Les alginates (E400 à E405)

Les alginates sont des substances gélifiantes qui sont obtenues à partir d’algues marines. Ils sont utilisés en cuisine pour leur propriété de gélification, mais aussi pour leur capacité à retenir l’eau et à moduler la texture des aliments. On les trouve souvent sous la forme de poudre, de feuilles ou de bâtonnets, et ils sont généralement utilisés en petite quantité pour gélifier des liquides ou des sauces. Les alginates sont classés en différentes catégories selon leur origine et leur utilisation. Les alginates E400 à E405 sont des alginates de sodium, qui sont les plus couramment utilisés en cuisine. Ils peuvent être utilisés pour créer des gels fermes et résistants, et sont souvent utilisés pour faire des sphères de liquide en cuisine moléculaire.

Origine et fabrication des alginates

Les alginates sont des polysaccharides d’origine naturelle qui sont produits par des bactéries marines appelées algues brunes. Elles sont principalement cultivées dans des bassins d’élevage en eau de mer, où elles sont récoltées et séchées. Les alginates peuvent également être produits à partir d’algues brunes sauvages, mais cette méthode est moins courante en raison de la difficulté à collecter les algues en quantités suffisantes.

Le procédé d’extraction des alginates

Le processus d’extraction des alginates des algues brunes peut varier en fonction de la méthode utilisée pour produire les algues, mais en général, il comprend les étapes suivantes :

1. Récolte des algues brunes : les algues sont récoltées à partir des bassins d’élevage ou des zones sauvages, puis sont transportées vers les usines de traitement.
2. Séchage des algues : les algues sont généralement séchées pour enlever l’excès d’eau, ce qui facilite leur transformation en poudre.
3. Traitement des algues séchées, déminéralisation : les algues sont broyées en une poudre fine, puis sont soumises à des traitements chimiques pour extraire les alginates. La déminéralisation est une étape du processus d’extraction des alginates qui consiste à enlever les minéraux contenus dans les algues brunes. Cette étape peut être effectuée en utilisant des solutions d’acide ou de base pour dissoudre les minéraux présents dans les algues. La déminéralisation est importante car elle permet d’obtenir des alginates de haute qualité, exempts de contaminants minéraux. Elle peut également améliorer la solubilité et la stabilité des alginates, ce qui facilite leur utilisation dans divers produits alimentaires et cosmétiques.
4. Purification des alginates : une fois extraits, les alginates sont purifiés pour éliminer toutes les impuretés et obtenir un produit final de haute qualité.
5. Transformation en poudre ou en gélules : les alginates purifiés peuvent être vendus sous forme de poudre ou de gélules, selon les besoins de l’utilisateur final.

Différentes types d’alginates autorisés à être commercialisés

Il existe différents types d’alginates qui sont autorisés à être commercialisés, en fonction de leur composition chimique et de leurs propriétés. Les alginates les plus couramment utilisés sont les suivants :

• Les alginates de sodium : ces alginates sont obtenus à partir de sodium et de l’acide alginique, qui est un composé naturellement présent dans les algues brunes. Ils sont couramment utilisés dans les produits alimentaires en raison de leur solubilité dans l’eau et de leur capacité à former des gels.
• Les alginates de potassium : ces alginates sont obtenus à partir de potassium et de l’acide alginique. Ils sont similaires aux alginates de sodium, mais ont une solubilité plus faible dans l’eau. Ils sont souvent utilisés dans les produits cosmétiques en raison de leur capacité à former des gels fermes et durables.
• Les alginates de calcium : ces alginates sont obtenus à partir de calcium et de l’acide alginique. Ils sont moins couramment utilisés que les alginates de sodium ou de potassium, car ils ont une solubilité très faible dans l’eau et sont difficiles à dissoudre. Ils sont généralement utilisés dans les produits alimentaires pour leur capacité à former des gels épais et résistants.
• Les alginates de propane-1,2-diol : ces alginates sont obtenus à partir de propane-1,2-diol, un éther alcoolique, et de l’acide alginique. Ils sont moins couramment utilisés que les autres alginates, car ils sont plus coûteux à produire. Ils sont généralement utilisés dans les produits cosmétiques pour leur capacité à former des gels très fermes et durables.

Structure chimique des alginates

Les alginates sont des polysaccharides composés de deux types de sucres : l’acide mannuronique (M) et l’acide guluronique (G). Ces sucres se combinent pour former des chaînes appelées blocs M et blocs G, qui donnent aux alginates leur structure chimique. Les alginates peuvent être classés en fonction de la proportion de blocs M et de blocs G qu’ils contiennent. Par exemple, les alginates à blocs homogènes contiennent uniquement des blocs M ou des blocs G, tandis que les alginates à blocs hétérogènes contiennent des proportions variables de blocs M et de blocs G. La structure chimique des alginates est importante car elle détermine leurs propriétés physiques et leur utilisation dans divers produits alimentaires et cosmétiques.

Propriétés des alginates

Solubilité et viscosité des alginates

La solubilité et la viscosité des alginates sont deux propriétés importantes qui déterminent leur utilisation dans divers produits alimentaires et cosmétiques. La solubilité d’un alginate désigne sa capacité à se dissoudre dans un liquide, généralement de l’eau. Les alginates de sodium et de potassium sont généralement très solubles dans l’eau, ce qui les rend faciles à utiliser dans les produits alimentaires. Les alginates de calcium, en revanche, sont moins solubles dans l’eau et sont généralement utilisés dans les produits alimentaires pour leur capacité à former des gels épais et résistants. La viscosité d’un alginate désigne sa capacité à résister au mouvement dans un liquide. Les alginates à faible viscosité sont faciles à dissoudre et à mélanger dans les liquides, tandis que les alginates à haute viscosité forment des gels épais et résistants. La viscosité des alginates peut être modifiée en ajustant leur concentration ou en utilisant des additifs pour contrôler leur viscosité. Les alginates à différentes viscosités sont utilisés dans divers produits alimentaires et cosmétiques en fonction de leurs besoins en termes de texture et de consistance.

Propriétés gélifiantes des alginates

Les alginates sont des polysaccharides d’origine naturelle qui ont des propriétés gélifiantes. Ils sont extraits de certaines algues marines et sont couramment utilisés dans la cuisine pour leur capacité à former des gels en présence de cations divalents, tels que le calcium ou le magnésium. Les alginates peuvent être utilisés pour épaissir les sauces, les pâtisseries et les produits de boulangerie, ou pour créer des textures uniques dans les plats de fruits de mer, les desserts et les produits de confiserie. Ils peuvent également être utilisés dans l’industrie cosmétique pour leur capacité à former des gels et à améliorer la texture des produits de soins de la peau et des produits capillaires.

Les différents procédés de gélification des alginates

Gélification externe ou par diffusion

La gélification externe se produit lorsque les alginates sont mélangés avec des cations divalents dans un milieu aqueux pour former un gel. Cette méthode est souvent utilisée pour créer des textures uniques dans la cuisine, par exemple en utilisant une aiguille ou un pistolet pour injecter un mélange d’alginate et de cations dans un bain de calcium pour former des gouttelettes de gel. La gélification par diffusion se produit lorsque les alginates sont dispersés dans un milieu aqueux contenant des cations divalents, et que les cations diffusent à travers le gel pour former des complexes alginate-cation. Cette méthode est souvent utilisée pour produire des gels plus uniformes et plus solides, et est couramment utilisée dans l’industrie alimentaire pour produire des ingrédients tels que des gélifiants alimentaires et des épaississants.

Gélification interne

Ce procédé est utilisé pour obtenir un gel d’alginates homogène (gel dans l’ensemble du volume). Pour cela, le calcium du milieu est piégé par un phosphate pour permettre à l’alginate de se dissoudre complètement. Ensuite, un sel de calcium à dissolution lente est utilisé (par exemple CaSO4). Le calcium, libéré progressivement, forme un gel avec les alginates. Le gel formé résiste à un traitement thermique élevé. Cette méthode est utilisée pour fabriquer des aliments reconstitués : boulettes de viande, analogues de fruits, pâte de piment pour olives, barde de lard, etc.…

Gélification par refroidissement

Dans ce procédé, les alginates, sels de calcium, sequestrants de calcium et acide sont mélangés ensemble à chaud. Lors du refroidissement de ce mélange, la gélification a lieu. Cette technique permet d’obtenir des gelées.

Applications alimentaires des alginates

Les alginates peuvent être utilisés dans de nombreuses applications alimentaires, notamment pour épaissir les sauces, les pâtisseries et les produits de boulangerie, ou pour créer des textures uniques dans les plats de fruits de mer, les desserts et les produits de confiserie. Ils peuvent également être utilisés pour stabiliser les émulsions et les suspensions, pour lier les ingrédients dans les produits de viande et de poisson, et pour contrôler la texture des produits laitiers tels que le fromage et le yogourt. En outre, les alginates peuvent être utilisés comme ingrédients alimentaires pour produire des gélifiants alimentaires et des épaississants.

Utilisation des alginates en cuisine moléculaire

Les alginates de sodium sont employés à moins de 1,5% comme épaississants, gélifiants et liants.

Pour dissoudre l’alginate dans un liquide (jus, sauce), il faut éviter que celui-ci contienne des ions calcium. Ainsi la dissolution de l’alginate sera efficace et cela évitera que celui-ci gélifie immédiatement et prenne en masse.

 Si vous voulez dissoudre l’alginate dans de l’eau, il est conseillé d’utiliser une eau en bouteille pauvre en calcium (Ca²⁺<100mg/L) et non l’eau du robinet qui contient du calcium sous forme de calcaire.

L’alginate formant des grumeaux dans l’eau, il faut donc incorporer la poudre en pluie fine et mixer ensuite le mélange en évitant que l’alginate colle aux parois du récipient.

Lors du mixage, des bulles sont introduites et elles gênent l’utilisation du mélange par la suite. Pour faire disparaître ces bulles, il faut laisser reposer le mélange 30 minutes minimum.

Pour favoriser la dissolution de l’alginate, vous pouvez préalablement le mélanger à sec avec du sucre ou bien avec de l’alcool.

Le gel d’Alginate se forme par l’ajout d’ions calcium dans la solution (ajout de produits laitiers riche en calcium, solution de chlorure de calcium ou lactate de calcium).

Le gel formé est stable jusqu’à 150°C. Il est donc possible de le chauffer avant présentation.