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Extraction d'huile de tournesol et de colza : Terres Inovia améliore ses connaissances sur les presses à vis
Inventées au siècle dernier, les presses à vis sont la référence pour produire de l’huile de colza et de tournesol. En raison de leur caractère économique et écologique notamment, l'institut mène des recherches pour les améliorer.
Les presses à vis ont été inventées au début du XXe siècle et elles restent la référence pour produire de l’huile de colza et de tournesol. Etonnamment, on ne comprend pas encore tout sur leur fonctionnement, notamment dans le cas des graines décortiquées.
Presse à vis avec ses capteurs de pressions. Crédit : Terres Inovia.
Peu d’études scientifiques existent, alors que cette méthode a beaucoup d’avantages économiques et écologiques. Terres Inovia mène des recherches pour améliorer ces presses, notamment pour mieux traiter les amandes de tournesol, une source prometteuse de protéines pour l'alimentation.
Les premiers résultats publiés montrent que la pression et la puissance du moteur varient avec la rotation de la vis, ce qui n’était pas expliqué auparavant. Cela remet en cause les modèles classiques assimilant la presse à vis à une série de presses à pistons, car ces modèles supposent des pressions constantes lors de la compression, alors que les travaux de l'institut démontrent qu’elle fluctue considérablement dans la phase la plus sensible.
Un article complet est disponible dans le journal en ligne OCL : https://www.ocl-journal.org/articles/ocl/full_html/2025/01/ocl250030/ocl250030.html (consultable gratuitement).
Contact : P. Carré, p.carre@terresinovia.fr
Protéines de colza : adapter la conduite pour répondre aux nouvelles demandes du marché
Les projets In Petto 1 et 2, menés par Terres Inovia, Sofiprotéol et l’université de Caen, ont étudiés l’impact des pratiques culturales sur la qualité des graines de la crucifère. L’objectif est de proposer des variétés qui répondent à la demande : hautes teneurs en huiles et en protéines, rendements élevés et qualité protéique. Ce dernier point reste encore à creuser.
Connue pour sa teneur en huile, la graine de colza renferme aussi une fraction protéique valorisée sous la forme de tourteaux. Certains marchés semblent porteurs : certes l’alimentation animale, avec le souhait ici de relocaliser la production végétale à destination de l’alimentation du bétail ; mais aussi l’alimentation humaine, dans un contexte global de transition alimentaire et d’une recherche d’alternative aux protéines animales pour divers usages.
La graine de colza contient 2 fractions dominante :
l'huile et la protéine. Crédit : Terres Inovia
Pour satisfaire la demande, les graines de colza doivent être plus riches en protéines. Les teneurs actuelles, comprises entre 18 % et 21 %, sont insuffisantes compte tenu des attentes (22 % à 26 %). Si l’objectif de 26 % est difficilement atteignable avec les variétés actuelles (voir l’encadré), des niveaux de 22 % voire 23 % ont déjà été obtenus ponctuellement. Le potentiel est là, mais il reste à comprendre comment faire pour le généraliser à de plus gros volumes.
L’autre défi est de devoir à la fois valoriser l’huile et les protéines. Or, l’accumulation de ces deux éléments ne se fait pas de manière synergique dans la graine : une augmentation de la teneur en protéines conduit généralement à une baisse de celle en huile.
Graphique extrait de l'article Arvalis & Terres Inovia infos joint en bas de page.
Pratiques culturales et qualité des graines
Parallèlement, un autre besoin est centré sur la qualité protéique. La graine de colza est naturellement dotée d’acides aminés soufrés dits « essentiels » car ils ne peuvent pas être synthétisés par les organismes des monogastriques (dont les humains). Néanmoins, il existe une variabilité de la proportion de ces acides aminés au sein des protéines du colza, laquelle est déterminée par le ratio napine/cruciférine (deux protéines de réserves dans la graine dont la première est plus riche en acides aminés soufrés). Dans l’idéal, il faudrait augmenter à la fois la quantité totale de protéines, et la part de ces acides aminés essentiels afin de fournir des protéines « de qualité ».
Les projets In Petto 1 puis In Petto 2, menés par Terres Inovia, Sofiprotéol et l’université de Caen, se sont attelés à travailler sur ces trois défis, entre 2019 et 2022, en étudiant comment les pratiques culturales (choix variétal, fertilisation azotée et soufrée) pouvaient influencer la teneur et la qualité des protéines, et la teneur en huile.
Dans le cadre de ces projets, une pré-étude avait permis d’identifier un pool de 11 variétés commercialisées (ou en pré-commercialisation), dont la teneur en protéines était a priori plus élevée que la moyenne. Les essais menés ont confirmé le potentiel pour 3 d’entre elles dont notamment ES Cesario et ES Amadeo ; si la première obtient une teneur en protéines significativement plus élevée que le témoin DK Exstorm, ES Amadeo semble présenter un meilleur compromis huile/protéines.
Côté fertilisation, le choix de la forme d’azote, de même que le fractionnement de l’apport en soufre, ont eu un effet neutre vis-à-vis de la teneur en protéines, mais aussi de celle en huile et du rendement. En revanche, la modification des dates d’apport et la répartition de la dose d’azote entre les apports se sont avérées déterminantes. Le retard du 3e apport (à fin floraison) uniquement n’a pas été suffisant pour augmenter significativement la teneur en protéines (+0,3 %). Mais le retard conjugué des 3e et 2e apports (à floraison et à fin floraison) a permis de majorer la teneur en protéines de 1,2%. L’effet a été maximisé en couplant cette pratique avec un report de 40 kg de N/ha du 2e vers le 3e apport, passant le gain en teneur en protéines à 1,7 %. Malheureusement, dans les deux cas, cela a abouti à une baisse significative de la teneur en huile (de -0,8 à -1,1%). En revanche, aucune de ces modalités n’a eu d’effet négatif sur le rendement.
La forme de l'engrais azoté (ammonitrate, ici)
n'a pas d'impact sur la teneur en protéines. Crédit : Terres Inovia.
En perspectives, reste la question de la qualité protéique. Dans le cadre du projet, elle a été évaluée sur plusieurs essais et les conclusions s’avèrent mitigées. Certains essais et contextes climatiques ont permis d’observer des effets de fertilisations tardives conduisant à une augmentation de la teneur en protéines et à un maintien voire une augmentation du ratio napine/cruciférine. En revanche, l’accroissement de la teneur en protéines n’est pas forcément corrélé à celle du ratio napine/cruciférine, signe d’une meilleure qualité protéique. Les facteurs déterminants de cette qualité protéique restent donc à approfondir pour espérer être gagnant demain sur les deux tableaux.
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Vers des variétés à haute teneur en protéines Le colza de printemps est naturellement plus riche en protéines que le colza d’hiver, pour des teneurs en huile qui avoisine celle de son cousin. Plusieurs programmes de sélection ont été lancés afin d’introgresser, par croisements successifs de parents de colza d’hiver et de printemps, le caractère génétique lié à la haute teneur en protéines dans les graines du colza d’hiver. De nouvelles variétés devraient voir le jour d’ici 5 à 10 ans.
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Contact : C. Le Gall, c.legall@terresinovia.fr
The In Petto 1 and 2 projects, led by Terres Inovia, Sofiprotéol and the University of Caen, have studied the impact of cultivation practices on the quality of cruciferous seeds. The aim is to offer varieties that meet demand: high oil and protein content, high yields and protein quality. This last point has yet to be explored.
Well-known for its oil content, rapeseed also contains a protein fraction that is used in the form of oilcake. Certain markets appear to be promising: animal feed, with the aim of relocating plant production for livestock feed; but also human food, in a global context of dietary transition and the search for alternatives to animal proteins for various uses.
Rapeseed contains 2 main fractions:
oil and protein. Copyright: Terres Inovia
To meet demand, rapeseed needs to be higher in protein. Current protein levels of between 18% and 21% are insufficient to meet expectations (22% to 26%). While the 26% target is difficult to achieve with current varieties (see box), levels of 22% or even 23% have already been achieved in some cases. The potential is there, but we still need to figure out how to roll it out to larger volumes.
The other challenge is that we need to add value to both the oil and the protein. However, these two elements do not accumulate synergistically in the seed: an increase in protein content generally leads to a drop in oil content.
Graph taken from the Arvalis & terres Inovia infos article attached at the bottom of the page.
Cultivation practices and seed quality
At the same time, another requirement is protein quality. Rapeseed naturally contains so-called 'essential' sulphur amino acids, which cannot be synthesised by monogastric organisms (including humans). However, there is variability in the proportion of these amino acids in rapeseed proteins, which is determined by the napin/cruciferin ratio (two reserve proteins in the seed, the first of which is richer in sulphur amino acids). Ideally, both the total quantity of protein and the proportion of these essential amino acids should be increased to provide 'quality' protein.
The In Petto 1 and then In Petto 2 projects, led by Terres Inovia, Sofiprotéol and the University of Caen, set out to work on these three challenges between 2019 and 2022, by studying how cultivation practices (choice of variety, nitrogen and sulphur fertilisation) could influence protein content and quality, and oil content.
As part of these projects, a pre-study identified a pool of 11 marketed (or pre-marketed) varieties with higher-than-average protein content. The trials carried out confirmed the potential of 3 of these varieties, including ES Cesario and ES Amadeo. While ES Cesario has a significantly higher protein content than the DK Exstorm control, ES Amadeo seems to have a better protein content than the DK Exstorm control.
The form of nitrogen fertiliser (ammonium nitrate, here)
has no impact on protein content. Copyright: Terres Inovia.
The question of protein quality remains. As part of the project, this was assessed in several trials, with mixed results. In certain trials and climatic conditions, the effects of late fertilisation were observed, leading to an increase in protein content and a maintenance or even an increase in the napin/cruciferin ratio. On the other hand, the increase in protein content is not necessarily correlated with that of the napin/cruciferin ratio, a sign of better protein quality. We still need to find out more about the factors that determine protein quality if we hope to win on both counts in the future.
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Towards high-protein varieties Spring oilseed rape is naturally richer in protein than winter oilseed rape, while its oil content is close to that of its cousin. Several breeding programmes have been launched to introduce the genetic trait linked to high protein content into the seeds of winter rapeseed by successive crosses between winter and spring rapeseed parents. New varieties should be available within 5 to 10 years.
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Contact : C. Le Gall, c.legall@terresinovia.fr
Documents à télécharger
Protéines végétales : les voyants sont au vert en région Auvergne-Rhône-Alpes
Récolte 2022 : un rendement élevé et une bonne teneur en huile pour le colza
Qualité des graines de colza - récolte 2024
L’Observatoire sur la qualité des graines de colza collectées en France est piloté par Terres Univia qui en confie la mise en oeuvre à Terres Inovia. Il a pour but d’appréhender annuellement les principaux critères qualitatifs de la récolte.
Caratéristiques de la dernière campagne et comparaison avec les années antérieures.
Caractéristiques de la campagne 2024 :
- Impuretés : 1,7% en moyenne
- Tener en eau : 7,1% en moyenne
- Huile (% aux normes) : 44,1% en moyenne
- Protéines (MS délipidée) : 39,9% en moyenne
- Protéines (matière sèche) : 19,8% en moyenne
- GLS (graines à 9% d'humidité) : 15,3 µmol/g en moyenne
Documents à télécharger
Qualité de la récolte de tournesol
Acidité de l’huile
L'huile est formée de triglycérides : lorsque les conditions de récolte et de conservation sont mauvaises, on assiste à une déstructuration des triglycérides et à la libération d'acides gras "libres". Le dosage de l'acidité de l'huile permet de quantifier ces acides gras libres.
Attention : Ce critère d’acidité de l’huile n'a rien à voir avec la composition en acides gras de l'huile (teneur en acide oléique par exemple).
Lorsque l’acidité de l’huile dépasse 2 %, des réfactions peuvent intervenir dans les échanges commerciaux entre organismes stockeurs et industries de l’huilerie. La récolte peut même être refusée si l’acidité dépasse 5 % (sauf accord de gré à gré).
Cette acidification de l’huile peut être due :
- à une récolte tardive,
- à une humidité des graines trop élevée (séchage tardif, mauvaise conservation),
- à des graines altérées par le botrytis,
- à des impuretés riches en eau dans les lots,
- à des graines cassées à la récolte,
- à une mauvaise conservation des graines à la ferme.
Le pourcentage de graines propres et sèches (% GPS) a l’avantage de combiner à la fois le taux d’impuretés et la teneur en eau des graines récoltées. On observe sur la figure ci-dessous que plus le GPS est faible (résultant de forts taux d’impuretés et de fortes teneurs en eau) et plus forte est l’acidité de l’huile des graines.
Ce critère n'a donc rien à voir avec la composition en acide gras de l'huile (teneur en acide oléique par exemple).
Relation entre le % de graines propres et sèches et l’acidité de l’huile
Analyses sur récolte
Les normes de commercialisation sont 9 % d’humidité, 2 % d’impuretés et 44 % d’huile.
A réception, l’organisme stockeur mesure l’humidité avec un humidimètre agréé (1) ou par étuvage de 15 heures à 103°C (sur 10 g de graines entières).
Le taux d’impuretés est déterminé par tamisage et passage sur colonne densimétrique. Si nécessaire, un triage à la pince permet le retrait d'impuretés plus lourdes.
Le taux d’huile est estimé en laboratoire par extraction à l’hexane et, plus fréquemment, par résonance magnétique nucléaire (2).
(1) Si l’humidité des graines des variétés oléiques est mesurée à l’aide d’un humidimètre, il peut être nécessaire, pour certains modèles d’appareils, d’utiliser un étalonnage spécifique. Consulter le constructeur pour plus de précisions.
(2) Un étalonnage spécifique est nécessaire dans le cas des variétés oléiques.
