Des méthodes innovantes pour l'extraction du β-glucane
Obtenir des β-glucanes sans acides ni bases : le DIL et l'Université technique de Hambourg testent l'hydrolyse à l'eau chaude
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L'avoine et l'orge, mais aussi la levure, les champignons et les algues, contiennent de précieux β-glucanes. En raison de leurs propriétés bénéfiques pour la santé, ceux-ci sont très recherchés en tant qu'ingrédients alimentaires fonctionnels ou compléments alimentaires. Leur extraction reste toutefois, à ce jour, un processus complexe. Dans le cadre d’un projet IGF coordonné par le FEI, des chercheurs du DIL et de l’Université technique de Hambourg développent un procédé en continu d’extraction des β-glucanes par hydrolyse à l’eau chaude. L’objectif est de mettre au point un procédé en continu permettant d’extraire les β-glucanes de manière efficace et aussi douce que possible à partir de différentes biomasses, y compris des sous-produits tels que les drêches de brasserie.
L’avoine et l’orge, mais aussi la levure, les champignons et les algues, contiennent de précieux β-glucanes. Selon leur origine, leurs propriétés biologiques varient : les β-glucanes issus des céréales peuvent, par exemple, influencer positivement les mécanismes de régulation du microbiote intestinal, tandis que ceux extraits de la levure ou des champignons revêtent une importance particulière en raison de leur effet immunostimulant. La demande pour ces fibres alimentaires naturelles est donc très forte – notamment en tant qu’ingrédient fonctionnel dans les aliments ou sous forme de compléments alimentaires. Cependant, leur extraction reste jusqu’à présent complexe : les procédés habituels nécessitent souvent plusieurs étapes, de longs temps de traitement ou l’utilisation d’acides, de bases ou d’enzymes. Il est donc nécessaire de mettre au point un procédé permettant d’extraire les β-glucanes de manière plus efficace et en continu à partir de différentes biomasses – y compris des sous-produits tels que les drêches de bière.
C’est précisément sur ce sujet que travaillent des chercheurs de l’Institut allemand de technologie alimentaire (DIL) et de l’Université technique de Hambourg dans le cadre d’un projet de recherche industrielle collaborative (IGF) coordonné par le FEI. Ils souhaitent exploiter ce que l’on appelle l’hydrolyse à l’eau chaude (en anglais : Liquid Hot Water, LHW) – c’est-à-dire la digestion à l’eau chaude à des températures supérieures à 100 °C et sous pression élevée – pour l’extraction en continu de β-glucanes, tout en obtenant des rendements aussi élevés que possible.
Un avantage essentiel de ce procédé : lors de l’hydrolyse LHW, les températures élevées générées sous pression modifient les propriétés de l’eau de telle sorte que les composants de la biomasse s’extragent plus facilement – sans ajout d’acides ou de bases. Il est essentiel d’adapter les conditions du procédé à la matière première concernée : le son d’avoine se comporte différemment lors de la digestion que les drêches de bière, la levure, les champignons ou les algues. De plus, la taille des particules, la température et la durée du traitement influencent la quantité de β-glucane extraite ainsi que ses propriétés finales. Les équipes de recherche étudient donc systématiquement l’impact des différentes biomasses et des paramètres de procédé sur le rendement et la qualité des β-glucanes obtenus. La structure moléculaire doit être modifiée le moins possible afin de préserver les propriétés pertinentes. Dans un premier temps, ces interactions sont étudiées dans de petits réacteurs à haute pression. Les connaissances acquises seront ensuite transposées à un procédé en continu, par exemple dans des extrudeuses où la biomasse est traitée en continu dans des conditions de température et de pression définies. Dans un deuxième temps, une installation de démonstration permettra de vérifier, dans des conditions proches de celles de l’industrie, si les conditions de procédé déterminées en laboratoire peuvent également être mises en œuvre à des débits plus importants.
Ce procédé revêt une importance particulière pour les petites et moyennes entreprises. En effet, de nombreuses entreprises agroalimentaires produisent directement des biomasses riches en β-glucane. Ainsi, les drêches de brasserie issues de la fabrication de la bière ou le son issu de la transformation des céréales constituent des sous-produits qui, jusqu’à présent, sont principalement utilisés comme aliments pour animaux. Si l’on pouvait en extraire sur place des composants à plus forte valeur ajoutée, la biomasse disponible serait mieux valorisée et une valeur ajoutée supplémentaire pourrait être générée.
À l’issue des travaux de recherche, l’objectif n’est pas seulement d’identifier les conditions optimales pour une extraction efficace des β-glucanes à partir de différentes matières premières. La rentabilité du procédé en continu sera également évaluée. Les résultats doivent aider les entreprises à évaluer pour quelles biomasses et quelles applications il est intéressant de passer du traitement par lots, pratiqué jusqu’à présent, à un procédé en continu. Cela pourrait ouvrir de nouvelles perspectives, en particulier pour les petites et moyennes entreprises, en matière d’extraction économique et respectueuse des ressources des β-glucanes très demandés.
De plus amples informations sur le projet 01IF23926N « Hydrolyse continue de la biomasse à l’eau chaude (LHW) pour l’extraction de β-glucanes », financé dans le cadre de la recherche industrielle collective (IGF) par le ministère fédéral de l’Économie et de l’Énergie (BMWE), sont disponibles via le lien suivant : https://www.fei-bonn.de/01if23926n.projekt .
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Allemand peut être trouvé ici.
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