 h à la température ambiante. La décantation va permettre de séparer facilement dans deux fractions distinctes, l’amidon d'une part, et les solubles d'autre part. Dans la troisième étape, l’amidon obtenu à l’étape précédente, une fois séparée du surnageant, esl séché à l'étuve entre 30°C et 35 °C pendant une durée de 24 h à 48 h. L’amidon obtenu est alors conservé dans un sachet en plastique, puis traité avec de 70 l’acide citrique, le peroxyde d'hydrogène et le citron.The present invention relates to a process for extracting starch from plantain, potato, sweet potato and cassava skin, consisting of the following 3 steps. In the first step of the process, the cleaned and cut skin is oven-dried between 35°C and 60°C, then ground and suspended in water at room temperature. It is advantageously chosen to suspend in water a flour having a particle size between 50 μm and 100 μm. The size of the solution is not a limiting factor, but it is advantageously chosen to work in a range of pI between 6 and 7. In the second step of the process, it is advantageously chosen to directly subject the aqueous suspension 65 obtained in the first step to decantation between 24 and 48 hours at room temperature. Decantation will allow easy separation into two distinct fractions, starch on the one hand, and solubles on the other. In the third step, the starch obtained in the previous step, once separated from the supernatant, is dried in an oven between 30°C and 35°C for a period of 24 to 48 hours. The starch obtained is then stored in a plastic bag, then treated with citric acid, hydrogen peroxide and lemon.

L’invention convient exceptionnellement à une application de procédé d’extraction de l’amidon. L’invention sera maintenant illustrée avec plus de détails par un exemple de mise en œuvre, nullement destiné à limiter ladite invention dans son cadre et son esprit.The invention is exceptionally suitable for a starch extraction process application. The invention will now be illustrated in more detail by an example of implementation, in no way intended to limit said invention in its scope and spirit.

Exemple :Example :

10,8 kg peaux de plantains sont lavés avec 25 litres d'eau afin d’éliminer la saleté, elles sont ensuite découpées en longueur puis largeur à l’aide d'un couteau. Les morceaux de peaux de plantains sont séchés à l'étuve à une température de 35 - 45 C pendant 24 - 48 heures de temps. Après l’opération de séchage, les morceaux de peaux de plantains sont broyés. La farine obtenue est ensuite tamisée et on obtient une poudre.10.8 kg of plantain skins are washed with 25 liters of water to remove dirt, they are then cut lengthwise and then widthwise using a knife. The pieces of plantain skins are dried in an oven at a temperature of 35 - 45 C for 24 - 48 hours. After the drying operation, the pieces of plantain skins are ground. The flour obtained is then sieved and a powder is obtained.

Cette poudre est trempée dans 10 L d'eau distillée et après mélange on laisse décanter le lait d’amidon à l’air libre pendant 24 - 48 heures pour maximiser l’extraction. Le dépôt d’amidon obtenu est par la suite séché à 30 -35 C pendant 24-48 heures afin d’éliminer l’eau contenue dans celui-ci. L’amidon obtenu est alors conservé dans un sachet en plastique, puis traité avec de l'acide citrique, le peroxyde d’hydrogène et le citron.This powder is soaked in 10 L of distilled water and after mixing the starch milk is left to settle in the open air for 24 - 48 hours to maximize extraction. The starch deposit obtained is then dried at 30 -35 C for 24-48 hours to remove the water contained in it. The starch obtained is then stored in a plastic bag, then treated with citric acid, hydrogen peroxide and lemon.

L'amidon préparé par le procédé conforme à l'Invention présente une valeur de pH comprise entre 5 et 7 et une granulométrie moyenne de 32.42 ± 1,72 pm avec un rendement en amidon compris entre 15% et 16 %.The starch prepared by the process according to the invention has a pH value of between 5 and 7 and an average particle size of 32.42 ± 1.72 pm with a starch yield of between 15% and 16%.

Claims

l. Process for extracting starch from plantain skin and cassava, potato and potato peelings in that it comprises the following steps: -First step: which consists of cleaning the skin, cutting it and drying it in an oven for 48 hours, then grinding it and suspending it in water at room temperature between 23°C and 25°C;

-Second step: which consists of decanting the suspension obtained in the first step at room temperature (25°C) for 24-48 hours;

-Third stage: which consists of drying the decantation obtained in the second stage in an oven between 30 ^° C and 3.0°C for 24-48 hours.

2. A process for extracting starch according to claim 1, wherein the product obtained is ground using a dry mill and sieved to obtain fine particles of size between 50 μm and 100 μm.

3. Process for extracting starch according to claims 2 and 3, characterized in that the starch is treated with citric acid, hydrogen peroxide and lemon.