Glucides - Master ST MQSA - 2024/2025 PDF

24/12/2024 Master ST MQSA BIOCHIMIE ALIMENTAIRE RIZKI HAJAR Année universitaire: 2024/2025 Glucides 2 ...

24/12/2024 Master ST MQSA BIOCHIMIE ALIMENTAIRE RIZKI HAJAR Année universitaire: 2024/2025 Glucides 2  24/12/2024 Généralités A l’état naturel, les glucides sont présents à l’état condensé; ce sont des polyosides ou polysaccharides ou glycanne. Les polysaccharides sont des polymères (macromolécules) naturels à poids moléculaire plus ou mois élevé et dont l'hydrolyse libère uniquement des oses et des dérivés simples d'oses. Ils sont d’origine végétale (amidon), animale (chitosane), bactérienne (xanthane) ou fongique (pullulane) Ils sont constitués d’unités monosaccharides ou oses (sucres), reliées entre elles par des liaisons osidiques et répétées n fois. Les polysaccharides différent entre eux par la nature des oses et leurs dérivés entrant dans leur constitution, leur poids moléculaire, la façon dont les oses sont reliés entre eux et la structure globale de la chaîne; ce qui explique la grande diversité des polyholosides naturels. La plupart des polysaccharides sont des polymères de glucose 3 Généralités Les polysaccharides sont classés: Sur le plan structural: en homoglycannes lorsque les unités constitutives sont identiques et hétéroglycannes lorsqu’elles sont différentes. Les polyosides sont désignés par le suffixe « ane » à la place de l’ose constitutif. Ainsi l’amidon, formé exclusivement d’unité glucose, est un glucane. L’inuline polymère de fructose, est un fructane Sur le plan botanique: les polyosides des végétaux sont, soit des réserves de la cellule (amidon,), soit des constituants pariétaux responsables de la forme, de la rigidité et de la cohésion des cellules (cellulose). 4  24/12/2024 Généralités Sur le plan nutritionnel: en homoglycannes assimilables et non assimilables. Ces derniers forment une classe hétérogène comprenant les fibres alimentaires et les hydrocolloïdes. - Les homoglycannes assimilabes sont surtout des homoglycanes formés d’un assemblage de α-D glucose. Les principaux constituants sont les amidons, les dextrines d’origines végétales et le glycogène d’origine animale. - Les fibres alimentaires comportent des polyosides fibreux comme la cellulose et les hémicelluloses et des molécules non fibreuses, visqueuses et hygroscopiques comme les pectines, mucilages, associées aux polyosides fibreux. Les propriétés des polyosides non fibreux sont celles des hydrocolloïdes. - Les hydrocolloïdes sont des glucides hétérogènes présents dans la paroi des cellules végétales ou élaborés par les algues et les micro-organismes. En général, ce sont des additifs alimentaires recherchés pour leurs propriétés gélifiantes, leur viscosité et leur hygroscopie. 5 Généralités Donc, Les glucides sont des composés organiques naturels ou artificiels constitués principalement de carbone, d'hydrogène et d'oxygène. Ils sont également appelés " Hydrate de carbone " à cause de leur formule brute : Cn(H2O)n. La littérature anglo-saxonne utilise le terme de " Carbohydrates ". Certains glucides, solubles dans l'eau possèdent un goût sucré et sont appelés : Sucres. Cependant, il faut noter qu'ils existent des substances qui ont un pouvoir sucrant plus élevé que les glucides sucrés mais ce ne sont pas des glucides. Ces substances sont appelées des édulcorants 6  24/12/2024 1. Définition  Les glucides possèdent : - une fonction réductrice : cétonique (C=O) ou aldéhydique (CHO) - plusieurs fonctions alcool secondaires (CHOH) - Un ou deux groupements alcool primaire (CH2OH) 7 1. Définition  Sont des composés solubles dans l’eau  La position du carbonyle détermine la formation de :  Aldose  Cétose 8  24/12/2024 2. Classification  Selon le nombre de monomères:  simples (monosaccharides et disaccharides)  complexes (polysaccharides)  Selon leur digestibilité:  digestibles (sucres et amidon)  non digestibles (fibre) 9 2. Classification L’unité de base des glucides est le monosaccharide. La combinaison de différents monosaccharides donne des glucides, et selon le nombre. On distingue: – Monosaccharides: 1 seul monosaccharide – Disaccharides: 2 monosaccharides Sucres - Oligosaccharides: association de 3 – 10 oses. – Polysaccharides: plusieurs parfois des milliers de monosaccharides Il existe des composés non glucidiques dérivant des oses répandus chez les végétaux et les fruits qu’on appelle les polyols. Ces composés possèdent, parfois, les mêmes propriétés que les oses. 10  24/12/2024 3. Monosaccharides 1. LES PENTOSES Arabinose - Le L-arabinose: - C'est l'un des rares sucres naturels de la série L. - On le trouve dans toutes les plantes. - Non métabolisé par l'homme, il est éliminé directement dans les urines. - on le trouve à l’état libre en quantité faible: fruits+bulbes (cerise, oignon, etc) à l’état combiné se trouvent dans les gommes des acacias - Le D-arabinose : précurseur du D-glucose et D-mannose. 11 3. Monosaccharides 2. LES HEXOSES CH2OH D-glucose OH OH OH OH Le plus répondu dans les milieux végétauxet OH animaux à l’état libre et à l’étatcombiné. La "molécule carburant" du monde vivant.abondant à dans miel et fruits. Sous forme polymérisée constitue les réserves énergétiques (amidon végétal, glycogène animal). 12  24/12/2024 3. Monosaccharides 2. LES HEXOSES D-glucose Nombreux dérivés: monoses et polyols Glucosamine Acide glucuronique - Hydroxyle du C2 est - Oxydation de la fonction remplacé par une amine alcool I en fonction - Exemple: chitine, carboxylique - Forme de détoxication 13 3. Monosaccharides 2. LES HEXOSES D-galactose  Le L galactose : - naturel (moins abondant), -un des composants de la gélose des algues, du mucilage des graines de lin…  Le D galactose : - le plus répondu après glucose - peu abondant à l’état libre - fréquemment présent dans des combinaisons : lactose du lait des mammifères. 14  24/12/2024 3. Monosaccharides 2. LES HEXOSES D-fructose  C'est l'un des rares sucres cétoniques naturels : on le trouve à l'état naturel dans les fruits et le miel auquel il donne sa consistance à cause de sa cristallisation difficile.  Il est abondant à l’état libre chez les végétaux  Il entre dans la composition du saccharose.  pouvoir sucrant est élevé  solubilité dans l’eau très grande 15 3. Monosaccharides Mannitol Xylitol -Abandant chez les végétaux : - Se trouve en faible champignons concentration dans de - Faible assimilation nombreux fruits - Favorise la diurèse - Extrait de l’hémicellulose - Même aspect, même pouvoir sucrant que le saccharose - Non cariogénique (ne détériore pas les dents) 16  24/12/2024 4. Disaccharides Molécules formées de 2 monosaccharides Elle associe le groupement réducteur d’un ose et un groupe OH formation d’un acétal non réducteur 17 4. Disaccharides Molécules formées de 2 monosaccharides Les plus importants sont: Glucose Fructose Sucrose ou Saccharase Glucose Galactose Lactose Glucose Glucose Maltose 18  24/12/2024 4. Disaccharides 1. Saccharose Saccharose = Glucose + Fructose C’est le « sucre » ordinaire, de betterave ou de canne 19 4. Disaccharides 1. Saccharose  Le saccharose est très abondant dans la nature, on l’a trouvé dans tous les végétaux chlorophylliens, car c’est le principal produit de la photosynthèse  Il entre également dans la composition des caramels d’aromatisation.  le seul aliment pur et cristallisé consommé; assimilation rapide  Hydrolyse acide facile  Hydrolyse enzymatique par α glucosidase 20  24/12/2024 4. Disaccharides 2. Lactose Lactose = Glucose + Galactose  C’est le glucide du lait; on ne le trouve nulle part ailleurs  On le trouve très prédominant dans le lait des ruminants, 5% chez la vache.  Dans le lait humain : 6,5%.  Il est peu soluble : Séparation facile par cristallisation  Peu sucrant 21 4. Disaccharides 2. Lactose  L’hydrolyse chimique est plus difficile que celle du saccharose; il est nécessaire de traiter à chaud avec un acide  L’hydrolyse enzymatique pose des problèmes, le lactase est peu répondue. Très abondant dans le lait 22  24/12/2024 5. Polysaccharides Les glucides complexes de grossesmolécules; Formée de nombreux résidus d’osevariés; Ils comprennent les substances alimentaires les plus consommées : amidon La forme de stockage chez les animaux: glycogène Ils sont des agents technologiques importants: épaississants, gélifiants… Ils comprennent les substances de structures: - des parois végétales: cellulose; - du squelette des arthropodes (chitine) 23 5. Polysaccharides De nombreux monosaccharides liés les uns aux autres: – Des liaisons que les enzymes digestives humaines peuvent briser, présents dans les polysaccharides assimilables – Des liaisons qui résistent à l’action enzymatique humaine qui sont présentes dans les polysaccharides non assimilables: fibres alimentaires 24  24/12/2024 5. Polysaccharides Polysaccharides assimilables Le plus abondant dans l’alimentation est: – l’amidon: forme de stockage et d'énergie chez les plantes Longues chaînes linéaires: amylose Longues chaînes ramifiées: amylopectine La dégradation de l’amylose donne des dextrines: molécules plus petites que l’amidon – Le glycogène: se trouve chez les animaux,chaîne fortement ramifiées de glucose 25 5. Polysaccharides 1 Amidon  Le polysaccharide végétal le plus abondant, qui a un rôle nutritionnel important chez l’homme et l’animal.  Il est constitué d’une chaine principale faite de glucose  L'amidon est un polymère insoluble dans l'eau froide.  Les végétaux accumulent les glucides photo- synthétisés sous forme d’amidon. 26  24/12/2024 5. Polysaccharides 1 Amidon Le goût varié des amidons provient de la présence, à côté du constituant glucidique, des substances non glucidiques comme des sels minéraux, de l’acide phosphorique. Les grains d’amidon sont identifiés par la forme (ovoïde, sphérique, polyédrique), la taille (de 5 µm dans le riz et 100 µm dans la pomme de terre) et l’emplacement du hile qui est le point de départ de la synthèse de l’amidon. Il est retrouvé sous forme de petits grains d’amidon insolubles appelé amyloplastes, de forme et de structure variables Les différentes formes des grains d’amidon 27 5. Polysaccharides 1 Amidon - l'amylose qui représente 20% de l'amidon est soluble dans l'eau tiède et cristallise par refroidissement. - l'amylopectine qui représente 80% de l'amidon donne à chaud un empois visqueux (gel). L'amylose et l'amylopectine possèdent une seule extrémité réductrice et n'ont pas la propriété des sucres réducteurs. L'hydrolyse de l'amidon coupe le polymère en chaînes assez courtes : les dextrines qui sont réductrices. - l'action d'un acide minéral à chaud libère du D-glucose; - l'action d'un enzyme (maltase) aboutit à la libération de maltose. 28  24/12/2024 5. Polysaccharides 1- Amidon L'amylose  L’amylose est le constituant le moins abondant  Sa molécule est la plus simple et la plus petite (MM de 150 000 à 600 000 Da)  C’est un enchaînement linéaire répétitif de 1000 à 4000 monomères de D-glucose sans branchement, liés par une liaison glycosidique α (1->4). 29 5. Polysaccharides 1- Amidon L'amylopectine  L'amylopectine se distingue par un nombre de glucose supérieur  une structure ramifiée.  Sur la chaîne principale ( α1->4) des points de branchement, se répétant environ tous les 20 à 30 résidus, sont formés par une liaison ( α1->6) où le carbone anomérique appartient à la ramification. 30  24/12/2024 5. Polysaccharides 1- Amidon Origines et variations Origine Céréales Tubercules Légumes Maïs Pomme de terre Pois Blé Manioc Riz Variations Amidon % amylose % amylopectine Maïs standard 24 76 Pomme de terre 20 80 Riz 18,5 81,5 Blé 25 75 31 5. Polysaccharides 1- Amidon Propriétés physiques Les liaisons hydrogènes qui s’établissent entre les chaînes, par les groupements hydroxyles conditionnent à la fois la résistance physique et la solubilité des molécules; elles permettent la formation d’une masse assez compacte, ayant un certain degré de cristallinité, c'est-à-dire une régularité de structure spatiale. On peut rompre ces liaisons avec un réactif approprié ou par le chauffage; on augmentera ainsi la solubilité et réduira la cristallinité 32  24/12/2024 5. Polysaccharides 1- Amidon Propriétés physiques L’amidon des graines se présente sous forme de poudre blanche, bien qu’il est très hydrophile (présence de très nombreux groupements hydroxyles polaires), il est en effet insoluble dans l’eau froide: en dessous de 60°C et sa dispersion dans l’eau est réversible on obtient alors une suspension d’amidon instable, blanche, encore appelée « lait d’amidon ». Après chauffage du mélange, l’amidon deviens soluble en dessus de 60°C, température à la quelle on obtient la gélatinisation qui est un processus de dispersion irréversible 33 5. Polysaccharides 1- Amidon Propriétés physiques Au cours du chauffage, les graines d’amidon s’hydratent, gonflent et il se produit une dispersion sous forme d’un gel en solution colloïdale translucide dénommée « empois d’amidon », avec accroissement de la viscosité et qui prend un aspect plus au moins visqueux après refroidissement. Ce gel peut se rétrograder, sa viscosité diminue puis il précipite 34 Représentation du phénomène de gélification et rétrogradation de l’amidon  24/12/2024 5. Polysaccharides Propriétés physiques 1- Amidon La rétrogradation de l’amidon est un phénomène important. Il correspond à la formation des liens interchaînes (intercaténaîres) entre les molécules alignées. Il en résulte le phénomène de synérèse, avec éventuellement exsudation de liquide et chute de la viscosité. Il en résulte aussi une difficulté d’hydrolyse enzymatique. La rétrogradation de l’amidon à des conséquences dans divers domaines: gâteau non levé, pain durci (rassis) sans séchage, fluidification de l’amidon et des colles. La rétrogradation est d’autant plus rapide que la proportion d’amylose linéaire est plus élevée. L’amylose est en effet plus accessible aux réactifs que l’amylopectine 35 5. Polysaccharides 1- Amidon Propriétés fonctionnelles Les propriétés fonctionnelles des amidons sont de mieux en mieux connues et de plus en plus exploitées dans les industries alimentaires, pour remplacer d’autres polymères végétaux ou microbiens qui sont plus coûteux Ces amidons sont modifiés soit:  Dans la composition en chacun des deux constituants essentiels et qui donnent des caractéristiques opposées (l’amylose favorise la gélification au refroidissement; l’amylopectine donne des liquides épais qui ne se gélifient pas au refroidissement).  Par précuisson ou prégélatinisation qui permet de faciliter leur incorporation dans l’aliment à froid.  Par greffage de radicaux par un traitement chimique qui donne des produits de viscosité variable. Avec cette méthode on obtient des amidons fluides « dextrinés » qui sont utilisés en confiserie pour la fabrication des gommes. 36  24/12/2024 5. Polysaccharides 1- Amidon Propriétés fonctionnelles Une autre modification est dénommée « réticulation »; elle crée des pontages entre les molécules de glucose et renforce le réseau obtenant ainsi des amidons de texture crémeuse. Ces amidons spéciaux sont utilisés pour remplacer une partie de la matière grasse dans les produits dits « allégés » car ils sont miscibles aux lipides et donnent des mélanges moelleux Amidons réticulés: différentes molécules permettent la liaison des molécules d’amidon entre elles La réticulation réduit le gonflement et augmente la résistance au cisaillement 37 5. Polysaccharides Application dans le domaine agro-alimentaire: 1- Amidon Phénomène de gélification Les amidons sont utilisés comme liants, épaississants, gélifiants. A l’état initial, modifié ou prégéltinisé l’amidon peut être utilisé dans l’alimentation humaine comme ingrédient dans des potages, plats cuisinés, produits laitiers, sauces et biscuits ou comme matière première dans la fabrication du sirop de glucose. La gélatinisation des solutions d’amidon dépend de la fraction de l’amylopectine ramifiée. Elle gonfle, ne diffuse pas, retient beaucoup d’eau et donne des solutions visqueuses, stables et rigides. La gélification dépend de la fraction de l’amylose linéaire, qui donne un gel hydraté, instable et plus mou. 38  24/12/2024 5. Polysaccharides Propriétés fonctionnelles Amidon pré-gélatinisé : C’est un amidon gélatinisé puis séché à nouveau pour le rendre soluble dans l’eau froide ou dans le lait.  Gélatinisation de l’amidon: La gélatinisation est un processus qui permet la rupture des liaisons intermoléculaires des molécules d’amidon en présence d'eau et de chaleur (60 à 85ºC). Ceci permet aux fonctions hydroxyles d’engager plus de liaison hydrogène avec les molécules d’eau pour former une masse amorphe dite empois d’amidon. 5. Polysaccharides Application dans le domaine agro-alimentaire: 1- Amidon Phénomène de gélification  Gélification de l’amidon: Les empois d'amidon obtenus à la suite d'un traitement thermique au-delà de 100 °C, en présence d'un excès d'eau, sont instables à température ambiante. Au cours du refroidissement de l’amidon gélatinisé, les macromolécules d'amylose et d'amylopectine se réorganisent et tendent à adopter un nouvel équilibre conformationnel, ce qui donne lieu au phénomène de rétrogradation qui conduit à la formation d’un gel composite. Les réarrangements de l’amylose semblent être à la base des modifications qui ont lieu au cours du refroidissement des empois juste après la gélatinisation. Ces réarrangements sont responsables du développement de la texture du gel, qui sera d’autant plus rigide que la concentration en amylose sera importante. Il est à noter que la gélification de l’amylose est un processus cinétique dont la rapidité va dépendre de la concentration en amidon ainsi que de sa teneur en amylose 40  24/12/2024 5. Polysaccharides 1- Amidon Les enzymes amylolytiques et leur utilisation Par action enzymatique, l'amidon s'hydrolyse en présence de l'amylase. On distingue deux principales amylases : l'alpha-amylase et la bêta-amylase. L'alpha-amylase est une enzyme d'origine animale (c'est le cas de l'amylase salivaire et de l'amylase pancréatique) qui attaque les liaisons osidiques alpha 1-4 de l'amidon sans ordre et libère du glucose et des fragments plus ou moins importants de chaîne d'amidon, dits dextrines 41 5. Polysaccharides 1- Amidon Les enzymes amylolytiques et leur utilisation La bêta-amylase est une amylase d'origine végétale principalement (c'est le cas de la maltase extraite du malte de l'orge) qui attaque aussi les liaisons alpha 1-4 en partant de l'extrémité de la chaîne non réductrice et libère du maltose et dextrines. Notons aussi qu'il existe une autre amylase appelée gamma-amylase, trouvée chez les levures, les champignons et dans les lysosomes du foie des animaux, hydrolyse les liaisons osidiques alpha 1-4 et alpha 1-6 de l'amidon. 42  24/12/2024 L’amidon est une source d'hydrates de carbone capable de produire, par traitement thermique, chimique ou l'enzymatique, une large gamme de produits alimentaires intermédiaires à utiliser dans presque tous les secteurs de l'industrie agroalimentaire. Cette gamme de produits peut être classée dans trois grands groupes (voir figure):  Amidon naturel en poudre. Maïs  Amidons Modifiés. Extraction  Hydrolysats d'amidon. Sous- produits lait d’amidon séchage cuisson torréfaction processus hydrolyse chimique Amidon pré- Dextrines Glucose Amidon Malto- Sirop glucose Glucose gélatinisé substitué dextrine Glu Amidons Amidons Hydrolysat naturel modifiés d’amidons Les produits de l’amidon 1- Les dextrines : C’est un groupe d'hydrates de carbone de faible poids moléculaire produit par l'hydrolyse acide d'amidon à haute température.  Les dextrines sont des mélanges de polymères linéaires de D-Glucose (α-1,4) qui commencent avec une liaison (α-1,6).  Leur production se fait par torréfaction de la poudre d’amidon en conditions plus ou moins acides.  Il peuvent être produits également par hydrolyse enzymatique (Les α-amylases et les β- amylases)  Ce sont des composés partiellement ou totalement solubles dans l’eau mais les solutions ne sont pas aussi visqueuses que celles d’amidon. NB: L’amidon torréfié en conditions peu ou pas acides s’appelle: British gum “gomme anglaise”  24/12/2024 Les produits de l’amidon 2- Sirop de glucose C’est un mélange de glucose, maltose et dextrines produit par hydrolyse acide ou enzymatique (les amylases, Amyloglucosidase (EC 3.2.1.3) coupent les liaisons α (1-4) et (1-6) pour produire du D-glucose). Le degré d'hydrolyse est désigné par DE (Dextrose Equivalent) qui renseigne sur la concentration de sucres réducteurs libre dans le sirop. En industrie agroalimentaire, il joue le rôle d’épaississant, édulcorant, humectant.. 3- Autres amidons modifiés  Amidons stabilisés: Amidon acétylé Amidon hydroxypropylé Amidons stabilisés par acétylation ou hydroxypropylation: gonfflement à basse température et moins de relargage d’eau lors des cycles de congélation et décongélation (les produits surgelés).  24/12/2024 5. Polysaccharides 2 Glycogène Le glycogène est une macromolécule polysaccharidique complexe constituée de résidus de glucose reliés entre eux par des liaisons glycosidiques. Sa structure est fortement ramifiée, ce qui lui permet de stocker de grandes quantités de glucose de manière compacte. Les liaisons glycosidiques α-1,4 linéaires forment le squelette principal du glycogène, créant une chaîne linéaire de résidus de glucose. Cependant, environ tous les 8 à 12 résidus de glucose, une liaison glycosidique α-1,6 crée une ramification à partir de la chaîne principale. 47 5. Polysaccharides 2 Glycogène Le glycogène est principalement stocké dans deux types de tissus : le foie et les muscles. Dans le foie, il agit comme une réserve de glucose mobilisable rapidement pour maintenir la glycémie entre les repas. Dans les muscles, le glycogène est une source d'énergie intracellulaire immédiatement disponible lors d'activités physiques intenses. 48  24/12/2024 5. Polysaccharides 2 Glycogène Lorsque l'organisme a besoin de glucose, l'enzyme glycogène phosphorylase intervient en clivant les liaisons glycosidiques α-1,4 à partir des extrémités non réductrices de la chaîne de glycogène, libérant ainsi du glucose-1-phosphate. Cependant, les liaisons α-1,6 des points de ramification nécessitent une enzyme supplémentaire appelée enzyme débranchante pour être coupées. L'enzyme débranchante transfère un segment de glucose de la chaîne ramifiée vers la chaîne principale linéaire, permettant ainsi la continuation de la dégradation par la glycogène phosphorylase. 49 5. Polysaccharides 2 Glycogène En somme, le glycogène joue un rôle crucial dans la régulation de la glycémie et la fourniture rapide d'énergie. Son architecture ramifiée facilite la libération rapide de glucose lorsque cela est nécessaire, ce qui en fait un mécanisme de stockage d'énergie vital pour le bon fonctionnement de l'organisme. 50  24/12/2024 5. Polysaccharides 3 Cellulose  C’est les polysaccharides constitutifs de la paroi végétale et du revêtement extracellulaire chez quelques animaux invertébrés appelés tuniciers.  Dans la paroi végétale, la cellulose est étroitement associée à d'autres polysaccharides de structure : les hémicelluloses et les pectines.  La cellulose résulte de la condensation exclusivement linéaire d’unités glucose  les liaisons glucosidiques sont de type β(1->4) 51 5. Polysaccharides 3 Cellulose La cellulose est insoluble dans l'eau et la plupart des solvants courants ; la faible solubilité est principalement attribuée à la forte liaison hydrogène intramoléculaire et intermoléculaire entre les chaînes individuelles. Malgré ses faibles caractéristiques de solubilité, la cellulose est utilisée dans un large éventail d'applications, notamment les composites, les filets, les tissus d'ameublement, les revêtements, les emballages, le papier, etc. 52  24/12/2024  Les fibres alimentaires  Cellulose - Constituants principales de la parois cellulaire végétale.  Hémicellulose - Elles sont insoluble dans l’eau et non digérables par les humains.  Dérivés de cellulose: a: Carboxyméthyle cellulose  Gommes semisynthétiques b: Méthyle cellulose Les rôles fonctionnels des fibres alimentaires  Les hémicelluloses jouent un rôle d'épaississant ou de stabilisant dans les préparations agroalimentaires, soit seules ou en association avec d'autres molécules (gomme xanthane par exemple).  La carboxyméthylcellulose est considéré comme un acide faible, il est très largement utilisée dans: - Le secteur de la boulangerie pâtisserie pour maintenir une certaine HRE, améliorer le moelleux des préparations et diminuer le phénomène de rassissement. -Le secteur de la confiserie et des crèmes glacées pour le contrôle de la cristallisation des saccharides et pour empêcher la précipitation des protéines dans les sauces. -Le secteur des produits laitiers pour obtenir une structure onctueuse et évite les phénomènes de synérèse des produits gélifiés et pour stabiliser les émulsions.  La méthylcellulose serve essentiellement à stabiliser les émulsions en diminuant la tension superficielle.  24/12/2024 5. Polysaccharides 4 Pectines  Les Pectines (E440) Du Grec “Pectos” qui veut dire Solidifié, congelé ou coagulé Les pectines est une famille de polysaccharides variables et complexes extraites des parois primaire des plantes supérieures. Chimiquement: polymères linéaires de l’acide galacturonique relié par des liaisons α(1-4). Une parti.e des groupements carboxyles des acides galacturoniques est estérifiée par le méthanol 5. Polysaccharides 4 Pectines  On distingue les pectines: - hautement méthylées (70%), gels en milieux très sucré et peu acide: confiture; - faiblement méthylées (50%), gels en milieu peu sucré et peu acide en présence de Ca. Déméthylation  Pectines Gels moins cassants, moins de synérèse Origine: marc de pomme (Europe), écorce d’agrumes(Etats unis)…. 56  24/12/2024 5. Polysaccharides 4 Pectines Gélification La gélification consiste en l’association des chaînes de polygalacturonate, par formation des zones de jonctions. La présence des zones « chevelues » et surtout des coudes pectiques limite la taille des zones de jonctions, empêchant une précipitation totale et permet à une même macromolécule d’être liée à plusieurs autres, facilitant la formation du réseau. Selon que l’on s’attache aux pectines HM ou LM, différenciées par leur degré de méthylation (HM > 50 % - LM < 50 %), le mécanisme de gélification ainsi que les propriétés du gel sont différentes. Le gel de pectine HM est un gel sucré et acide alors que le gel de pectine LM est principalement calcique, thermoréversible.Les pectines sont gélifiées à des températures plus ou moins élevées. Une pectine LM développera une force de gel plus élevée à une température plus faible que pour une pectine HM. De même l’acide et le sucre jouent un rôle non négligeable dans la stabilité du gel. 57  Comment se forment les gels de pectines? Un gel c’est un réseau moléculaire qui piège l’eau à son intérieur Les Pectines LM: les fonctions Carboxylique et Alcools sont chargé négativement et empêcheraient le rapprochement entre les molécules de pectines. Celles-ci ne peuvent former de gel qu’en présence d’ion bivalent tel que le calcium. Molécule de pectine Répulsion des Ca Ca Ca Ca Liaison au deux chaînes calcium O- O O- O O- O O- O O- O O- O O- O C C C C C C C Dispersion dans Formation d’un réseau l’eau moléculaire Molécule de pectine  24/12/2024  Les polysaccharides dans les aliments  Les Gommes C’est un groupe de polysaccharides hydrophiles composé de quelques milliers d’oses unitaires.  Le galactose est l’ose constitutif le plus commun chez les gommes (le glucose est généralement absent).  Ces molécules sont, généralement, incapables de former des gels.  Elles sont capable de piéger un grande quantité d’eau, pour former des solutions très visqueuses.  On les classe généralement parmi les fibres alimentaires solubles. Les rôles fonctionnels des gommes: On les utilise dans les aliments pour jouer un ou plus des rôles suivants:  Épaississants: vinaigrettes, sauces, boissons  Stabilisants: Glaces, émulsions  Contrôle de la taille des cristaux: Sucreries  Agents gélifiants: morceaux de fruits  Substituants des graisses: Desserts, Glaces, aliment “light”  Substituants de l’amidon: Viennoiseries, soupes, sauces  Agents reliants: Aliments “light” (Taux faible en graisse)  Sources de fibres: Boissons, Soupes, produits de boulangerie  24/12/2024  Gomme arabique (E 114):  Extraite des graines de plusieurs espèces d’Acacia  Chaîne β galactose fortement ramifiée.  Les chaînes de ramification sont constituées par galactose, arabinose, rhamnose et l’acide glucuronique  Poids moléculaire: 250000 – 750000  Caractéristiques principales: - Trés soluble dans l’eau (jusqu’a 50%) - Faible viscosité Autres Propriétés fonctionnelles des sucres dans les aliments  Goût (propriété édulcorante): Le sucré est la propriété la plus évidente des sucres : Glucose, Fructose, saccharose,... Le lactose (sucre du lait) est moins sucré que les autres. Pour ce caractère, les sucres ont une large utilisation en industrie tel qu’en confiserie, boisson, crèmes glacées, industrie pharmaceutique, industrie laitière,... Pouvoir sucrant de certains glucides Saccharose 100 Amidon 0 Glucose 70-80 Sucre inverti 110-130 Fructose 130-160 Maltose 33 Lactose 15-25 Galactose 32  24/12/2024  Fermentescible : Les sucres sont facilement digérés et métabolisés par l’organisme et lui fournissent de l’énergie (4 kcal/g). Ils sont aussi fermentescible par les microorganismes. cette propriété est très importante en industrie : - Les procédés de panification (fermentation par les levures et production de CO2) - Les produits laitiers, les boissons alcoolisées.  Agents de conservation : A forte concentration, les sucres réduisent la croissance bactérienne en diminuant l’activité de l’eau et en augmentant la tension osmotique c’est le cas des confitures et des gelées.  Couleur: Les sucres réducteurs sont responsables de la couleur brunâtres de certains aliments quand ils réagissent avec les fonctions amines des protéines. Il s’agit d’une réaction de brunissement non enzymatique dite Réaction de Maillard (ex: fritures, grillades, panification...)  Caramélisation: Sous l’effet de haute température, les sucres peuvent caraméliser, donnant une coloration brunâtre. La caramélisation est due à la décomposition des sucres aboutissant à la formation d’une variété de produits tels que: acides organiques, aldéhydes, et cétones.  24/12/2024  Cas des polyols: Ce sont des composés naturels formés par réduction de la fonction carbonyle en fonction hydroxyle. On distingue: Sorbitol Mannitol Xylitol Erythritol Maltitol Polyalcools substituant des sucres  24/12/2024  Cas des polyols: Ils sont en général moins sucrés que le saccharose ou même autres monosaccharides. C’est pourquoi d’ailleurs qu’on les associent avec d’autres édulcorants. Ajoutés dans les aliments à cause de: - Faible contenu calorique Lutte contre l’obésité -Ne sont pas métabolisés par les bactéries dans la bouche (Chewing gum) >> réduction de la carie NB: Les polyalols peuvent être synthétisés chimiquement par des réactions de réduction à partir de leur oses analogues.