Origine et fabrication
Les Carraghénanes sont des polysaccharides (molécules constituées d’un enchaînement de sucres) extraits à partir de diverses espèces d’algues rouges (ex : Rhodophyceae,Chondrus Cripus) en régions tempérées.
L’extraction des carraghénanes se déroule en 3 étapes principales :
- extraction des polysaccharides par cuisson des algues en milieu basique.
- purification en séparant les polysaccharides des impuretés insolubles
- Précipitation des carraghénanes avec de l’alcool ou en présence de KCl Le coagulum obtenu est alors lavé, pressé, séché puis broyé jusqu’à l’obtention d’une poudre à granulométrie désirée.
Structure
La macromolécule est constituée d’une chaîne de D-galactose. Il existe 3 principaux types de Carraghénanes qui se différencient par leur structure chimique.
Les différences sont dues :
- à la présence ou non d’un pont 3-6 anhydro-galactose.
- au nombre de groupements sulfate sur les motifs de galactose
Carraghénanes KAPPA (κ) : 1 sulfateCarraghénanes IOTA (ι) : 2 sulfatesCarraghénanes LAMBDA (λ) : 3 sulfates
Propriétés des Carraghénanes
- Solubilité
La solubilité dépend des types de carraghénanes présents dans l’extrait de l’algue. En effet, plus il y a de groupements sulfates, plus l’extrait sera soluble à froid.
Si l’extrait est riche en carraghénanes λ alors il sera soluble à froid mais si l’extrait est riche en carraghénanes κ alors il ne sera soluble qu’après chauffage.
- Epaississantes
Dans le cas du carraghénanes λ très hydrophile, les macromolécules ne peuvent pas s’associer entre elles. Ils présentent donc seulement des propriétés épaississantes.
- Gélifiantes
Dans le cas des carraghénanes κ et ι, les macromolécules se rapprochent et créent des zones de jonctions. Il y a formation d’hélices qui s’associent entre elles. Ils ont donc des propriétés gélifiantes.
Gel de iota carraghénane: ce gel est favorisé par la présence de cations Ca2+, celui-ci agit par pontage entre 2 sulfates de 2 doubles hélices différentes créant ainsi des liaisons intermoléculaires. C’est un gel cohésif, transparent et élastique qui se forme.
Gel de kappa carraghénane: ce gel est favorisé par la présence de cations K+. Avec sa petite taille, il peut s’imbriquer entre les hélices et neutraliser partiellement les charges négatives des groupements sulfate. De ce fait, les doubles hélices peuvent se rapprocher les unes des autres et former des agrégats. Le gel formé est très rigide et cassant qui se reforme après agitation thermique. Les gels sont thermoréversibles. La température de gélification et de fusion dépend de la concentration en ions et en extrait de carraghénanes.
- Synergies avec d’autres gommes
Les carraghénanes ont un effet synergique avec les gommes les moins ramifiés : caroube, carob, agar. Les zones lisses des gommes s’associent avec les doubles hélices des carraghénanes renforçant ainsi la force du gel (plus ferme et élastique).
- Interactions avec les protéines
Les carraghénanes ont un caractère anionique très marqué, ils peuvent donc réagir avec les protéines qui ont un caractère cationique du fait de leurs propriétés émulsifiantes et en particulier les protéines de lait. Cette interaction permet de stabiliser les produits laitiers au cours du traitement thermique.
Applications alimentaires
Utilisation en cuisine moléculaire
Comme certains ingrédients, il est conseillé de prémélanger les carraghénanes avec d’autres ingrédients secs (amidon, sel, sucre, poudre de lait…) pour mieux les disperser à froid sous agitation. La solubilisation se fait à froid et sous agitation pour les carraghénanes de type lambda. La solubilisation est obtenue au cours du chauffage (température >70°C) et sous agitation pour les carraghénanes iota et kappa. Ces types de carraghénanes sont employés comme « ingrédient retard » dans des plats où l’on veut un gel et peu de viscosité puisqu’ils ne se dissolvent pas en dessous d’environ 70°C donc ne provoque pas un épaississement de la préparation. Le gel obtenu peut être chauffé et maintenu tiède ou sous forme de gelée (jusqu’à 50°C).Cependant ce gel est tout de même réversible à la chaleur (>50°C).