Depuis l’Europe, il existe un engagement envers diverses stratégies scientifiques et politiques visant à promouvoir la recherche pour le développement d’aliments sains, en mettant en œuvre des politiques d’économie circulaire par la recherche de sources alternatives d’ingrédients commercialement viables. Les sous-produits agricoles sont particulièrement intéressants parmi les sources possibles car ils constituent d’excellentes sources de fibres alimentaires. Parmi ceux-ci se trouvent les agrumes, le kaki et la pastèque.
Face à la nécessité d’augmenter la production alimentaire de manière durable, d’améliorer la qualité nutritionnelle et fonctionnelle des aliments produits et de répondre aux exigences des consommateurs qui recherchent des produits plus naturels ayant un impact positif sur leur santé, l’Europe adopte diverses stratégies et politiques scientifiques pour favoriser la recherche visant à développer des aliments sains et à mettre en œuvre des politiques d’économie circulaire par la recherche de sources alternatives d’ingrédients commercialement viables.
Sous-produits Agricoles : Sources Alternatives pour l’Exploration des Ingrédients Alimentaires
Parmi les sources alternatives potentielles d’ingrédients alimentaires, les sous-produits agricoles sont particulièrement intéressants en raison de la quantité importante générée annuellement et de leur excellent contenu en fibres alimentaires. L’un des défis de leur mise en œuvre industrielle réside souvent dans leur saisonnalité. Ainsi, une stratégie potentielle est de concevoir des processus de bioraffinerie pouvant être appliqués aux résidus obtenus à différentes périodes de l’année.
Valorisation Globale des Agrumes, de la Pastèque et du Kaki pour la Production de Pectines et de Produits de “Garniture” Extrudés
Dans ce contexte, nous travaillons sur le projet VALUÓS (Valorisation Intégrale et Continue des Résidus Agricoles de la Région de Valence pour la Production d’Ingrédients Alimentaires Fonctionnels), où nous réalisons une valorisation globale des résidus agricoles générés tout au long de l’année pour obtenir des ingrédients à valeur ajoutée. Plus précisément, nous développons une stratégie de valorisation globale couvrant la majeure partie du calendrier annuel, en nous concentrant sur trois grands groupes de cultures : les agrumes, la pastèque et le kaki, ainsi que leurs sous-produits respectifs. La stratégie repose spécifiquement sur une approche de valorisation en cascade, obtenant :
- Extrats Riches en Pectine : Premièrement, des extraits riches en pectine avec diverses fonctionnalités utiles dans l’industrie alimentaire.
- Produits Extrudés (Garnitures Expansées) : Utilisation du procédé d’extrusion du sous-produit restant riche en fibres pour développer des produits de “garniture” expansés.
Le Pouvoir Gélifiant des Pectines Issues des Sous-produits Agricoles : Applications dans les Industries Alimentaire et Pharmaceutique
La pectine est un polysaccharide complexe aux propriétés émulsifiantes, gélifiantes et texturisantes. La forte demande de pectine et la diversité des propriétés physico-chimiques et fonctionnelles associées à sa structure moléculaire motivent la recherche et l’étude d’autres sources.
Les pectines se trouvent dans les parois cellulaires de la plupart des plantes terrestres, ce qui les rend largement disponibles. Cependant, commercialement, elles ne sont obtenues qu’à partir des marcs de pomme et des écorces d’agrumes en raison de leur rendement d’extraction élevé.
La pastèque et le kaki sont des sources de pectine très intéressantes
La pastèque et le kaki sont deux sources de pectine très intéressantes, avec des contenus estimés de 13-35% pour la pastèque et de 4-12% pour le kaki. Par conséquent, ces sous-produits constituent une source de pectine potentiellement très rentable, en plus d’être une option durable et à haute valeur ajoutée, favorisant l’économie circulaire.
En outre, leurs propriétés fonctionnelles et technologiques peuvent être ajustées en fonction des conditions d’extraction. À cet égard, il convient de souligner l’importance d’une caractérisation structurale et fonctionnelle appropriée pour concevoir les processus d’extraction selon l’application finale souhaitée.
La structure et la composition des pectines sont très hétérogènes et difficiles à déterminer, selon la source et la méthode d’extraction, affectant ainsi leurs propriétés fonctionnelles et technologiques.
En fait, des propriétés telles que leur capacité émulsifiante et stabilisante dépendent non seulement de la source d’extraction, qui déterminera, par exemple, la composition en monosaccharides de la pectine, mais également en grande partie des conditions d’extraction, qui affecteront à leur tour le poids moléculaire, la teneur en protéines résiduelles et la structure de la pectine.
À ce jour, les pectines commerciales ne sont produites qu’à partir de déchets d’agrumes ou de marcs de pomme et par des processus visant à obtenir des ingrédients hautement purifiés. Dans le projet VALUÓS, nous travaillons sur deux innovations dans ce domaine :
- Processus Simple et Durable pour l’Extraction de Pectine : Premièrement, au sein du processus d’extraction lui-même, visant à le simplifier pour le rendre plus durable et obtenir des pectines avec des fonctionnalités supplémentaires. Avec les processus d’extraction développés et sur la base d’une expérience précédente, nous espérons augmenter la capacité émulsifiante des pectines obtenues d’au moins 50% par rapport aux pectines commerciales.
- Sous-produits de Kaki et de Pastèque pour l’Extraction de Pectine : Nous utilisons deux sources nouvelles et alternatives de déchets agricoles (kaki et pastèque), très pertinentes et à forts volumes de production, pour l’extraction de pectine. La structure différente de ces nouvelles sources de pectine pourrait également élargir leurs usages potentiels, pour des applications où d’autres ingrédients alimentaires sont actuellement utilisés.
Comme mentionné précédemment, les stabilisants/texturants actuellement utilisés dans les desserts (amidon, gommes et carraghénanes) sont des produits coûteux et, dans certains cas, leur extraction conduit à la surexploitation des ressources naturelles.
Application dans les Produits Laitiers : Pectines Obtenues par la Valorisation des Sous-produits
Dans ce projet, nous étudions la possibilité de remplacer certains des ingrédients stabilisants/texturants précédents dans la formulation de desserts lactés par des pectines obtenues par la valorisation des sous-produits. Notre objectif ultime est de garantir que cette substitution n’affecte pas les propriétés organoleptiques ou physico-chimiques du produit final.
L’utilisation de pectines obtenues par la valorisation des sous-produits offre plusieurs avantages :
- Réduit les coûts du produit final, permettant un plus grand accès aux consommateurs.
- Facilite l’utilisation d’un déchet agricole en le convertissant en matière première.
- Permet le développement de desserts innovants qui incluent cette pectine, exploitant ainsi les fonctionnalités supplémentaires qu’elle offre.
- Permet de réduire la teneur en sucre par une substitution partielle avec des pectines.
Garnitures riches en fibres pour desserts à base de sous-produits de citron, kaki et pastèque
Une autre ligne de travail de notre projet se concentre sur l’utilisation de la fraction riche en fibres restante après l’extraction de la pectine de divers sous-produits pour développer des produits extrudés (tels que des snacks ou des garnitures) à haute teneur en fibres, pouvant également contenir des molécules antioxydantes intéressantes d’un point de vue nutritionnel.
Pour obtenir des ingrédients et des molécules fonctionnels, nous employons des procédés d’extraction durables
Alignée sur la durabilité, une autre tendance actuelle est la simplification des procédés d’extraction. Il existe de plus en plus de preuves liées aux avantages nutritionnels des fibres moins purifiées. Par conséquent, bien que les processus industriels traditionnels aient été conçus pour obtenir des molécules et des ingrédients hautement purifiés, la conception de processus plus simples présente une série d’avantages indubitablement attrayants, non seulement au niveau de la mise en œuvre industrielle (simplification des procédures, avantages économiques des processus, rendements plus élevés des substances obtenues), mais aussi au niveau nutritionnel.
À cet égard, il a été observé dans différents types de biomasse, comme la biomasse marine, que la simplification des processus aboutit à des ingrédients ayant des propriétés technologiques tout aussi intéressantes, mais également avec des avantages fonctionnels clairs, liés à la non-élimination des molécules bioactives lors des processus d’extraction simplifiés.
Dans le projet Valuós, nous obtenons des produits riches en fibres à partir de sous-produits agricoles par des processus d’extrusion.
L’extrusion est une technique de transformation des aliments à haute température et à court terme (HTST) qui produit plusieurs changements dans la forme, la structure et la composition de l’ingrédient/produit. Elle permet la gélatinisation de l’amidon, la dénaturation des protéines et la formation de complexes entre les lipides, l’amidon et les protéines, ce qui entraîne des changements dans la microstructure, les caractéristiques chimiques et la forme macroscopique du produit.
C’est une technologie très polyvalente qui accepte des ingrédients provenant de sous-produits de l’industrie agroalimentaire et, étant un processus à haute température et court terme, garantit la sécurité du produit sans altérer significativement sa valeur nutritionnelle.
Incorporer des fibres dans des produits extrudés : une opportunité pour l’utilisation des sous-produits
Des études sur l’incorporation de fibres dans des produits extrudés montrent généralement que l’extrusion améliore la proportion de fibres solubles. De plus, la combinaison de fibres avec des agents texturants tels que l’amidon, le carbonate de calcium et d’autres ingrédients, ainsi que les ajustements des conditions de processus, améliore la distribution des bulles de vapeur à l’intérieur du produit, augmentant la nucléation et l’uniformité.
Cela fait de l’incorporation de fibres dans des produits extrudés une opportunité pour l’utilisation des sous-produits et la production de produits expansés pouvant être utilisés comme garnitures dans des desserts lactés en raison de leur apport nutritionnel.
IATA-CSIC, AINIA et Productos Lácteos Romar, alignés dans la valorisation des sous-produits agricoles
Tout cela est développé dans le cadre d’un consortium couvrant toute la chaîne de valeur, incluant IATA-CSIC, AINIA et Postres Lácteos Romar. Pour compléter la chaîne de valeur, nous avons également la collaboration d’ANECOOP, qui nous fournit les sous-produits. Ce projet est financé par l’AVI (Agence Valencienne de l’Innovation).
L’IATA travaille sur l’obtention de pectines à partir de divers sous-produits agricoles tels que le kaki, la pastèque et les agrumes à l’échelle du laboratoire, en les caractérisant et en mettant en œuvre des processus pour améliorer leur fonctionnalité.
Chez AINIA, nous nous concentrons sur l’évaluation des propriétés technologiques des pectines de kaki obtenues à l’échelle du laboratoire par IATA pour la production de confiseries. Les résultats initiaux indiquent de bonnes propriétés de gélification des pectines de kaki, en plus de donner un produit à l’apparence plus naturelle qui permet des doses d’inclusion plus faibles par rapport à d’autres pectines commerciales.
Postres Lácteos Romar travaille sur l’évaluation de nouvelles formulations utilisant les pectines obtenues à partir des processus développés par l’IATA dans des produits tels que des flans et des crèmes.
En outre, chez AINIA, nous avons commencé à travailler sur l’utilisation de fractions riches en fibres résultant des processus d’extraction de kaki et de pastèque dans des formulations pour obtenir de nouveaux ingrédients extrudés expansés pour incorporation dans des desserts. Il s’agit de progrès significatifs dans l’obtention de composés d’intérêt pour l’industrie alimentaire à partir de ses propres sous-produits.
