Application d'un nouveau procédé d'extraction (jus, pulpe, huile essentielle) : la Flash-Détente

Pierre Brat, Cirad-flhor


Description du procédé

1ère étape

L'étuvage du matériel végétal à 85-90°C. Cette mise en température du matériel végétal est assurée par l'utilisation d'une vis à injection de vapeur. Cette étape de blanchiment, nécessaire à la mise en œuvre du procédé, permet en outre d'inhiber l'activité enzymatique endogène (par exemple : polyphenoloxydase, pectine-methylesterase) et de détruire la flore bactérienne.

2ème étape

La détente avec l'introduction brutale sous vide (environ 30 mBar) du matériel végétal précédemment étuvé (fruits, légumes, plantes, etc.). La température d'ébullition de l'eau dans ces conditions de vide se situe entre 27 et 30°C. Cette mise sous vide instantanée provoque donc l'évaporation brutale d'une partie de l'eau de constitution du matériel végétal étuvé (environ 10 % de la masse humide initiale) et une chute brutale de la température du milieu. Cette perte d'eau instantanée engendre un broyage fin dû à la création de micro-canaux intercellulaires. Ce bouleversement et cette explosion cellulaire confèrent aux produits des qualités physico-chimiques, rhéologiques et organoleptiques bien particulières. Les eaux d'évaporation sont récupérées séparément par condensation : ces eaux, particulièrement riches en composés volatils aromatiques, sont appelées eaux aromatiques et pourront être réintroduites dans les produits après Flash-Détente.

Les produits

La Flash-Détente est un procédé multi-usages, multi-effets. Les produits obtenus seront donc traités en deux thèmes : les jus et les purées, puis la récupération des huiles essentielles.

Les jus et les purées

Ce procédé s'inscrit donc en amont de l'étape de raffinage indispensable pour l'obtention de purées homogènes et en aval des étapes de parage (feuilles et queues retirées) et de lavage des fruits. Deux applications de type purée sont présentées.

Purée de fruit de la passion

A partir d'une présentation morphologique d'une coupe de fruit de la passion pourpre, trois zones principales peuvent être présentées :
  • l'aril : zone de couleur jaune traditionnellement utilisée pour l'obtention d'un jus ;
  • le mésocarpe : zone spongieuse blanchâtre à forte teneur en parois cellulaires, en pectines solubles, présentant une faible acidité et une forte teneur en composés volatils. La face externe du mésocarpe présente cependant une couleur rouge-pourpre riche en anthocyanes ;
  • l'épicarpe : zone hautement lignifiée intimement liée au mésocarpe.
Les dégradations engendrées par le procédé (création de micro-canaux intercellulaires) au niveau du mésocarpe du fruit vont permettre d'incorporer cette zone à l'aril. En effet, le mésocarpe, riche en parois cellulaires, en pectines solubles et en composés anthocyanidiques, est désagrégé suite à l'effet de détente, puis incorporé au jus de la passion (aril) de couleur jaune. Il résulte de ce traitement l'obtention d'une purée de couleur pourpre intense à forte teneur anthocyanidique (tableau 1), ayant des caractéristiques physico-chimiques, rhéologiques et organoleptiques très différentes d'un jus de référence. Suite à l'incorporation d'une partie du mésocarpe et à la perte de cohésion cellulaire liée au procédé de Flash-Détente, la purée obtenue présente une couleur rouge-pourpre intense (indice a du chromamètre), une plus faible acidité et une plus haute viscosité (tableau 1) autorisant une dilution supérieure en vue de l'élaboration de nectars. Enfin, l'explosion d'une partie du matériel cellulaire permet de libérer les composés aromatiques, principalement contenus dans la vacuole, et donc d'obtenir un produit aromatiquement plus puissant.



Purée de mangue

Seul le mésocarpe de ce fruit, constitué essentiellement de cellules parenchymateuses, subit des bouleversements cellulaires propres à ce procédé. L'épicarpe très rigide, particulièrement riche en lignine, n'est pas dégradé par ce procédé. Les paramètres physico-chimiques classiques (pH, acidité titrable, etc.) d'une purée obtenue par le procédé de Flash-Détente seront donc proches de ceux d'une purée traditionnelle. La perte de l'organisation cellulaire des cellules parenchymateuses et l'explosion d'une partie des cellules provoquent par contre des changements d'ordre rhéologique : les produits obtenus ont une consistance et une viscosité nettement plus élevées (tableau 2).



Le traitement par le vide (2ème étape du procédé) permet de réduire considérablement la teneur en oxygène du produit (1/5ème de la teneur initiale) et donc de limiter au maximum les phénomènes de brunissement oxydatif. La purée de mangue obtenue par Flash-Détente a ainsi une couleur plus claire et plus jaune, corrélée à l'augmentation des indices L et b du chromamètre (tableau 2).

Extraction des huiles essentielles d'agrumes

L'introduction d'écorces d'agrumes (pomelo, orange, mandarine, citron), préalablement étuvées dans la chambre de vide, provoque l'explosion des glandes à huiles essentielles contenues dans le flavedo (partie colorée externe du fruit). Les huiles seront donc vaporisées simultanément à une partie de l'eau présente dans les écorces. Après condensation, les huiles seront récupérées sous forme d'émulsion aqueuse, puis purifiées par centrifugation. Les rendements d'extraction obtenus à partir d'écorces de citron, d'orange, de mandarine et de pomelo sont respectivement égaux à 44, 29, 33 et 27 %. Après déterpénisation, les huiles essentielles extraites par le procédé de Flash-Détente sont de qualité supérieure à des huiles fraîchement pressées avec des proportions relatives supérieures en aldéhydes mono- et sesqui-terpéniques.

Un procédé multi-usage

Les fruits

Des purées plus consistantes et plus visqueuses ayant une intensité colorante supérieure sont obtenues, autorisant un ratio de dilution supérieur dans un but d'élaboration de nectars (purée après dilution). Ces caractéristiques rhéologiques particulières sont dues, selon le cas, à une teneur supérieure en parois cellulaires et en pectines solubles dans la purée, mais aussi à la désorganisation cellulaire engendrée par l'effet de détente.

Après dilution, des nectars plus stables sont produits, ayant une séparation de phase plus lente. L'étape de blanchiment assure une inhibition quasi totale de l'activité enzymatique endogène (polyphenoloxydase, pectinemethylesterase), tandis que la viscosité supérieure du produit diminue les phénomènes de chute du trouble dans le produit fini.

Une très faible teneur en oxygène est mesurée dans les produits après détente, limitant en ce sens les phénomènes d'oxydation et donc de brunissement. Les purées après pasteurisation conservent une couleur vive, même après plusieurs mois de conservation.

Le broyage fin de toutes les parties du fruit, et en particulier des zones parenchymateuses, engendré par la phase de détente permet d'obtenir en final des rendements de production supérieurs (cas du fruit de la passion).

Les huiles essentielles

Les huiles essentielles obtenues à partir d'écorces d'agrumes traitées en Flash-Détente sont qualitativement proches de celles obtenues par pressage à froid. Les rendements sont égaux, voire supérieurs, à ceux obtenus par un procédé classique type F.M.C. Ce procédé permet donc de valoriser les écorces d'agrumes qui n'ont actuellement qu'un intérêt économique faible.

Applications annexes

Procédé de concentration

Environ 10 % de la masse de fruits introduite dans la chambre de chauffe sont récupérés sous forme d'eaux aromatiques (eaux d'évaporation condensées).

Procédé de désodorisation

Certains légumes dégagent une odeur nauséabonde à la cuisson par volatilisation de composés soufrés (par exemple : choux). Le traitement préalable de ces légumes par le procédé de Flash-Détente permettrait de piéger tout ou partie des composés volatils nauséabonds.

Faciliter l'extraction de molécules fonctionnelles

De nombreux fruits sont riches en molécules fonctionnelles intéressantes de type carotènes ou lycopènes. Le broyage intime et l'explosion d'une partie des cellules permettraient d'augmenter les rendements d'extraction de ces molécules.


Le Cirad

Centre de coopération internationale en recherche agronomique pour le développement
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