mercredi, 24 Mai 2017
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La gélification
 
Certains ingrédients, de part la configuration adoptée par les macromolécules dans l’espace, peuvent former un gel lorsqu’ils sont mis en solution. En effet la gélification dépend en premier lieu de la capacité des macromolécules à s’associer entre elles ou avec d’autres macromolécules du milieu en liant une quantité importante d’eau.
 
Pour former un gel, il faut que le polymère soit bien solubilisé  en solution (plus celui-ci sera ramifié, pus il sera soluble) et il faut un compromis entre l’association des chaînes entre elles et la solvatation du composé.
 
Dès la mise en solution de l’hydrocolloïde, chaque grain gonfle, l’eau pénètre dans le grain, les macromolécules s’hydratent, s’éloignent les unes des autres : elles s’individualisent.
les polymères forment ce qu’on appelle des pelotes statistiques : la chaîne du polymère se déplie progressivement grâce à la fixation de molécules d’eau.
 
 
 
 
Ce dépliement permet de découvrir des zones hydrophiles et hydrophobes des chaînes polymères. La découverte de ces zones va alors induire l’association des chaînes entre elles. Des zones de jonctions entre les macromolécules sont alors créées. Ces jonctions forment un réseau tridimensionnel qui « fige » l’eau : un gel élastique est alors formé.
 
La solidité des zones de jonction dues aux forces de liaison entre les macromolécules détermine les caractéristiques du gel (rigidité, réversibilité).
 
 
 
Les zones de jonction sont le plus souvent obtenues par assemblage de portions régulières des macromolécules.
Les portions irrégulières interrompent les zones de jonction et permettent ainsi la formation d'une structure tridimensionnelle qui fige le milieu. 
  
Mais il faut pouvoir contrôler ce mécanisme car la création de trop de jonctions entraîne la formation d’agrégats qui donne un gel rigide non utilisable.
Pour éviter cela, il faut en premier lieu contrôler la concentration en hydrocolloïdes introduite en solution.
 
Le mécanisme de gélification est très souvent favorisé par la présence de cations en solution qui interagissent avec les zones hydrophiles des chaînes et forment des jonctions ioniques fortes.
 
 
 
Les mécanismes de gélification 
 
  • La gélification par l’intermédiaire d’hélices
 
 
Les chaînes polymériques s’associent entre elles en formant une double hélice piégeant ainsi l’eau au cœur de cet enchevêtrement.
 
C’est le cas de la gélification des carraghénanes qui est favorisée par la présence de cation K+.
 
 
  • La gélification par entassement de chaînes
  
Les chaînes polymériques s’associent entre elles en formant des rubans plissés qui s’entassent. Ce mécanisme nécessite à la fois la présence d’un cation en solution et  d’une cavité  entre les molécules qui permet de recueillir le cation. Ici, la gélification repose essentiellement sur l’affinité entre un cation et les molécules composant la chaîne polymérique de l’hydrocolloïde.
 
C’est le cas de la gélification des alginates : ils forment un gel en présence de Ca2+.La structure adoptée par les chaînes est appelée « boîtes à œufs ».
 
 
 
 Réversibilité des gels
 

Le gel se forme car les forces de liaisons créant des zones de jonction entre les chaînes  sont supérieures aux forces d'agitation thermique ou mécanique.
Le gel peut donc être détruit si les forces d'agitation thermique ou mécanique sont supérieures aux forces de liaisons créées dans le gel.
Selon la propriété du gel, celui-ci peut alors se reformer ou non.

  • Les gels thermo-réversibles

Ce sont des gels qui ont la propriété de fondre lors du chauffage à une certaine température.

  • Les gels thermo-irreversibles ou thermo-stables

Ce sont des gels qui résistent à de forts traitements thermiques. C'est le cas du gel formé par les alginates; il est donc utilisé dans des produits restructurés (boulettes de viandes, fruits,...) qui subissent des pasteurisations ou stérilisations.

  • Les gels réversibles mécaniquement (dit thixotropes)

Ces gels ont la particularité de devenir liquide lorsqu'on leur applique une action mécanique (agitation, cisaillement) et de se reformer dès que cette action cesse.
Ces gels sont utilisés dans des desserts types "liégeois".

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