Procédé de drageification dure au sorbitol et produits ainsi obtenus .
L ' invention a pour objet un procédé de drageifi¬ cation dure .
Elle vise également, en tant que produits indus¬ triels nouveaux, les produits dragéif iés ainsi obtenus . On rappelle que, par l ' expression "drag ifica¬ tion dure" , on désigne tout procédé consistant à enro¬ ber un élément préformé ou noyau d ' une enveloppe adhé¬ rente :
- protégeant le noyau contre les agents physico- chimiques extérieurs dont l ' humidité atmosphérique et l ' oxygène de l ' air ,
- conférant à l'article fini une plus grande ré¬ sistance mécanique contre les chocs et l'abrasion ainsi qu'un aspect plus agréable et une saveur ou un goût particulier.
Le concept de la drag ification dite "dure" se distingue de celui de la drageification dite "tendre" en ce qu'il sous-entend une cristallisation complète de l'enveloppe avec evaporation de la totalité de l'eau contenue dans la matière constitutive de celle-ci.
C'est dans l'industrie de la confiserie et des produits pharmaceutiques que la drageification dure trouve ses principales applications, étant rappelé que les "confiseries" susceptibles d'être dragéifiées' comprennent notamment les chewing-gums, pâtes à mâcher, bonbons et réglisses, et que les produits pharmaceuti¬ ques, susceptibles de drageification, sont constitués notamment par les tablettes, comprimés ou bonbons com¬ portant des substances médicamenteuses ou principes actifs.
Tant les confiseries que les produits pharmaceu¬ tiques susmentionnés peuvent être de type traditionnel, c'est-à-dire comportant des sucres tels que le saccha-
rose, le dextrose, le fructose ou les sirops de glu¬ cose ; ils peuvent également être du type " sans sucre" , c'est-à-dire à base notamment de polyols tels que le sorbitol, le xylitol, le mannitol ou l'hydrolysat hy- drogéné non cariogène connu sous la marque LYCASIN _ , et dépourvus de saccharose, dextrose, fructose, sirops de glucose ou produits équivalents.
L'enrobage du noyau est effectué dans une cuve inclinée tournant autour de son axe et appelée drageu- se, à l'intérieur de laquelle se trouvent une plura¬ lité de noyaux formant une masse en mouvement, à la surface de laquelle on répartit à l'état liquide la matière constitutive de la future enveloppe.
Cette matière constitutive est traditionnelle- ment du saccharose.
Or, le saccharose, comme d'autres sucres tels que le dextrose ou le fructose, a des effets biologi¬ ques indésirables, notamment du point de vue de la carie dentaire. Il est en effet très facilement et très rapidement acidifiable par les bactéries de la bouche. Par ailleurs, la saveur sucrée du saccharose est souvent peu appréciée, surtout en saison chaude, le consommateur recherchant alors, dans les chewing- gums et les confiseries en général, une saveur rafraî- chissante et moins sucrée.
C'est, bien entendu, surtout quand le noyau est "sans sucre" que le caractère cariogène du saccharose, lorsque ce dernier est utilisé pour la confection de l'enrobage, devient rédhibitoire. il a donc tout naturellement été proposé d'avoir recours dans ce cas, pour constituer l'enveloppe lors du procédé de drageification, aux polyols déjà utili¬ sés pour la constitution des confiseries ou produits pharmaceutiques "sans sucre" destinés à être dragéi- fiés.
Il se trouve que seuls le xylitol et, dans une
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moindre mesure, le mannitol, sont actuellement utili¬ sés dans cette application. Ils possèdent en effet, contrairement au sorbitol, une hygroscopicité peu éle¬ vée et de bonnes aptitudes à la cristallisation, celle- ci s 'effectuant assez facilement à partir de leurs solutions aqueuses pour donner des cristaux de type bien défini.
Pour arriver, avec le xylitol, à un résultat satisfaisant, il a toutefois été nécessaire de faire appel à l'addition d'auxiliaires de fabrication ou d'additifs, tels que diverses matières grasses, divers liants ou agents suspensifs, les enveloppes au xylitol seul s'altérant rapidement au cours du temps en se cra¬ quelant, leur surface extérieure, lisse au départ, de- venant ridée et la structure interne de l'enveloppe, qui présente au départ un caractère microcristallin, prenant une structure rugueuse, désagréable au palais lors de la mastication ; de toute façon, on ne peut plus parler alors d'une drageification dure au xyli- toi, analogue à celle réalisée avec le saccharose. En ce qui concerne le sorbitol, il est réputé complètement inapplicable dans un processus de dragei¬ fication dure. Ainsi, il a été indiqué clairement, par exemple, que l'on ne peut utiliser le sorbitol que comme ingrédient du noyau et non de l'enveloppe, en raison de son caractère hygroscopique. On sait, par ailleurs, que la cristallisation du sorbitol est beau¬ coup plus difficile que celle du xylitol et du manni¬ tol et que cette difficulté est aggravée par le fait que le sorbitol peut être obtenu sous plusieurs formes cristallines différentes, seule la forme gamma consti¬ tuant une forme stable.
Un procédé d'enrobage connu utilise bien du sor¬ bitol comme agent d'enrobage, mais associé à un excès de xylitol et, d'autre part, le sirop d'enrobage n'est pas constitué par une solution aqueuse concentrée de
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sorbitol et de xylitol, mais par une masse fondue de sorbitol et de xylitol, maintenue entre 85 et 90°C. Il est connu, par ailleurs, que le sorbitol et le xy¬ litol ne peuvent être utilisés de façon satisfaisante dans les procédés de drageification, et que si, par exemple, on pulvérise sur les noyaux du sorbitol ou du xylitol sous forme d'une solution aqueuse à 50 ou 6θ % , ainsi qu'il est usuel pour les solutions de sac¬ charose, on obtient des produits cassants, fissurés et irréguliers.
Or, prenant notamment en considération le prix de revient nettement moindre du sorbitol par rapport aux xylitol et annitol susmentionnés, la société demanderesse, et cela en dépit des opinions définiti- vement défavorables susmentionnées existant à l'égard de l'utilisation du sorbitol dans les procédés de dra¬ geification, a approfondi ses investigations et a eu le mérite de trouver que, de façon inattendue et sur¬ prenante, la drageification dure au sorbitol était possible sous réserve de respecter un certain nombre de conditions opératoires, les produits dragéifiés alors obtenus satisfaisant aux divers desiderata de la pratique.
En conséquence, le procédé de drageification dure au sorbitol, conforme à l'invention, est carac¬ térisé par le fait que :
- d'une part, le sorbitol est mis en oeuvre par addition, sur un lit en mouvement de noyaux à enrober, d'un sirop ayant une concentration en matières sèches comprise entre 60 et 85 % en poids, de préférence entre 62 et 80 % en poids et, plus préférentiellement encore, entre 65 et 77 % en poids, la richesse du sirop en D-sorbitol étant supérieure à 80 %, de préférence à 95 % et, plus préférentiellement encore, à 99 %r - d'autre part, la température régnant dans le lit en mouvement de noyaux à enrober est maintenue à
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une valeur inférieure à 55°C, de préférence comprise entre 50 et 10°C et, plus préférentiellement encore, entre 40 et 15°C, l'ensemble de ces conditions étant choisi, à l'inté¬ rieur des limites indiquées, de façon telle que, lors¬ que le sirop de sorbitol arrive au contact des noyaux à enrober, c'est-à-dire à la température maintenue dans le lit en mouvement, il se trouve à un niveau de saturation compris entre 0,65 et 1,25, de préférence entre 0, 8 et 1,15.
Dans un mode de réalisation avantageux du susdit procédé, la température du sirop de sorbitol mis en oeuvre est inférieure à 100°C, de préférence à 90°C et, plus préférentiellement encore, à 70°C.
On rappelle que, par l'expression "niveau de saturation", on désigne le rapport, pour une tempéra¬ ture donnée, de la concentration du sirop exprimé en
-3 grammes de sorbitol pour 100 cmJ d'eau, sur la limite de solubilité du sorbitol, à la température donnée, également exprimée en grammes de sorbitol pour 100 cm 3 d'eau,; à toutes fins utiles, on indique ci-après les valeurs de la limite de solubilité du sorbitol pour un certain nombre de températures :
Les produits de drageification conformes à l'in¬ vention, notamment obtenus à l'aide du procédé défini ci-dessus, sont caractérisés par le fait que l'enroba¬ ge est à base de sorbitol, cristallisé sur toute
l'épaisseur dudit enrobage.
L'invention pourra être encore mieux comprise à l'aide du complément de description qui suit et des exemples donnés en rapport avec des modes de réalisa- tion avantageux.
Se proposant, par conséquent, de fabriquer des produits de drageification, on s'y prend comme suit ou de façon équivalente.
On introduit, dans une cuve tournante de dragéi- fication d'un type conventionnel et équipée de moyens de contrôle de la température intérieure, les noyaux à dragéifier du type confiserie ou produit pharmaceu¬ tique, "sans sucre" ou non, et on pulvérise sur la masse de noyaux en mouvement un sirop de sorbitol dont la température est inférieure à 100°C, de préfé¬ rence à 90°C et plus préférentiellement encore à 70°C.
Le sirop de sorbitol pulvérisé mis en oeuvre pré¬ sente une concentration en matières sèches comprise entre 60 et 85 % en poids, de préférence entre 62 et 80 % en poids,- et, plus préférentiellement encore, entre 65 et 77 % en poids.
La richesse de ce sirop en D-sorbitol est supé¬ rieure à 80 %, de préférence à 95 % et, plus pr.éfé- rentiellement encore, à 99 % . La température régnant dans le lit de noyaux en mouvement est maintenue à une valeur inférieure à 55°C, de préférence comprise entre 50 et 10°C et, plus pré- férentiellement encore, entre 40 et 15°C.
La concentration en matières sèches du sirop de sorbitol, d'une part, et la température du lit de noyaux, d'autre part, sont choisies à l'intérieur des limites sus-indiquées de façon telle que, lorsque le sirop de sorbitol arrive au contact des noyaux à enro¬ ber, il se trouve à un niveau de saturation compris entre 0,65 et 1, 25, de préférence entre 0,8 et 1,15. De façon conventionnelle, l'enrobage se fait
par cycles successifs comprenant chacun une première phase d'addition du sirop de sorbitol sur le lit de noyaux et une seconde phase pendant laquelle on arrête l'addition tout en maintenant la rotation de la cuve et la température régnant au sein de la masse de noyaux,, l'enveloppe dont ont été enrobés les noyaux étant sé- chée et polie au cours de cette phase.
L'épaisseur de l'enveloppe peut être choisie librement en fonction notamment du noyau à dragéifier ou des effets recherchés.
Dans la pratique, pour réaliser une enveloppe d'enrobage de 1 mm d'épaisseur, il convient de réali¬ ser successivement 15 à 20 additions.
Les moyens pour le maintien de la température au sein de la masse de noyaux en mouvement peuvent être constitués par un dispositif d'insufflation d'air chaud de température contrôlée.
Grâce aux conditions d'enrobage conformes à l'invention, il ne se produit à aucun moment du pro- cessus ni une fusion, ni un grossissement irrégulier des cristaux de sorbitol en cours de formation, ce qui conduit en fin d'opération à une surface lisse, dure et brillante, sans phénomène de "pelure d'orange" ou autres irrégularités de surface. Ces conditions maintiennent en outre une visco¬ sité du sirop de sorbitol telle que l'on réalise une excellente répartition de la phase liquide sur les noyaux en cours de grossissement et donc une cristal¬ lisation rapide du sorbitol. Ces conditions, associées à l'insufflation d'air chaud, permettent l'obtention de cristaux très fins et une excellente drageification.
La société demanderesse a eu un mérite considé¬ rable à constater que ce sont les conditions exposées qui conduisent au résultat recherché ; en effet, ces conditions sont tout à fait contraires au principe
généralement admis, qui consiste, comme par exemple dans le cas du saccharose, à opérer avec une sursatu¬ ration élevée pour favoriser la formation des cristaux; il se trouve que, comme la société demanderesse l'a constaté, des solutions de sorbitol, placées aux mêmes niveaux de sursaturation que ceux couramment utilisés avec le saccharose (S > 1,4), étaient d'une viscosité trop élevée, engendrant deux inconvénients majeurs, à savoir : - d'une part, une mauvaise répartition du sirop liquide sur les noyaux, pouvant entraîner dans cer¬ tains cas des collages dans la cuve, et,
- d'autre part et surtout, des retards impor¬ tants à la cristallisation, conduisant à la formation de surfaces irrégulières incomplètement cristallisées et donc présentant les désavantages essentiels d'une mauvaise stabilité et d'un manque de fraîcheur ins¬ tantanée, cette dernière caractéristique constituant une propriété intrinsèque de la forme cristalline stable du sorbitol.
Il est possible d'ajouter au sirop de sorbitol à pulvériser divers additifs comme des colorants, des arômes ou des agents améliorant 1 ' état de surface tels que la cire d'abeille. Parmi les colorants, on peut citer le dioxyde de titane, parmi les arômes, ceux de menthe, orange et citron.
On peut également prévoir des agents liants tels que des gommes végétales et la gélatine ou des substan- ces grasses telles que les mono- et diglycérides. On peut également prévoir d'ajouter au sorbitol d'autres sucres comme le xylitol ou le mannitol.
Parmi les produits constitutifs du noyau à enro¬ ber et qui peuvent être choisis dans le groupe des confiseries et produits pharmaceutiques sus-indiqués, on fera, en raison du caractère non cariogène de
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l'enrobage obtenu conformément à l'invention, une men¬ tion particulière aux produits " sans sucre" et, parmi ceux-ci, aux bonbons non cariogènes à base de sirops de glucose hydrogénés de marque LYCASIN ^-A Lorscjue, au contraire, le noyau à enrober con¬ tient un sucre f ermentescible, l'enrobage obtenu con¬ formément à l'invention atténue le caractère cariogène de l'ensemble et lui confère de toute façon les quali¬ tés inhérentes au sorbitol cristallisé de forme stable, notamment la sensation de fraîcheur.
L'invention a donc une portée générale s 'adres¬ sant à tous produits pharmaceutiques et confiseries à dragéif ier .
D'un point de vue général, on souligne que les produits de drageification conformes à l'invention présentent une surface lisse et brillante, essentielle¬ ment exempte d'imperfections et cristalline sur toute l'épaisseur de l'enveloppe, qu'ils sont stables, même dans des atmosphères à humidité élevée et qu'ils pré- sentent en outre une sensation de fraîcheur très agré¬ able au moment de la consommation, due à la chaleur de dissolution élevée du sorbitol ainsi qu'à sa haute so¬ lubilité à 37°C. A. DRAGEIFICATION D'UN CHEWING-GUM DE TYPE "SANS SUCRE", On prépare des chewing-gums "sans sucre" suivant la méthode et la composition décrites dans le brevet français N° 79 15479 du 15 Juin 1979.
La composition retenue était la suivante :
- Gomme de base type PA-LOJA 25 parties en poids - NEOSORB ® poudre 60 (Pf. 96°C) 50 parties en poids
- LYCASIN® 80/55 à 80 % de matières sèches contenant des arômes et des parfums colorants 25 parties en poids La gomme de base, préalablement réchauffée à 75 °C, a été malaxée dans un pétrin du type KUSTNER muni d'une circulation d'eau chaude, en présence de
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la phase liquide colorants) ; la phase solide
ajoutée pro¬ gressivement par petites quantités.
Après un poudrage au mannitol, la pâte a été la- minée et découpée en plaquettes de forme classique. Ce sont ces plaquettes que l'on a dragéifiées. Pour ce faire, on a placé 500 g des susdites plaquettes dans une drageuse de laboratoire du type "LILLIPUT" du constructeur FROGERAIS, équipée d'une soufflerie d'air régulée pour maintenir constante la compérature du lit de plaquettes, et d'une sonde ther¬ mométrique placée dans ce lit.
Vitesse de rotation de la drageuse : 25-30 tours minute. Le produit d'enrobage constitué d'un sirop de sorbitol a été maintenu à température constante à l'ai¬ de d'un bain-marie thermorégulé.
Le sirop d'enrobage est ajouté par charges suc¬ cessives (cycles) de 20 g de sirop, l'introduction de ces charges se faisant en quelques secondes toutes les dix minutes,, le temps séparant la fin d'une introduc¬ tion de l'introduction suivante étant nécessaire pour obtenir la cristallisation du sorbitol et 1'evapora¬ tion de l'eau ainsi libérée. La quantité totale de sirop à ajouter dépend, en particulier, de l'épaisseur souhaitée pour l'enve¬ loppe.
Le sorbitol utilisé pour l'enrobage est consti¬ tué par un sirop de glucose hydrogéné connu sous la marque NE0S0RB^ 70/02, dont la pureté sur matières sèches est de 99 % . EXEMPLE 1.
On a procédé à deux essais de drageification, la température du lit en cours de drageification étant maintenue à 30°C, valeur imposée par le ramollissement de la gomme.
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La concentration du sirop d ' enrobage est de 83 % de matières sèches.
Les conditions et résultats de ces essais sont réunis dans le tableau I. TABLEAU I
Dans ce tableau ainsi que dans ceux qui appa¬ raissent dans la suite de la description, les symboles figurant dans la ligne "Observations" caractérisent les résultats des essais concernés. Les significations de ces symboles sont réunies dans le tableau suivant :
La surface des dragées est boursoufflée, il y a une mauvaise répartition du sirop et il se produit des collages dans la drageuse après chaque addition.
On est, en effet, dans ces deux cas, dans des conditions de sursaturation élevée (niveau de satura¬ tion : 1, 70) . EXEMPLE 2.
On a procédé à cinq essais en utilisant un sirop
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à 70 % de matières sèches. Les conditions et résultats sont réunis dans le tableau II.
TABLEAU II
On remarque qu'à 70 % de matières sèches, l'amé¬ lioration est très nette. Le niveau de saturation est, pour cette concentration et à cette température, de 0,85.
Il y a toujours un léger collage au moment de chaque cycle, suivi d'une rapide fluidisation de la masse en mouvement.
Les résultats s'améliorent au fur et à mesure que la température d'addition diminue. On souligne la bonne tenue au stockage et l'excellente fraîcheur ins¬ tantanée à la consommation des produits obtenus. EXEMPLE 3.
On a procédé de la manière indiquée à 1 ' exemple 2, la concentration du sirop étant de 75 % de matières sèches (niveau de saturation : 1,08) .
Les résultats enregistrés sont très bons, la tem¬ pérature du sirop d'enrobage n'ayant pas excédé 90°C. On note la bonne tenue au stockage des produits obte¬ nus et leur excellente fraîcheur instantanée.
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B. DRAGEIFICATION DE PRODUITS DE COMPRESSION.
Les noyaux à dragéifier ont été préparés sur une machine à compression FROGERAIS rotative à 16 poinçons du type MR 2, fonctionnant par compression directe. Le produit utilisé est le sorbitol poudre de marque NEOSORB® 20/60 aromatisé à la menthe et compor¬ tant O, 3 % de lubrifiant constitué par du stéarate de magnésium.
La drageification a été conduite au moyen de 1' é- quipement décrit à propos de la drageification des chewing-gums de type "sans sucre".
Dans le cas de la drageification de ces produits de compression au NEOSORB vJ, la température du lit de drageification a pu être élevée à 70°C, puisque la température de fusion du NEOSORB ^ est supérieure à 95°C.
Les additions de sirop d'enrobage ont été de 20 g toutes les 10 minutes. EXEMPLE 4. A l'aide de neuf essais, on a étudié l'influence de la température du lit en cours de drageification et de la température d'un sirop d'enrobage, dont la con¬ centration est de 70 % de matières sèches.
Les conditions de ces essais et les résultats enregistrés sont réunis dans le tableau III.
Il apparaît, à l ' examen des résultats réunis dans ce tableau III, que, pour un sirop d ' enrobage à 70 % de matières sèches, on a intérêt à maintenir la température du lit en cours de drageif ication en des¬ sous de 40°C. Au-dessus de cette température, la solu¬ bilité du sorbitol est très élevée et le sirop à 7o % de matières sèches, placé dans ces conditions, est en très forte sous-saturation. A 30°C (essais 13 à 16) , on constate une amélioration sensible des résultats au fur et à mesure que la température du sirop d ' en¬ robage diminue, passant de 90 à 40°C.
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Pour ces essais, on souligne la bonne cristallini- té de la couche, l'excellente stabilité au stockage et la bonne fraîcheur instantanée. EXEMPLE 5. 5 On procède d'une façon identique à celle exposée à propos de l'exemple 4,* en ayant recours à un sirop d'une concentration de 75 % de matières sèches.
Les résultats enregistrés en maintenant à 40°C la température du lit de noyaux en mouvement et, infé- 10 rieure à 90°C, de préférence inférieure à 70°C, la tem¬ pérature du sirop d'enrobage, sont excellents. EXEMPLE 6.
On a procédé à huit essais de la manière indiquée à l'exemple 4, la concentration du sirop étant de 80 % . 15 Les conditions et résultats sont réunis dans le tableau IV.
TABLEAU IV
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25
30
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A la lecture de ces résultats, on constate de nouveau que la température du lit en cours de dragei¬ fication est un facteur déterminant.
Dans l'essai 17, la température régnant dans le lit, c'est-à-dire 70°C, est trop élevée.
A une température de lit de 50°C, les résultats sont satisfaisants lorsque la température du sirop est de 80, 70 ou 60°C (essais 19, 20 et 21).
Dans le cas de l'essai 18, la température du sirop d'enrobage étant de 110°C, le résultat est mau¬ vais (il se produit apparemment une refonte partielle de la surface du noyau au moment de 1 'addition de sirop, le sorbitol fondant à 96°C) .
Le résultat est satisfaisant pour l'essai 23, la température du lit étant de 45°C.
Pour l'essai 22, les commentaires sont les mêmes que pour l'essai 18.
A l'essai 24, la température du lit étant de 30°C, le sirop d'enrobage devient trop visqueux au moment de l'addition sur le lit en mouvement (niveau de saturation : 1,43), d'où une mauvaise répartition de la pellicule liquide.
C. DRAGEIFICATION DE BONBONS "SUCRE CUIT" DU TYPE "SANS SUCRE". Des sucres cuits ont été préparés au laboratoire en évaporant jusqu'à une humidité résiduelle inférieure à 0,5 % un hydrolysat d'amidon hydrogéné du type de celui commercialisé sous la marque LYCASIN *-*' 80/55. Les bonbons ainsi préparés ont été mis sous forme sphérique (diamètre : environ 1,5 cm) .
Pour la drageification, on a utilisé le matériel et les conditions de mise en oeuvre décrits plus haut. La température du lit en mouvement a été maintenue à une valeur inférieure ou au plus égale à 30°C, cette valeur est imposée par la matière constitutive des noyau .
Toutes les dragéifications ont été effectuées sur 500 g de noyaux.
Les conditions et résultats sont réunis dans le tableau V.
TABLEAU V
A l'examen des résultats réunis dans ce tableau V, on constate que, pour une température de lit de 25 à 3θ°C, la drageification est bonne dans le cas des sirops ayant 70 et 75 % de matières sèches. La cristal- linité de la surface est bonne, de même que la fraî¬ cheur instantanée (essais 25, 26, 27) .
Cette drageification améliore la tenue au sto¬ ckage des bonbons au LYCASIN U et leur donne une fraî- cheur instantanée agréable.
A 80 % de matières sèches (essai 28) , le sirop d'enrobage devient visqueux et il se produit des col¬ lages importants dans la drageuse, dûs à la surfusion du sorbitol liquide.