A d d i t i f s et ar ô m es al i m en t ai r es Les consommateurs sont de plus en plus exigeants en matière gustative. Ils cherchent des produits bénéfiques pour la santé mais aussi des aliments qui « ont du goût », qui aient une couleur attirante, qui se conservent longtemps... Les consommateurs se dirigent également vers des produits dépaysants : saveurs exotiques, « tex-mex », créoles, méditerranéennes… Ainsi, des arômes et des additifs sont fabriqués pour répondre à ces demandes. Ces substances sont ajoutées intentionnellement et en petite quantité à un aliment au cours de sa préparation afin d’assurer une meilleure conservation ou de compenser la perte de qualités sensorielles. Elles peuvent être d’origine naturelle (minérale, végétale ou animale), issues de la transformation de substances naturelles ou obtenues par synthèse. Généralement, les molécules naturelles sont souvent trop fragiles ou trop coûteuses pour une production industrielle. Elles laissent donc leur place aux produits de synthèse.
1 Un peu d’histoire Les additifs alimentaires ont très tôt été utilisés pour la conservation d’une nourriture souvent rare et difficile à acquérir. Ainsi, on peut citer le cas du sel utilisé dès la plus haute antiquité afin d’assurer la conservation de la viande. En Egypte, les colorants et les épices ont très vite été utilisés pour améliorer l’aspect de certains mets. Les plantes aromatiques sont utilisées dans l’alimentation, mais elles sont aussi employées comme remèdes ou brûlées lors des cérémonies religieuses. L’histoire des aromates et des arômes est indissociable de celle de la parfumerie, car une plante aromatique peut tout aussi bien servir à aromatiser un aliment qu’à parfumer un produit destiné à la toilette. Aujourd’hui, l’industrie agroalimentaire a largement recours aux arômes et additifs alimentaires.
2 Les additifs alimentaires alimentaires 2.1 Intérêt Intérêt des additifs additif s Les additifs alimentaires sont intégrés aux aliments dans des buts précis : • • •
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But technologique : ils permettent alors de faciliter la fabrication de l’aliment But sanitaire : ils assurent la conservation des produits But organoleptique : ils maintiennent ou améliorent les qualités sensorielles (consistance, texture, couleur, goût) de l’aliment But But nutritionnel nutritionnel : les les additi additifs fs ont alors pour objectif de conférer conférer de nouvelles nouvelles valeurs valeurs nutritives à l’aliment
2.2 Origines des additifs Les additifs alimentaires ont des origines variées. Ils peuvent être d’origine naturelle : dans ce cas, ils sont extraits de végétaux au moyen de solvants chimiques. C’est le cas de certaines substances issues de graines de plantes ou d’arbres, d’algues ou de fruits. On peut ainsi citer le cas de la chlorophylle. Les additifs peuvent également provenir de la modification chimique de ces produits naturels : l’extrait naturel est modifié chimiquement pour améliorer ses propriétés. C’est le cas des émulsifiants produits à partir des huiles végétales, ou des édulcorants issus des fruits. Lorsque l’extraction des substances naturelles est coûteuse, ces dernières peuvent être reconstituées reconstituées par synthèse chimique. chimique. Les additi additifs fs ainsi fabriqué fabriqués s sont identique identiques s aux substances substances naturelles. On peut citer l’exemple de l’acide ascorbique que l’on trouve dans les fruits sous la forme de la vitamine C. Enfi Enfin, n, la la dernière catégori catégorie e d’additifs d’additifs est celle des addit additififs s synthétique synthétiques s : ils ils sont sont entièremen entièrementt artificiels et obtenus par synthèse chimique.
2.3 Les différents différents additifs utilisés Il est possible de regrouper les additifs en fonction de leurs actions sur les aliments : •
Action sur l a couleur : couleur : c’est le rôle des colorants
Les colorants ont pour but d'améliorer l'aspect des aliments. Ils permettent de pallier une perte de coloration survenue pendant la production, de colorer des aliments incolores et de renforcer une idée gustative spécifique (comme dans la confiserie, le vert ou le jaune pour le goût citron...). Ils compensent également les variations saisonnières : par exemple, le beurre n'est jaune qu'en été, alors qu'en hiver, il est jugé trop pâle par les industriels qui lui ajoutent un colorant jaune, le ß-carotène. Il existe des colorants alimentaires synthétiques ou naturels. Les colorants synthétiques ont des avantages sur les colorants naturels car ils ont une durée de vie plus longue, et donnent des couleurs plus intenses, ils sont donc utilisés en plus petite quantité et sont moins onéreux que les colorants naturels sensibles à la lumière, à l’oxygène ou à l’action des bactéries.
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Action sur la conservation : ceci est permis par les conservateurs et les antioxydants. antioxydants .
Les conservateurs , naturels ou chimiques, sont utilisés afin de protéger les aliments contre les attaques des micro-organismes et en freiner la détérioration. Les antioxydants permettent de protéger les aliments du rancissement, c’est-à-dire de la dégradation des graisses. Certains oxydants sont naturellement présents dans les aliments : c’est le cas de la
vitamine E de l’huile d’olive ou l’acide ascorbique du citron par exemple. Afin d’allonger la durée de consommation des produits, l’industrie agroalimentaire à initialement utilisés ces composés naturels à activité antioxydante puis a cherché à en synthétiser de nouveaux. Le rancissement consiste en l’auto-oxydation des acides gras, constituants de base des graisses. Cette réaction réaction a lieu lieu lorsque la lumière coupe coupe les liaisons liaisons C-H d’un lipide lipide en formant des des radicaux libres libres instables, les C . Ces composés fragiles vont tout faire pour se stabiliser : ainsi, ils réagissent avec l’oxygène de l’air pour former d’autres radicaux libres instables, les COO . Ceux-ci réagissent avec d’autres liaisons C-H pour créer un nouveau radical C , lequel peut alors propager l’oxydation, ce qui conduit au rancissement. •
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Les antioxydants utilisés par l’industrie agroalimentaire sont des dérivés du phénol. Ces derniers deviennent des radicaux libres stables après réaction avec les C : la réaction de propagation est alors bloquée. •
Acide carnosique carnosique : antioxygène puissant •
Action sur la texture : c’est le rôle des émulsifiants, émulsifiants , des gélifiants, gélifiants , des épaississants, épaississants , des stabilisants , des correcteurs d’acidité
Les émulsifiants sont des substances qui permettent d’obtenir ou de maintenir un mélange homogène de plusieurs phases non miscibles. Les épaississants et les gélifiants, généralement d’origine végétale, permettent de retenir l’eau et facilitent le maintien en suspension de particules solides dans les liquides. •
Action sur le goût : grâce aux exhausteurs de goût , aux édulcorants, édulcorants , aux arômes (n’entrent pas dans la législation des additifs)
Les exhausteurs exhausteurs de goût sont des substances utilisées afin de renforcer la flaveur (sensation gustative et olfactive) originale des aliments. Les édulcorants sont des substances capables d’adoucir les aliments, et par extension, des molécules de substitution du saccharose présentant une saveur sucrée. Ainsi, les édulcorants intenses possèdent un pouvoir sucrant variant de dizaines à quelques milliers de fois celui du sucre ordinaire. Les édulcorants peuvent être naturels ou de synthèse. Certains peuvent dériver des sucres, mais la plupart
sont des composés chimiques tout à fait différents. Ainsi, on trouve beaucoup de peptides formés de deux ou trois acides aminés. Dans le cas des édulcorants synthétiques, on peut par exemple citer le cas de l’aspartame qui apporte un goût sucré sans les calories nutritionnelles correspondantes. Ces substances sont à l’origine des produits allégés, telles que les boissons gazeuses. D’autres additifs peuvent être utilisés : on peut citer les humectants (utilisés pour prévenir le dessèchement de certains aliments, les affermissants, les anti-moussants, les amidons modifiés (permettent notamment de stabiliser la viscosité aux hautes et basses températures)…
3 Les arômes Un arôme est un ensemble de composés volatils perçus par les organes à l’origine du goût. Il peut s’agir de mélanges très complexes. Ainsi, on note plus de 300 composés entrants en jeu dans l’arôme de fraise, 250 pour la menthe, et plus de 500 pour le café… Tous ces composés odorants doivent pouvoir passer d’une phase liquide en phase gazeuse afin d’atteindre les récepteurs à la surface des cellules olfactives, dans le nez. Ils doivent également être de faible poids moléculaire.
3.1 Les arômes naturels 3.1.1
Origine
Les arômes peuvent être d’origine végétale : les aromates (cannelle, vanille, menthe…), les fruits, les légumes, les céréales, etc. renferment des arômes. On peut également citer les huiles (essences de citronnelle, lavande…) comme sources d’arômes. Les arômes peuvent aussi être d’origine animale : on en trouve dans les viandes, le lait, les poissons…
3.1.2 Analyse des arômes Afin de déterminer tous les composants intervenant dans l’arôme, les chimistes utilisent la technique du « Headspace ». Cette technique permet d’aspirer les effluves aromatiques d’un produit au moyen d’une pompe à vide. Ces effluves sont ensuite piégés afin d’être concentrées puis analysées. L’analyse est généralement effectuée par un chromatographe en phase gazeuse couplé à un spectromètre de masse. La chromatographie est une technique qui permet de séparer les différents constituants d’un mélange : les effluves sont dégagés à des moments différents (du fait de leur composition chimique, de leur taille, de leurs propriétés physico-chimiques…) appelés temps de rétention. La détection de ces molécules est matérialisée par des pics. Ensuite, la nature chimique de ces pics est déterminée par un spectromètre de masse : c’est un appareil qui permet de déterminer la masse des composés et qui aide à déterminer leur formule chimique.
Il est ainsi possible de déterminer l’« empreinte digitale » d’un arôme. Une fois identifiée, les composés volatils à l’origine de l’arôme doivent être récupérés et donc séparés du végétal d’origine : ceci constitue l’extraction.
3.1.3 Extraction des arômes Les produits produits d’origine d’origine naturelle ont la la côte auprès auprès des consom consomm mateurs. Ainsi, il est intéressa intéressant nt d’extraire les arômes. L’industrie agroalimentaire utilise différentes méthodes d’extraction : L’extraction par l’entraînement à la vapeur : cette technique utilise un alambic dans lequel les matières végétales mélangées à l’eau sont distillées. La vapeur d’eau entraîne les constituants volatils des végétaux, et, après condensation, il est possible d’isoler les molécules aromatiques. •
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L’extraction par expression à froid : cette méthode est notamment utilisée dans le cas des agrumes. Des machines permettent de rompre les sacs oléifères qui contiennent les essences de fruits. L’extraction par infusion : cette technique implique la macération des composés naturels dans l’alcool.
D’autres techniques peuvent être utilisées selon l’arôme en question.
3.2 Les arômes de synthèse On distingue deux classes d’arômes de synthèse : Les arômes identiques au naturel : ces composés sont strictement identiques aux constituants des arômes trouvés dans la nature. Ils sont produits par voie synthétique à partir de produits chimiques issus de produits naturels. •
La synthèse des arômes est de plus en plus fréquence. Elle consiste en la fabrication artificielle, par voie chimique, de diverses molécules. Ainsi, il est possible de synthétiser la vanilline, composant essentiel de la vanille, à partir de clous de girofle.
Les arômes arômes artif artifici iciels els : ce sont des substances substances aromatisantes aromatisantes fabriquée fabriquées s par voie de synthèse et qui n’existent pas dans la nature. C’est cette catégorie qui inquiète le plus le consommateur.
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La synthèse artificielle d’arômes est inévitable. En effet, l’extraction de produits naturels ne serait pas suffisante pour satisfaire les besoins d’un marché très important. De plus, la synthèse chimique des arômes est souvent moins coûteuse que l’extraction des substances naturelles. Il faut souligner que, même si l’appellation «arôme de synthèse » fait peur au consommateur, un arôme naturel n’est pas forcément meilleur pour la santé qu’un arôme synthétique… Pourtant, une partie de ces addit additififs s a pour pour but but de protéger protéger notre santé ! Les conservateurs conservateurs empêche empêchent nt ainsi les contaminations bactériennes : ils permettent d’éviter les toxi-infections alimentaires (salmonelles, listeria…). Ils vont également éviter la dégradation des vitamines. Le seul véritable risque est celui d’allergies ou d’intolérances. Des intolérances à certains colorants colorants ou conservateurs peuvent peuvent également également exister exister.. Mais moins de 1% des personnes personnes seraient allergiques ou auraient une intolérance à ces substances. Les additifs alimentaires sont ainsi à priori sans danger. Inutile donc de leur jeter la pierre!
Sources utilisées : Science et vie n°961, octobre 1997 Casserol Casseroles es & éprouvettes, H.This H.This,, Belin Belin –Pour –Pour la science science,, 2002 www.palais-decouverte.fr/discip/chimie.arome.htm www.synpa.org • • • •
