Extraction aqueuse d'huile de colza assistée par hydrolyse enzymatique : optimisation de la réaction, caractérisation de l'émulsion et étude de procédés de déstabilisation, Rapeseed oil extraction assisted by enzymes : reaction optimisation, emulsion, characterisation and destabilisation process study

Sous la direction de Michel Parmentier
Thèse soutenue le 08 novembre 2006: INPL
En réponse aux attentes actuelles des consommateurs pour des produits de haute qualité nutritionnelle et environnementale, et face aux impératifs industriels conduisant à minimiser les risques et l’impact environnemental lors de l’extraction à l'hexane de l’huile de la graine de colza, l’étude de l’extraction aqueuse avec assistance enzymatique de cette huile a été reprise avec 2 objectifs principaux : déterminer les enzymes et mélanges d'enzymes adaptés à la meilleure déstructuration du tissu adipeux végétal, et d'autre part étudier les propriétés et la déstabilisation de l'émulsion formée. De l'optimisation de ces 2 séquences du process dépendent les rendements finaux en huile de l'extraction et les propriétés du tourteau, qui constituent les clés économiques de l'émergence de cette nouvelle technologie. Pour cela, après caractérisation physicochimique des constituants de la graine, protéases et polysaccharides hydrolases ont été testées seules ou en combinaison afin d’optimiser le rendement en huile libre et en huile contenue dans l’émulsion engendrée lors de l’extraction et obtenue par centrifugation. Après caractérisation de l’émulsion (rhéologie, diffusion statique de la lumière, pH, conductivité), des tests de déstabilisation physicochimiques ou thermo-mécaniques ont été mis en œuvre afin de séparer les constituants de l’émulsion formée, et obtenir ainsi la libération de l'huile. Les tests réalisés ont permis de retenir trois procédés de déstabilisation: l’addition de talcs, l’inversion de phase par addition d’huile exogène en présence de NaCl dans la phase aqueuse, et les cycles de congélation/décongélation. Afin d’apporter les premiers éléments de l’optimisation de ce dernier procédé, une étude par planification expérimentale a été mise en œuvre
-Extraction aqueuse
-Colza
-Emulsion
-Huile
-Protéases
-Cellulases
Consumer's concerns about the quality and environmental impact of the products as well as the industrial requirements regarding the risk assessment and the environmental and health repercussions of the solvent extraction of rapeseed oil using hexane led us to work on the optimisation of the aqueous enzymatic extraction of this oil. The study has been carried out to determine the best combination of enzymes able to achieve the disruption of the vegetal adipose tissue, and to characterize the emulsion obtained after centrifugation. The final objective was to maximize the yields of the oil extraction and to obtain adequate nutritional properties of the cake. After the physicochemical characterization of the rapeseed raw material, several proteases and polysaccharide hydrolases have been tested individually and in combination in order to optimize the removal of free oil and the emulsion oil yield occurring during the aqueous extraction process. The physicochemical properties of the emulsion have been determined: rheological properties, pH, conductivity, spectroscopy by Short Angles Light Scattering). Thereafter some physicochemical and thermo-mechanical treatments have been carried out to destabilize the oil-in-water emulsion obtained after the centrifugation, which contained a large part of the total oil of the reaction mixture. Three destabilization processes appeared particularly interesting to increase the free oil removal from the emulsion: talc addition before centrifugation, phase inversion by addition of exogenous oil in presence of NaCl in the aqueous phase, and freezing/thawing cycles. Finally, an optimisation trial of the freezing/thawing process using a Doehlert experimental design has been done as an example
-Aqueous extraction
-Rapeseed
-Emulsion
-Oil
-Proteases
-Cellulases
Source: http://www.theses.fr/2006INPL073N/document