Fibres et texturation

> > Fibres et texturation ; écrit le: 9 mai 2012 par chiraz modifié le 14 octobre 2014

    Les hydrocolloïdes sont des polymères très hydrophiles capables, lorsqu’ils sont dispersés en milieu aqueux, de structurer la solution en changeant sa viscosité. Beaucoup de fibres alimentaires ont cette propriété. On les appelle pour cela des agents structurants ou texturants, particulièrement utilisés dans l’industrie agroalimentaire. La photo 305 en montre deux exemples: une crème dessert de consistance épaissie mais encore fluide, qui peut couler dans l’assiette, et un flan gélifié qui garde des formes définies et présente l’aspect d’un solide mou.

Ainsi, les hydrocolloïdes jouent un rôle d’épaississant, de gélifiant ou de stabilisant, déterminé par les interactions qu’ils peuvent établir avec le milieu environnant. Ces capacités de structuration dépendent de la concentration à laquelle ils sont utilisés mais aussi de leur forme, leur masse moléculaire, leur degré de ramification et des charges électriques qu’ils peuvent porter.

Les macromolécules épaississantes

Entourées d’une gangue d’eau, les macromolécules épaississantes restent indépendantes les unes des autres, du fait de leurs charges et/ou de leurs ramifications. Elles freinent la mobilité de la solution en augmentant sa viscosité. Celle-ci augmente avec la masse moléculaire, mais pour une masse moléculaire donnée, les macromolécules ont un comportement différent en solution, selon leur forme et leur rigidité. Pour des macromolécules globulaires ou fortement ramifiées, assimilables à des sphères, le volume hydrodynamique est peu important et la viscosité est faible.

Les solutions obtenues ont un comportement dit «newtonien», c’est-à- dire que si on applique une agitation mécanique, appelée cisaillement, la viscosité reste constante, même si la vitesse de cisaillement augmente. Pour des macromolécules linéaires et déployées, le volume hydrodynamique est important et la viscosité élevée. Ces solutions ont un comportement dit «pseudoplastique», c’est-à-dire que leur viscosité diminue lorsque la vitesse de cisaillement augmente. Ceci s’explique par l’orientation progressive des molécules dans le sens du cisaillement.

L’ensemble des phénomènes est réversible. Deux types de macromolécules présentent un comportement pseudoplastique: les macromolécules déployées déformables (par exemple, des alginates et des galactomannanes) et les macromolécules déployées peu déformables (de la xanthane, par exemple). Dans ce dernier cas, les molécules sont assimilables à des bâtonnets rigides qui ne peuvent tourner librement. Au repos et au-delà d’une concentration limite, ils trouvent une position d’équilibre. La solution est «figée». Pour qu’elle commence à s’écouler comme un liquide, il faut appliquer une contrainte minimale; on parle de seuil d’écoulement. Ce dernier est très important, car il confère aux solutions des propriétés suspensoïdes qui permettent de stabiliser les particules en suspension.

Les macromolécules gélifiantes

Les macromolécules gélifiantes sont capables d’établir des zones de jonction localisées, maintenues par des liaisons faibles. D’autres parties moléculaires restent libres, de sorte qu’une même macromolécule peut être liée à d’autres en plusieurs points, qui délimitent les mailles d’un réseau tridimensionnel, emprisonnant le solvant. Le gel ainsi formé est un solide mou et déformable, capable de résister à des contraintes mécaniques. L’énergie de liaison dans les zones de jonction et leur nombre déterminent la rigidité du gel et son caractère réversible ou non. Les zones de jonction sont souvent obtenues par des rapprochements de portions régulières de macromolécules et se présentent sous différentes formes, hélices ou rubans plissés. Leur formation peut être spontanée (exemple des agars) ou dépendante d’agents réticulant contenus dans le milieu (exemple des alginates ou des pectines en présence d’ions calcium).

Les macromolécules stabilisantes

Les macromolécules stabilisantes combinent les deux propriétés précédentes, par création d’interactions faibles, empêchant la sédimentation des particules en suspension dans une solution. Les hydrocolloïdes structurants sont en majorité des polysaccharides extraits d’algues, de plantes supérieures ou de bactéries. Ils peuvent aussi être de nature protéique, comme la gélatine d’origine animale qui ne sera pas abordée ici. Tous entrent dans la composition de produits alimentaires variés.

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