Tableau XXX - Les principales catégories d'aliments du "Codex alimentarius"

Les colorants

Les colorants alimentaires ont pour rôle de rendre attrayant un aliment par sa couleur. Tous sont des colorants acides, de sources végétales,  animales, minérales ou de synthèse. On distingue deux catégories de colorants :  les colorants naturels et les colorants artificiels.

Les colorants naturels

Le groupe des colorants naturels est constitué par les pigments cellulaires d'origines végétales ou animales, les pigments minéraux, les substances colorées des transformations technologiques de composés  des aliments ou celles de leurs modifications chimiques.  

Les colorants autorisés, la riboflavine E 101, les chlorophylles du groupe E 140, les carotènes du groupe E 160, les xanthophylles  du groupe E 161, le rouge betterave du groupe E 162 et les anthocyanes du groupe E 163,  sont des pigments extraits des plantes.   

Le carmin, le colorant E120 est le pigment extrait de la femelle de cochenille. 

Les colorants de sources minérales sont le carbonate de calcium E 170, l’aluminium E 173, l’argent E 174,   l’or E 175, le bioxyde de titane E 171, les  oxydes et hydroxydes  de fer  E 172.

Les colorants naturels sont aussi ceux obtenus par modifications de composés naturels ou naturels transformés des aliments. Ils comptent les couleurs caramels autorisés qui sont les suivants : Plain caramel (E150a) , Sulfite caramel (E150b), Ammonia caramel (E 150c), Sulfite ammonia caramel (E150d) 

Les  pigments de sources cellulaires ou technologiques,  les substances colorées obtenues par modification,  responsables de la coloration naturelle des aliments,  peuvent être produits par synthèse chimique. Ils sont aussi appelés colorants naturels car identiques aux composés naturels des aliments.

Les colorants artificiels

Des colorants de synthèse dont la molécule ne soit d'aucun des pigments connus  sont  dits colorants artificiels (stricto sensu). Le tableau XXXI répertorie les colorants artificiels autorisés. 

 Tableau XXXI : Les colorants artificiels 

 Les conservateurs  antioxydants 

Les antioxydants constituent avec les antimicrobiens le groupe des conservateurs additifs alimentaires. Leur rôle est de préserver les aliments de toute dégradation pouvant les rendre impropres à la consommation. Leur addition doit être d'une innocuité démontrée et contrôlable dans le produit fini. 

Le rôle principal des antioxydants dans la conservation des aliments consiste à empêcher l'oxydation de leurs composants. Ils sont peu nombreux et sont principalement utilisés dans la conservation d'aliments lipidiques. Les vitamines A, C et E sont des antioxydants naturels des lipides. Leur durée de vie dans les aliments où ils sont naturellement présents peut être raccourcie par les conditions de traitement favorisant la formation de radicaux libres, elles s'épuisent (Figure 111).  Aussi, pour une conservation de longue durée, l'industrie utilise diverses techniques dont le traitement sous gaz inerte, le conditionnement sous-vide, le choix des appareillages et autres traitements visant à éliminer tout composé favorisant l'oxydation. Des antioxydants ne sont ajoutés que lorsque cela s'avère nécessaire, pour diminuer la perte en produit par la formation de radicaux libres compromettant la qualité organoleptique de l'aliment voire même le rendant impropre à la consommation.  La production  d'antioxydants naturels,   les vitamines A, C et E, est onéreuses. Aussi, l'industrie peut être amenée à utiliser des produits de synthèses ou artificiels.  

Les antioxydants sont divisés en deux groupes: les antioxydants primaires comprennent les gallates, les tocophérols, le butylhydroxyanisol (BHA) et le butylhydroxytoluène (BHT),  les antioxydants secondaires ou synergiques subdivisés  en   oxygen scavengers ("balayeurs d'oxygène") et les agents de chélation.  L'acide ascorbique  et les sulfites sont des oxygen scavengers. Ils sont utilisés dans les aliments hydratés riches en lipides. Les agents de chélation autorisés et les plus utilisés sont l'acide citrique et l'acide tartrique.

Les  réactions d'oxydation des acides gras non saturés (RH) se déroulent en trois phases (Figure 111). La phase d'initiation conduit à la formation des premiers radicaux libres  (R.). Elle est favorisée par  la chaleur,  l'oxygène, la lumière et certains métaux à l'état de traces dont le fer et le cuivre. L'oxydation des radicaux libres en hydroperoxydes (ROOH) constitue la phase de propagation. Les hydroperoxydes (ROOH) donneront, par décomposition, des aldéhydes et des cétones composés volatils du rancissement. Les hydroperoxydes (ROOH)  peuvent se  polymériser et donner des composés stables, c'est la phase terminale. Les antioxydants primaires (AH) s'oxyde en (A.) en réagissant avec les radicaux libres (R.) pour donner des radicaux réduits (RH) qui peuvent donner de nouveau des radicaux libres (R.). Aussi les antioxydants retardent seulement l'oxydation des lipides. En effet, (A.) la forme oxydée de l'antioxydant est stable et ne réagit pas avec les radicaux libres(R.), alors que la quantité d'antioxydant (AH) ajouté est limitée. 

Les gallates

Les gallates sont des esters de l'acide gallique (Figure 112). Il estérifie un alcool C₃, C₈ ou C₁₂. Le groupe des gallates antioxydants comprend : 

 - le gallate de propyle (Ester n-propylique de l’acide trihydroxy 3,4,5 benzoïque) E 310;

 -  le gallate d' octyle (Ester n-octylique de l’acide trihydroxy 3,4,5 benzoïque) E 311 ;

 - le gallate de dodécyle (Ester n-dodécyclique de l’acide trihydroxy 3,4,5 benzoïque) E 312.

Figure 112 : Structure des gallates 

Dans le Codex alimentarius 2017, seul le gallate de propyle semble présent dans diverses catégories d'aliments. Il est utilisé dans la conservation des huiles et beurres de sources animales aussi bien que végétales. Cela  ne signifie pas  que les autres gallates ne soient pas autorisés. Dans tous les cas, l'utilisation d'un additif est souvent un dilemme, dans la mesure où ce qui n'est pas autorisé est interdit et ce qui n'est pas interdit est autorisé. Aussi, l'utilisation doit-elle se référer uniquement à la liste des produits autorisés à jour? C'est aussi la question  de l’étiquetage qui est posée : faut-il y apporter des mentions particulières, spécifier par exemple "Additif non interdit à ce jour !"? 

Les tocophérols

Les tocophérols sont des composés du groupe de la vitamine E. Ils comprennent les extraits naturels et les produits de synthèse. Les extraits naturels de tocophérols (E 306) sont principalement de sources végétales: les grains de blé, d'arachide ou les huiles dont  l'huile de tournesol. 

Les tocophérols de synthèse antioxydants sont au nombre de trois: l'alpha-tocophérol, le gamma-tocophérol et le delta-tocophérol. Leurs structures diffèrent peu (Figure 113 )

Figure 113 - Structure des tocophérols et le pouvoir antioxydant

L'alpha-tocophérol de synthèse E 307 a pour dénomination chimique: DL-alpha-tocophérol; D-alpha-tocophérol [tétraméthyl-2,5,7,8](triméthyl-4',8',12'tridécyl)-2-hydroxy-6 chromanol).

Le gamma-tocophérol de synthèse E 308 a pour dénomination chimique: DL-gamma-tocophérol; D-gama-tocophérol [triméthyl-2,7,8](triméthyl-4',8',12'tridécyl)-2-hydroxy-6 chromanol).

Le delta-tocophérol de synthèse E  309 a pour dénomination chimique: DL-delta-tocophérol; D-delta-tocophérol [diméthyl-2,,8](triméthyl-4',8',12'tridécyl)-2-hydroxy-6 chromanol).

L'activité vitaminique des tocophérols décroit avec le nombre de CH₃ sur le noyau  chromane , tandis que le pouvoir antioxygène augmente.

Les tocophérols sont utilisés dans la conservation de nombreux produits comme les poudres de lait, les émulsions de type huile dans l’eau et dans la conservation de viandes et produits carnés.

Butylhydroxyanisol (BHA) et Butylhydroxytoluène (BHT)

Le butylhydroxyanisol (BHA) et butylhydroxytoluène (BHT) sont exclusivement  des composés de synthèse. utilisés comme additifs alimentaires pour leur aptitude à piéger les radicaux libres de l'oxydation des lipides due à leur structure (Figure 114 )

Figure 114 - Structure du (BHA) et du (BHT)

Le butylhydroxyanisol (BHA) E 320 a pour dénomination chimique - Mélange de ter-butyl-3 et -2 hydroxy-4 anisols. 

Le butylhydroxytoluène (BHT) E 321 a pour dénomination chimique di-ter-butyl-2 : 6 p-crésol ; méthyl1-4 di-ter-butyl-2 : 6 phénol

Le Butylhydroxyanisol (BHA) et le Butylhydroxytoluène (BHT) sont utilisés dans la conservation de graisses et d'huiles d’origines animales (le lard, les huiles de poisson),  dans les viandes et produits carnés riches en matière grasse. 

L'acide ascorbique et ses esters

Le groupe des antioxydants du groupe de la vitamine C (Figure 115) comprend l'acide ascorbique, ses sels (l'ascorbate de sodium E 301 et l'ascorbate de calcium) et ses esters (le palmitate d'ascorbyle E 304 et le stéarate d'ascorbyle E 305).

Figure 115 - Structure de l'acide ascorbique et de ses esters 

L'acide ascorbique, E 300, a pour dénomination chimique: acéto-3-L-gulofuranolactone. 

Le palmitate d'ascorbyle E 304 a pour dénomination chimique: céto-3-L-gulofuranolactone de palmitoyl-6.  

Le stéarate d’ascorbyle E 305 a pour dénomination chimique: céto-3-L-gulofuranolactone de stéarate-6. 

L'acide ascorbique est dit un  antioxydant secondaire. Il est ajouté avec les antioxydants primaires. Il convient au milieu aqueux où son rôle d'"oxygen scavengers" ("balayeurs d'oxygène") consiste à piéger l'oxygène libre.  

L’acide ascorbique est utilisé en milieu aqueux comme dans les jus de fruit et aussi dans les aliments à forte teneur en eau et riches en lipides (sauces, soupes, plats cuisinés). Ses esters, le palmitate d’ascorbyle et le stéarate d’ascorbyle semi-liposolubles sont utilisés dans les aliments essentiellement lipidiques (les beurres, les huiles et les graisses) de sources animales.

L'acide ascorbique ajouté comme antioxydant dans les jus de fruits est  par ailleurs un "substrat" de brunissement et de production de CO2, par sa dégradation, en aérobie comme en anaérobie. 

L'anhydride sulfureux et le sulfite de sodium  

L'anhydride sulfureux (dioxyde de soufre) E 220 et le sulfite de sodium E 221 (Figure 116) sont utilisés comme antioxydant dans le traitement de surface des fruits et des produits de pêche. Se sont des antioxydants secondaires ajoutés dans les aliments riches en lipides. Sont regroupés sous l’appellation les sulfites: le soufre, le dioxyde de soufre et ses dérivés. 

Figure 116  - Structure des sulfites 

 Les agents de chélation 

Les agents de chélation (Figure 117), l'acide citrique ( E 330) et l' acide tartrique (E 334), en ce complexant aux prooxydants que sont les métaux comme le fer et le cuivre joue un rôle important dans l'inhibition de la phase d'oxydation . Ils sont utilisés après le traitement thermique des jus de fruits.

Figure 117 - Structure de l'acide citrique et de l'acide tartrique

 Tableau XXXII - Antioxydants généraux  (les chiffres sont ceux de l'INS) 

Les conservateurs anti-microbiens.

Les aliments sont constitués de substances organiques, de minéraux et de l’eau. Ils sont un milieu de culture favorable au développement des microorganismes. Les genres ou les espèces qui s'y trouvent ou y croient diffèrent selon  les composants de l’aliment, les caractéristiques physico-chimiques du milieu qu'il constitue (pH, température, activité de l’eau a_w), les conditions de production, de stockage et le conditionnement.  

Les microorganismes naturellement présents dans les aliments sont dits germes banaux. Certains sont impliqués dans la fabrication des aliments : c'est la levure de la fermentation de jus de fruits ou les bacilles lactiques de la fermentation du lait. D'autres sont responsables  de la flaveur (l'arôme) qui fait la spécificité des aliments : c'est le cas de certaines moisissures du fromage (le Penicillium roqueforti pour le roquefort ou le Penicillium camemberti pour le camembert). D'autres encore, profitant de toutes conditions favorables à leur développement (le conditionnement en vase clos plus la moindre humidité, en ce qui concerne les moisissures anaérobies par exemple) déprécient la qualité marchande, technologique et nutritionnelle des aliments (Figure 118). 

Figure 118 - Grains de riz  moisi  en bocal 

Les germes banaux présents dans l’aliment ne sont pas pathogènes, mais lorsque leur charge est importante, ils peuvent favoriser la présence des  pathogènes ou rendre l’aliment impropre à la consommation. Par ailleurs, ils appauvrissent le milieu en nutriments qu'ils puisent pour se développer et leurs métabolites peuvent être des molécules toxiques.  Leurs actions sur les composants de l'aliment peuvent donner des molécules qui déprécient la qualité de l'aliment. A ce sujet,  le rôle des lipases de microorganismes   dans la formation des radicaux libres au cours de l’entreposage des lipides en est un exemple. L’aliment doit être sain, aussi il doit être exempte de tout microorganisme . 

Les nombreuses technologies de transformations de l'aliment limite toute présence et altération microbienne non recherchée. Ce sont les  modifications physico-chimiques du milieu (pH, force ionique, viscosité), attenantes ou conséquentes à la technique même de la fabrication de l'aliment. Toutefois, ces modifications ne visant pas toujours tous les microorganismes dont la présence n'est pas recherchée dans l'aliment, des méthodes et techniques spécifiques sont mises en oeuvre pour éliminer les germes ou limiter leur prolifération. Ces méthodes et techniques sont le traitement thermiques (stérilisation, pasteurisation torréfaction, cuisson, friture ou concentration), l'irradiation (différents rayonnements sont utilisés), la déshydratation (séchage et lyophilisation), l'action du froid (réfrigération, congélation  et surgélation), le conditionnement (confit et emballage sous vide) et enfin l’addition de conservateurs qui est l'ultime recours à la préservation de l'aliment. 

Les conservateurs sont nombreux et de diverses classes chimiques, mais peu sont autorisés. Ils  comprennent : les  acides aliphatiques et leurs sels de sodium et de potassium, l’acide benzoïque et les benzoates, les  esters de l'acide parahydroxybenzoïque, l’anhydride sulfureux et les sulfites, les nitrites et les nitrates. Ces conservateurs sont pour la plupart des produits de synthèse. A ces conservateurs "primaires" il faut ajouter certains agents antioxydants "secondaires" et agents régulateurs d'acidité(l'acide ascorbique et l'acide citrique). 

Les acides aliphatiques et dérivés

Cette classe de conservateurs antimicrobiens comprend : l’acide acétique (dont le vinaigre  provenant de la fermentation acétique du jus de fruits  ou de la synthèse à partir d'alcool toutes origines confondues), les acétates, l’acide propionique, les propionates, l’acide sorbique et ses sels de sodium, de potassium et de calcium (Figure 119). 

L’activité antimicrobienne augmente avec la longueur de la chaîne de carbone de l’acide aliphatique carboxylique ou encore la présence et la conjugaison des doubles liaisons. Cependant, l’utilisation de ces acides se limite à ceux dont la chaîne compte au plus trois atomes de carbone. Au-delà de ce nombre les acides ont une odeur désagréable et peuvent être source d’oxydation surtout s’ils comportent des doubles liaisons.

Figure 119 - Structures  de quelques acides aliphatiques conservateurs anti-microbiens autorisés

L’acide acétique E 260 et les acétates (l’acétate de potassium E 261 , le diacétate de sodium E 262 et  l’acétate de calcium  E 263) sont actifs sur les bactéries et les levures. Ils peuvent être utilisés en fromagerie, en boulangerie, dans les conserves (poissons et  légumes) ou dans les condiments.

L’acide propionique E 280 et les propionates (le propionate de potassium E 281 , le propionate de sodium E 282 et  le propionate de calcium  E 283) sont peu actifs sur les bactéries en général (sauf le Bacillus mesentericus responsable du « pain filant » ), mais sont principalement actifs sur les moisissures et peuvent être utilisés en fromagerie également.

L’acide sorbique E 200 et les sels (le sorbate de sodium E 201, le sorbate de potassium E 202 et le sorbate de calcium E203) sont actifs sur les levures et les moisissures. Ils peuvent être utilisés principalement en fromagerie, en fermentation  (vinification, en cidrerie ou brasserie), dans les farines de lait, dans les sauces et les soupes et dans les jus de fruits. 

Les acides cycliques et dérivés

L’acide benzoïque E 210 et les benzoates (le benzoate de sodium E 211, le  benzoate de potassium E 212 et le benzoate de calcium E 213) constituent le groupe des conservateurs acides cycliques (Figure 120) .

Figure 120 - Structures de l'acide benzoïque et de ses sels 

Les esters de l'acide parahydroxybenzoïque 

Le groupe des esters de l'acide parahydroxybenzoïque (Parabens) conservateurs alimentaires, comprend : le p-hydroxybenzoate d'éthyle (E 214) et son sel sodique (E 215); le p-hydroxybenzoate de propyle (E 216) et son sel sodique (E 2017); le p-hydroxybenzoate de méthyle (E 218) et son sel sodique (E 219).   

Ces composés diffèrent peu dans leur structure (Figure 121). Ils agissent principalement sur les levures et les moisissures. Ils  peuvent être utilisés dans la conservation de divers produits:  fromages, desserts à base de lait, des produits fruitiers (marmelade, confitures et compote, fruits séchés) ou dans les émulsions. 

Figure 121 - Structure des parabens

Les nitrates et les nitrites 

Les nitrates sont naturellement présents dans l'alimentation. Ils ont pour origines les matières premières végétales (les légumes et les tubercules). 

Les nitrates sont relativement stables et peu toxiques. L'eau en contient également. Elle est non potable quand la teneur en nitrates est supérieure à 100 mg/l . Les nitrates apportés par l'alimentation et l'eau  sont éliminés rapidement au niveau de l'intestin grêle (Figure 121) et par voie urinaire. 

Figure 122 - L'appareil digestif

L'autre origine des nitrates dans les aliments est leur utilisation comme conservateurs.  Ils peuvent être réduits en nitrites dans certaines conditions des opérations de transformation de l'aliment (l'acidification).  

Les nitrites peuvent être toxiques, principalement en terme de nuisances alimentaires digestives.  Leur teneur dans l'aliment ne doit pas dépassée 50 mg/

Les nitrates  de potassium E 249 et de sodium E 250  d'une part, et les nitrites de potassium E 251 et de sodium E 252   (Figure 123) d'autre part, leur action anti micoorganismes concerne  le Clostridium botulinum. Celle-ci est améliorée par l'adjonction de Nacl ou du glucose. 

Les nitrates et les nitrites sont aussi des agents favorisant la coloration due aux modifications de  la myoglobine de la viande. La nitroso-myoglobine pigment stable de couleur rouge et le nitroso-ferrohémochrome (pigment rouge-rose) sous l'action de la chaleur (Figure 108 ). 

Figure 123 - Structures des nitrates et nitrites  

L'anhydride sulfureux et les sulfites

Les sulfites (Figure 116) qui ont un rôle d'antioxydants dans les aliments, y ont aussi celui de conservateurs anti-microorganismes. Ils donnent avec les cétones et les aldéhydes des hydroxyméthylsulfonates, ils peuvent provoquer la rupture des ponts S-S, bloquant  certains systèmes enzymatiques des microorganismes agissnnt ainsi sur leur croissance. 

 L'acide ascorbique et l'acide citrique

L'acide ascorbique et l'acide citrique (Figure 124)  sont ajoutés à l'aliment, comme conservateurs, parce qu'ils peuvent  abaisser son pH.  Ils contribuent à inhiber ou à limiter  le développement de nombreuses bactéries. Ces acides sont dits "régulateurs" d'acidité. Selon la concentration de l'acide ajouté, le pH du milieu peut être de l'ordre de 3 à 4,5. Exceptées les bactéries lactiques, rares sont celles qui se développent à pH inférieur à 4. La bactérie Clostridium botulinum, dangereuse pour sa toxine et ses spores résistants à la chaleur, ne se développe pas à pH inférieur à 4,5. L'acidification des aliments permet ainsi un traitement thermique doux.

L'acide ascorbique et l'acide citrique sont des conservateurs "secondaires" lorsqu'ils agissent en synergie avec d'autres conservateurs dits "primaires". En effet, l’activité antimicrobienne des conservateurs est élevée lorsque le pH diminue.

L'acide ascorbique et l'acide citrique associés assurent les conditions réductrices de la figure 99 qui  font passer la metmyoglobine et l'oxymyoglobine (MbO₂) à l'état de la myoglobine (Mb). 

L'acide ascorbique réduit l'ion nitrite (NO₂^- à l'état de  NO (bioxyde d'azote) qui se combine à la myoglobine pour donner du nitroso-myoglobine (figure 108) . 

L'action antimicrobienne des conservateurs est liée à plusieurs facteurs dont : 

 - la nature du germe (famille, genres et espèces). Chaque conservateur a son spectre d'action sur les microorganismes. Les spectres se chevauchent ou même se superposent (Figure 125 ) ;

  -   la quantité et les conditions d'utilisation du conservateurs qui ne doivent pas affecter la qualité de l'aliment;

 -  l'effet du traitement technologique. Il ne doit pas contribuer à compromettre l'activité du conservateur, par dénaturation ou par réaction avec d'autres composants dans l'aliment.

Le tableau XXXIII des conservateurs antimicrobiens généraux autorisés, montre que ceux-ci peuvent avoir d'autres fonctions: agents régulateurs d'acidité, agents stabilisants ou  chélateurs. 

Des antioxydants et des agents régulateurs d'acidité des tableaux XXXII et XXXVI peuvent contribuer à la conservation antimicrobienne des aliments: en abaissant le pH ou en agissant en synergie avec les conservateurs primaires. Le choix d'un additif réside aussi dans le nombre d'actions où il est impliqué.  

Les agents de flaveur

Les agents de flaveur forment avec les colorants les additifs organoleptiques. La flaveur résulte des sensations olfactives et gustatives émanant d’un aliment, son arôme et son goût.

Toute matière première de l’aliment a une flaveur, quelle que soit sa source (végétale, animale ou micro-organique). Les fruits en sont l’exemple commun : l’arôme et le goût distingue la mangue de la banane, de la papaye ou de la goyave. Il en est de même des agrumes (le citron, l'orange ou la mandarine) ou des fruits de la famille des Rosacées (la pomme, la poire ou les prunes).

Le traitement technologique (mode de transformation ou de conservation) de la matière première peut modifier sa flaveur. Celle-ci est soit neutralisée soit plus prononcée. Le traitement technologique peut donner à l’aliment une flaveur différente de celle de sa matière première. Quelquefois, un arôme dû au traitement technologique peut en cacher un goût et « Gouttez et voyez ! ». L’exemple le plus ordinaire est la petite pincée de sel en cuisine qui donne à l’aliment goût et arôme caractéristiques.  De même, une coloration ou une certaine présentation de l'aliment peut en cacher une flaveur, un arôme ou un goût, c’est le cas des produits de la caramélisation.

Cependant, pour diverses raisons relevant de la tradition ou de la recherche d'une sensation olfacto-gustative spécifique ou saillante, des agents de flaveurs sont ajoutés à l’aliment. L’utilisation d’additifs de flaveur est subjective: l'odeur recherchée par les uns est relent pour les autres ; de même, une certaine amertume, acidité ou sapidité de l'aliment, appréciée par certains est rejetée par d'autres.  De plus, la flaveur n’est pas perçue par tous avec la même acuité ou ne l’est pas toujours. En effet, la sensation d'arôme et de goût résulte de la sensibilité des cellules de l'organe olfactif et des récepteurs gustatifs. Elle peut différer d'un individu à un autre

Les agents de flaveur autorisés sont regroupés sous l’appellation « Flavour enhancer » par le codex alimentarius ou substances influençant l’arôme et le goût et comprennent :   les arômes, les essences, les huiles essentielles et les exhausteurs de goût. 

Les arômes     

Les arômes sont des substances naturelles, des identiques aux naturelles obtenues par synthèse ou des substances artificielles. Cette diversité de sources des agents aromatisant donne lieu à plusieurs appellations pour des sensation olfacto-gustatives perçues ordinairement semblables. Les produits à l’arôme de la vanille en sont un exemple. L’arôme pur extrait des gousses de la vanille doit son nom à la vanilline son composant principal (Figure 30 a). Il peut être obtenu par synthèse. Divers extraits de sources végétales ou animales peuvent produire un arôme semblable à celui de la vanille de même que des molécules de synthèse non identiques aux composants naturels de l’arôme pur extrait des gousses de la vanille. Ainsi, l’appellation contenant « vanille »  d’un produit est soumise aux conditions suivantes :

-         un produit est dit « à la vanille » lorsque l’arôme est le pur extrait des gousses de la vanille ;

-    le produit parfumé à l’extrait pur de vanille et contenant autre extrait d’origine animale ou végétale autorisé est dit également « à la vanille » ;

-    le produit parfumé par l’extrait pur de vanille, contenant autre extrait d’origine animale ou végétale autorisé et des substances identiques (molécules de synthèse) à celles de l’arôme naturel est dit « Goût vanille » ;

-       l ’arôme pur extrait des gousses de la vanille peut être produit par synthèse chimique, ses composants comme la vanilline sont dits des substances identiques aux naturelles, le produit qu’il aromatise est dit «vanilliné » ;

-         Des produits de synthèse comme l’éthyle vanilline (Figure 126 b) ayant le parfum de la vanille, ne sont pas présent dans l’extrait pur vanille, ils sont appelés substances artificielles et le produit qu’elles aromatisent est dit «arôme artificiel vanille ».

Figure 126 : Structures de  composés naturel et artificiel d'arômes "vanille"

Les substances aromatiques (arômes et essences) sont de diverses classes chimiques: les alcanes, alcènes, les dérivés du cyclopentane et du cyclohexane sont les plus représentés en nombre, ils sont suivis des composés benzéniques, puis des carbures terpéniques et des hétérocycles. 

Les arômes sont des substances volatiles, leur poids moléculaire ne dépasse pas 220.

Figure 127 : Structures de quelques exhausteurs de goût couramment utilisés

Tableau XXXIV  - Principaux exhausteurs de goût autorisés 

En plus  des agents de flaveurs généraux autorisés (Tableau XXXV), divers additifs généraux autorisés ayant d'autres fonctions sont également des agents de flaveurs notamment des agents régulateurs d'acidité  XXXVI et les agents de goût (doux) du tableau XXXIX . 

 Les régulateurs d'acidité

Les additifs régulateurs d’acidité comptent les alcalis (l’hydroxyde de sodium, de potassium, de calcium ou de magnésium), les acides organiques (l’acide acétique, l’acide citrique, l’acide fumarique, l’acide malique,  l’acide lactique ou l’acide tartrique), les acides minéraux (l’acide chlorhydrique, l’acide sulfurique ou l’acide phosphorique) et certaines vitamines dont l’acide ascorbique.

Les alcalis sont utilisés pour neutraliser l’acidité excessive des aliments. 

Cependant, le goût acidulant est une saveur recherchée pour certains aliments. Les acides organiques sont utilisés à cet effet. Quant aux acides minéraux, ils sont employés pour neutraliser une alcalinité non recherchée due aux traitements des aliments. Ils sont aussi utilisés comme conservateurs antimicrobiens.

Les sels de ces alcalis et de ces acides sont des agents stabilisateurs de pH ou des  exhausteurs de goût (relevants) ou encore des agents modificateurs de texture (Tableaux XXXII, XXXIII et  XXXV ). Le tableau (XXXVI  ) des régulateurs d'acidité généraux montre également la diversité de leurs applications technologiques. 

Tableau XXXVI - Régulateurs d'acidité généraux (les chiffres sont ceux de l'INS)

Les émulsifiants

Les émulsifiants sont des additifs technologiques : beurre, margarine, mayonnaise ou l’onctuosité de certains aliments leur doivent leurs textures. Les émulsifiants sont des substances chimiques.  Ils favorisent l'émulsion, c’est à dire la dispersion dans un liquide d’un corps (qui peut être aussi un autre liquide) avec lequel il ne se mélange pas.  Cette non mixité ou non miscibilité est le fait de la tension superficielle, force résultant des interactions entre molécules à l’interface du liquide au repos et du corps à disperser considéré. 

Les nombreuses émulsions de l’alimentation, comme le beurre, la margarine ou la mayonnaise,  sont de types  eau dans l’huile (E/H) et huile dans l’eau (H /E). Les émulsifiants, abaissant la tension superficielle, permettent la dispersion de gouttelettes d’huile ou d’eau de manière régulière et homogène (sous l’effet d’une force mécanique appliquée au mélange) et de s’y maintenir.  Ainsi, les émulsifiants, non seulement favorisent la dispersion, mais aussi la stabilisent par leur nature chimique. 

Les émulsifiants sont des molécules amphiphiles comportant deux extrémités, l’une hydrophile et l’autre lipophile. Ils peuvent être ioniques ou non ioniques (Figure 128 ).

Figure 128 - Structure des émulsifiants

Dans les deux cas d'émulsifiants, ioniques et non ioniques, la partie lipophile est une chaîne hydrocarbonée apolaire.  La partie hydrophile des émulsifiants ioniques est constituée de groupement carboxylique ou ammonium, tandis que celle des émulsifiants non ioniques est faite de dérivé non ionique (dérivé de glycérol pour les émulsifiants dans les dispersions eau dans l’huile (E/H) ou huile dans l’eau (H/E)). 

Un émulsifiant est évalué en fonction de son degré de solubilité, dans la partie aqueuse ou lipidique, appelé « Balance hydrophile lipophile » (HLB), lequel est échelonné de 0 à 20. Plus la HLB d’un émulsifiant est élevée, c’est-à-dire une partie importante de sa molécule est soluble dans l’eau, plus il favorisera les dispersions de type l’huile dans l’eau (H/E). 

De nombreuses dispersions alimentaires et leurs stabilités nécessitent l'emploi d'un mélange d'émulsifiants ou  l'ajout d'autres agents tensioactifs. Ils constituent les  additifs agents de texture. Ce sont des polymères  organiques. Ils comptent: les

amidons naturels ou modifiés (dextrines),  les celluloses modifiées, les pectines , des protéines comme les gélatines et les gommes.

Les gommes semblent être les agents de textures utilisés pour toutes les catégories d'aliments y compris les viandes, tout dépend de la texture de l'aliment recherchée.  Elles sont de diverses sources végétales. 

Les gommes diffèrent par leur composition moléculaire et/ou leur structure (Tableau XXXVII ). Elles proviennent d'exsudats d'arbres,  de graines végétales ou d'algues. 

Les gommes les plus connues utilisées dans l'alimentation sont: la gomme arabique d'acacia est d'un exsudat d'arbres (Acacias sp);  la gomme de graines de caroube est un composants des graines des fruits du caroubier un arbre méditerranéen (Ceratonia siliqua); la gomme agar-agar est extraite  d'algues rouges. 

Tableau XXXVII - Les gommes alimentaires

Ces gommes, agent de texture sont plus ou moins solubles dans l'eau selon leur poids moléculaire. 

Le tableau XXXVIII des agents tensio-actifs généraux autorisés, montre que ceux-ci peuvent jouer autres rôles que celui d’émulsifiants.  Ils sont  agents épaississants ou liants,  agents mouillants, agents moussants, agents abaissants la viscosité, agents  modificateurs de cristallisation (vitrosité), agents levants ou gonflants, agents transporteurs de molécules dans certains milieux ou  gélifiants. 

Les agents sucrants

Les agents sucrants, appelés aussi édulcorants, sont des substances qui donnent à l’aliment une saveur douce.  Ils sont naturels ou de synthèse et sont classés selon leur pouvoir sucrant ou « PS » (PS = 1 correspond à un liquide où la concentration de saccharose est de 10 p. 100, soit l'équivalent d'un jus de fruit). Les édulcorants ayant un pouvoir  sucrant inférieur  ou égal  à celui du saccharose sont appelés édulcorants massif ou nutritif, tandis que ceux dont le « PS » est  plus élevé de l'ordre de 30 (le cyclamate ) à  15000 voire 2000 fois (La monelline) sont dits édulcorants intensifs. Ces substances sucrantes sont naturelles ou de synthèse. Le choix d'un édulcorant est  lié à  son pouvoir sucrant et aussi, quelquefois, à son apport calorique.

Les substances sucrantes naturelles  sont d’origines végétales et  animales et sont des glucides, des peptides ou des acides aminés.  

Les  substances sucrantes naturelles  extraites du végétal sont glucidiques et protéiques.  Les   glucidiques  comprennent des oses simples, des disaccharides et des hétérosides.   Les mono et disaccharides  comme le glucose, le fructose, le mannose, le maltose et le saccharose (le sucre de référence) sont extraits des fruits, des  tubercules et racines (betteraves), des tiges de céréales (la canne à sucre ) ou des grains (le glucose et  le maltose sont des produits de l’hydrolyse de l’amidon). Ces  composés,  relativement plus sucrants les  uns que les autres  peuvent être classer dans l'ordre du "PS" décroissant comme suit  : Fructose (PS=1,2) > Saccharose (PS=1) > Glucose ( PS = 0,7) > Maltose (PS = 0,6) > Mannose (PS = 0,4 -0,6). 

Le groupe des composés sucrants extraits du végétal  comporte des hétérosides, rebaudioside et stévioside, extraits des feuilles d'une plante du Paraguay. Ils ont un PS de 300 à 400. 

Les composés sucrants extraits du végétal compte également des protéines: la thaumatine est extraite du fruit du Thaumatococcus daniellii, appelé « katemfe » ou « fruit miraculeux du Soudan »,  son PS est supérieur à 1 600 ; la monelline est de PS 1 500 à 2 000   extraite de la baie  du Dioscoreophyllum cumminsii; la miraculine, extraite d'une baie également du Richardella dulcifica (Synsepalum dulcificum) a un PS.

Les composés sucrants d'origines animales sont essentiellement, le fructose (PS = 1,2) du miel et les deux sucres du lait, le galactose (PS = 0,3) et le lactose (PS = 0,25).

Les substances de synthèse sucrantes sont naturelles ou artificielles. Les mono et disaccharides comme le glucose, le fructose, le maltose, le lactose, le galactose et le saccharose, substances naturelles de production végétale ou animale peuvent être obtenue par synthèse chimique.  Cependant, une telle investigation n’a d’intérêt que pour la recherche. La nature en met à  disposition et à profusion ! 

Des substances de synthèse non artificielles sont produites pour leur pouvoir sucrant et leur intérêt nutritionnel. Elles sont obtenues par la transformation technologique, enzymatique ou chimique des substances d'extraits naturels. Ces substances sucrantes, des polyols,  sont appelées sucres alcool. Ainsi,  le sorbitol (PS = 0,55)  est issu du glucose (PS = 0,7), le mannitol (PS = 0,55) du mannose (PS = 0,4-0,6), le xylitol (PS = 1) du xylose (PS = 0,7), l'isomalt (PS = 0,3-0,4) du saccharose (PS = 1),  le maltitol (PS = 0,55) du maltose(PS = 0,55) et le lactitol (PS = 0,3-0,4) du lactose (PS = 0,25).  

Des produits issus de la réaction de Maillard et de la caramélisation ont, en plus de l’arôme, un pouvoir sucrant relativement intéressant d’un point de vue organoleptique : c’est par exemple, le D-fructose au pouvoir sucrant plus élevé que le glucose. Il résulte de la transformation de celui-ci dans les  étapes préliminaires de la caramélisation ;  le maltol et l’isomaltol sont obtenues par dégradation des cétosamines de la réaction de Maillard en milieu alcalin, ils sont d’arômes recherchés et de saveur relativement douce. 

Des composés sucrants issus des modifications chimiques de substances naturelles se caractérisent par un PS intense. Ils sont de la catégorie des édulcorants intenses. Certains sont  des dérivés  d'acide aminé, l’acide aspartique : l'aspartame (aspartyl-phénylalanine méthyl ester) découvert en 1965 a un PS de l'ordre de 200, le néotam découvert en 1991 a un pouvoir sucrant de l’ordre de 1300 et l'alitam découvert en 1980 a un PS de 2000. D'autres comme le sucralose, découvert en 1976 a un pouvoir sucrant de 600 à 650 est issu du saccharose.

D’autres édulcorants de synthèse sont des substances artificielles ne dérivant d’aucune substance naturelle connue. Ils sont des édulcorants intenses. La saccharine est la plus ancienne de ces  substances (découverte en 1879), son PS est compris entre 300 et 400 ;  le cyclamate découvert en 1937 a un PS de 30 ; l'acésulfame-K découvert en 1973 a un PS de 200. Le tableau XXXIX indique quelques agents sucrants couramment utilisés en alimentation humaine.

Tableau XXXIX :  Agents sucrants  usuels (les chiffres sont ceux de l'INS)

Les agents antiagglomérant

Ces additifs sont utilisés dans les traitements de produits déshydratés (farines, poudres, graines et cristaux ) évitant la prise en masse par  l’humidité. Ce sont des sels de calcium (extraits d'os), des polyphosphates, des silicates, des stéarates et des gluconates. Le traitement antiagglomérant est nécessaire pour les produits de longue conservation. 

Ces aditifs évitent non seulement des pertes en produits donc des pertes économiques dues aux agglomérats. Ces pertes peuvent être accentuées par le développement de moisissures anaérobies (Figure 129). L'agglomérat, causé par la moindre humidité, peut être favorable à leur développement.

Les moisissures se développant sur des produits amylacés (comme le riz), en général ne sont pas dangereuses pour la santé, elles rendent juste le produit impropre à la consommation. 

Figure 129 :  Grains de riz  agglomérés et moisis dans un bocal. 

Toutefois, les questions ne manquent pas, pour diverses raisons y compris didactiques (quand même l'on sait que l'eau de javel  traite efficacement ces moisissures, mais l'on veut quelquefois savoir). Que faire de ces insolites alimentaires lorsque l'on ne peut les mettre à la poubelle ? où les rapporter ? y a-t-il là matière à criblage pour des souches amylolytiques connues ou nouvelles ?

Le tableau  XL  montre que de nombreux additifs autorisés, des tableaux précédents, ont également une fonction d'antiagglomérant.

 Tableau XL - Antigglomérants usuels (les chiffres sont ceux de l'INS) 

 Les enzymes 

Les enzymes, notamment les enzymes protéolytiques et les enzymes amylolytiques sont matériels de production de l'aliment. Elles sont aussi des additifs alimentaires. Elles sont d’origines animales (comme l’enzyme contenue dans la présure secrétée par la caillette de jeunes et fait cailler le lait), d’origines végétales (comme les amylases des grains en germination ou la papaïne une enzyme protéolytique) ou encore d’origines micro-organiques (les glucose-oxydases, les lipases, les protéases et diverses amylases). 

Les protéines sont hydrolysées par les enzymes protéolytiques en peptides ou en acides aminés. L’amidon, le polysaccharide alimentaire le plus disponible, est hydrolysé par les enzymes amylolytiques dont le mode d'action est lié aux constituants de l'amidon (Polyholoside, l"amidon est constitué de deux composés glucosidiques : l’amylose et  l’amylopectine).

L’amylose est une chaîne linéaire de D-glucosyle.  Les liaisons glucosidiques sont de type a (1,4), tandis que l’amylopectine est une chaîne ramifiée de D-glucosyle : les liaisons glucosidiques sont de type a (1,4) et de type a(1,6)  à l’embranchement des chaînes latérales. 

L’hydrolyse en oses simples ou en oligoglucosides ou encore en dextrines est l’œuvre d’enzymes amylolytiques. Elles sont de trois types : les phosphorylases, les cyclodextrines-glucotransférases et les amylases.

Les phosphorylases catalysent aussi bien l’élongation de chaînes glucosique à partir de glucose-1-phosphate que leur dégradation. Leur action permet d’obtenir des oligoglucosides de masse moléculaire connue.

Les cyclodextrines-glucotransférases convertissent l’amidon ou ses oligoglucosides, en cyclodextrines par transglucosidation intramoléculaire.

Les amylases catalysent spécifiquement les liaisons glucosidiques.  Elles sont classées selon diverses critères : le type d’action, la liaison glucosidique, le mode d’action, la nature du produit libéré et leurs sources.

L’action des amylases est d’hydrolyse ou le transfert d’unité glucosyle.

Certaines amylases hydrolysent que les liaisons a (1,4) ou a(1,6) ce sont l’ a amylase et la b amylase, d’autres hydrolysent les deux à la fois et sont les glucoamylases et les a-glucosidases. 

Selon le mode d’action des amylases, on distingue deux types:  les endo-amylases  et des exo-amylases .

Les endo-amylases hydrolyse les liaisons entre les deux extremités de  la chaîne glucosidique, tandis que  l'action des exo-amylases s’effectue à partir de l’extrémité non réductrice.

La nature du produit d’hydrolyse, sa configuration (anomère a ou b) et sa structure (linéaire ou branchée), est spécifique de certaines amylases.

Les appellations a amylase et b amylase sont liées non seulement au mode d’action des amylases, mais aussi à leur source de production. Les deux amylases hydrolysent uniquement les liaisons glucosidiques a (1,4). Toutefois, l’ a amylase est une endo-enzyme, tandis que la b amylase en est une exo . Le b maltose est le produit d'hydolyse de l'amidon  par la b amylase. Ainsi, en plus de son action d’hydrolyse, la b amylase provoque une inversion (dite de walden). 

L’ a amylase est de sources végétales, animales et micro-organiques tandis que la b amylase utilisée en alimentation est de source végétale (grains de céréales germé ou en germination dont l’orge brassicole). 

Les produits de la conversion enzymatique de l’amidon sont utilisés dans de nombreuses industries alimentaires : les oses simples, les oligoglucosides et les malto-dextrines sont matière  de production du bio-éthanol ou du sirop de glucose.

Les enzymes, protéolytiques ou amylolytiques,  servent à la fabrication d’additifs alimentaires : le glutamate et ses sels exhausteurs de goût du tableau V peut être produit par hydrolyse enzymatique de protéines ;  les dextrines utilisés comme épaississants ou  les isomères d'oses simples, de maltose et les b cyclodextrines pour leur pouvoir sucrant élevé  résultent de l'hydrolyse de l'amidon par des amylases.

Les enzymes sont aussi des additifs technologiques, ajoutées telles quelles à l'aliment, pour répondre à des caractéristiques organoleptiques recherchées. Ainsi, certaines comme les (pectinases et amylases) ont rôle de clarifiant  dans la fabrication  de certaines boissons. D'autres comme l’enzyme contenue dans la présure secrétée par la caillette de jeunes et fait cailler le lait sont utilisées en fromagerie.

L'utilisation de ces enzymes additifs doit répondre à plusieurs critères de sécurité :  les microorganismes producteurs de ces enzymes ne sont pas pathogènes, ne produisent pas de toxines et n’en véhiculent pas;  le mode de production ne doit pas laisser de trace ou de résidu de produit d’extraction. Les enzymes doivent être pures et actives. 

Le tableau XLI montre que des enzymes (les lipases)  peuvent être utilisées pour produire des flaveurs recherchées (l'odeur ou le goût rance de certains aliments peuvent être recherchés) 

 Tableau XLI- Enzymes d'utilisation générale (les chiffres sont ceux de l'INS)

Les différents tableaux de cet article montrent qu’un additif autorisé peut avoir plusieurs fonctions. C’est un avantage car cela permet de limiter le nombre d’additifs et/ou leur quantité pour la qualité de l’aliment recherchée.

L’utilisation d’un additif est toujours justifiée (les figures 117 et 128 le montrent), mais c’est son innocuité qui détermine l'autorisation de son ’emploi. Celle-ci surpasse toute autre considération. 

Un composé usuel n'est ni autorisé ni interdit parce qu'il faut beaucoup de temps pour déterminer son innocuité et lui octroyé l’appellation d'"additif autorisé". 

De nombreux domaines d'études en plus de la toxicologie y sont impliqués. Encore faut-il que le produit usuel soit connu 

pour être scientifiquement identifié ! Aussi, cette investigation implique toute la société (s'informer et informer). Un produit alimentaire circulant doit pouvoir être parfaitement identifié pour être connu de tous : "L'économie circulaire, n'est-ce pas également l'écologie circulaire ?" Aussi, l'emploi d'additif en ultime recours pour un produit sain et marchand, c'est aussi l'affaire du consommateur. Cela est d'autant juste que "Nos productions sont aussi nos emplois !" n'est pas faux. Certes, identifier ses produits n'est pas sans désagréments, mais c'est un gain en temps sur le temps, la prévention n'est jamais vaine, et l'entreprise n'est pas sans créer des emplois. 

De plus, maintenir le spectre de la famine éloigné du Monde,  c'est aussi avec les additifs de tous les traitements dont ceux de l'après récolte et ceux de l'après  usinage !

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