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E401 : Alginate de sodium

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Caractéristiques de l’E401

    Identification de l’E401 :

  • Nom UICPA : sel de sodium d’acide alginique
  • Synonymes : alginate de sodium, polymannuronate sodique, sel d’acide alginique monosodique, sodium polymannuronate
  • N° CAS : 9005-38-3
  • N° ECHA : 100.123.676
  • N° CE : 618-415-6
  • Code ATC : A02BX
  • PubChem : 481107835
  • ChEBI : 53311
  • FEMA : 2014
  • SMILES :
  • InChl :

Propriétés chimiques :

  • Formule : (C6H7NaO6)n
  • Masse molaire : 198,1059 ± 0,0071 g/mol, avec C = 36,38 %, H = 3,56 %, Na = 11,6 % et O = 48,46 %
  • pKa :

Propriétés physiques :

  • T° Fusion : > 300 °C
  • Solubilité : soluble dans l’eau jusqu’à former une solution visqueuse et colloïdale ; insoluble dans l’alcool, l’éther, le chloroforme et les solutions acides aqueuses de pH inférieur à 3 ; insoluble dans les solutions hydroalcooliques, dont le rapport poids/poids est supérieur à 30 %

Propriétés biochimiques :

  • Codons :
  • pH isoélectrique :
  • Acide aminé essentiel :
  • Occurrence chez les vertébrés :

Propriétés optiques :

  • Pouvoir rotatoire :

Précautions :

  • SIMDUT :

Tout savoir sur l’E401 : description, histoire, structure chimique, procédé d’extraction, rôles dans la nutrition, occurrence dans les aliments, applications et modalités d’usage en nutrition

L’E401 est un additif alimentaire enregistré au Codex Alimentarius. Il est communément appelé « alginate de sodium ».

Dans l’industrie agroalimentaire, cette substance intervient dans la réalisation de différents types de produits comestibles transformés. Elle est également populaire dans le domaine de la cuisine moléculaire où elle est employée pour la sphérification.

Description de l’alginate de sodium

L’E401 est une substance chimique dérivée de l’acide alginique. Il s’agit, plus précisément, un sel sodique de ce dernier, ce qui explique son autre nom : alginate de sodium.

Ce composé est présent naturellement dans certaines espèces d’algues brunes appartenant aux genres Fucus, Macrocystis, Ascophyllum et Laminaria. Son rôle est d’améliorer la flexibilité de ces végétaux aquatiques.

Sur le marché, cet agent biologique a une apparence poudreuse, filamenteuse ou granuleuse. Sa couleur est blanc crème, brun jaunâtre ou blanche. Il ne possède aucune odeur ni saveur particulière.

Historique de l’E401

Le premier scientifique à s’intéresser à l’E401 est E.C.C. Stanford ou Edward Charles Cortis Stanford (1837-1899), un chimiste anglais. Dans les années 1860, ses recherches se concentraient principalement sur les propriétés de ce composé chimique.

En 1881, il a soumis une demande de brevet. Dans ce document, le chimiste a expliqué que pour isoler l’additif, il a travaillé sur des algues du genre Laminaria. En utilisant une solution de pH alcalin, il a pu extraire de ces végétaux un liquide visqueux appelé « algine ». Cinq ans plus tard, il a rebaptisé cette matière sous le nom d’« acide alginique ». Il obtient ensuite l’alginate de sodium en soumettant la solution à diverses réactions chimiques.

Structure chimique

L’E401 est un sel sodique de l’acide alginique. Sa composition chimique montre ainsi des groupes carboxyle de l’alginate liés avec un ion de sodium.

La chaîne principale est une macromolécule formée de plusieurs unités de glucides. Ces dernières sont les homopolymères β-D-mannuronate (M) et α-L-guluronate (G). Ils sont liés entre eux par des liaisons 1 → 4 glycosidiques.

Pour constituer l’alginate, les blocs sont agencés en suivant l’arrangement suivant : GG-MM-GM.

Processus d’extraction de l’E401

Pour obtenir l’E401 des algues brunes, il existe six étapes à suivre.

Formolisation

Cette première étape consiste à traiter les algues brunes au formol. L’objectif est de stabiliser les phénols, de limiter la multiplication des microbes et de dépigmenter les thalles. Ce dernier point permet d’avoir un produit fini de couleur claire.

Après le traitement, les algues sont conservées durant quelque temps.

Acidification

Avant de procéder à l’acidification, les algues précédemment stockées sont, tout d’abord, lavées. Si elles ont séché lors de la période de conservation, cette opération permet de les réhydrater.

Ensuite, les producteurs procèdent à l’uniformisation de la taille des thalles. Pour ce faire, ils sont découpés en plusieurs segments de 20 à 30 cm de longueur.

L’acidification consiste à traiter les végétaux aquatiques à l’acide sulfurique pour obtenir de l’acide alginique insoluble. La réaction chimique libère également des ions de magnésium, de sodium et de calcium sous forme de sulfates dans les eaux de rinçage.

Carbonatation

Cette troisième étape consiste à traiter les algues au carbonate de sodium concentré à 4 %. À la fin de l’opération, on obtient une solution d’alginate de sodium. En effet, l’acide alginique insoluble, une fois immergé dans la solution de traitement, donne cette matière en phase aqueuse. Elle est nommée « jus de carbonatation ».

Les particules d’algues décomposées se trouvent en suspension à la surface de ce liquide.

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Filtrage

Le but du filtrage est d’avoir un jus de carbonatation pur, exempt de particules d’algues. Pour ce faire, il existe deux manières de procéder.

La première est l’usage d’une centrifugeuse. Il s’agit de la technique la plus utilisée dans les laboratoires.

La seconde est l’émulsification qui consiste à injecter de l’air dans la solution à filtrer. Ensuite, elle est soumise à un procédé de flottation.

Précipitation

À cette étape, le jus de carbonatation filtré sera précipité à l’éthanol 95 %. Ce processus permet d’obtenir une masse d’alginate de sodium.

Déshydratation et broyage

Avant la déshydratation, la matière précédemment obtenue est, tout d’abord, rincée à l’acétone. Cela permet de blanchir davantage la masse.

Ensuite, elle est séchée dans un four à une température de 60 °C, et pendant une durée de 48 h.

Enfin, la matière est broyée en une poudre fine d’alginate de sodium.

Place et intérêts de l’E401 dans la nutrition

L’E401 est un additif alimentaire considéré principalement comme un agent de texture. Il est particulièrement apprécié pour son rôle de gélifiant, d’épaississant et de stabilisateur.

Gélifiant

Le polymannuronate sodique, quand il est en phase aqueuse, se gélifie au contact d’un sel de calcium. Grâce à cette propriété, cet additif est couramment employé dans la sphérification des aliments. Il s’agit d’une technique de la cuisine moléculaire. Elle consiste à conserver la saveur et la couleur d’un produit à l’intérieur de petites perles.

Un autre avantage de cet agent de texture est qu’il permet de créer des gels résistants à la chaleur. En effet, ces derniers, lorsqu’ils sont exposés à une température élevée, ne se dissolvent pas. En revanche, ceux réalisés avec d’autres additifs comme l’agar-agar, la carraghénane ou la gélatine ont tendance à fondre sous la chaleur.

Épaississant

L’alginate de sodium est un agent hydrocolloïdal. En d’autres termes, il forme avec l’eau froide ou chaude une solution visqueuse.

Cette fonction s’applique également à d’autres types d’aliments que le H2O. Ainsi, cet additif permet d’épaissir et d’améliorer la texture d’une soupe, d’une sauce ou encore d’une mayonnaise. Il aide, plus précisément, à donner à ces produits une consistance homogène.

Stabilisateur

Grâce à son rôle d’épaississant et de gélifiant, l’alginate de sodium constitue un excellent agent stabilisant. Il aide, notamment, à préserver les qualités physiques d’un produit, optimisant ainsi sa valeur commerciale.

En outre, il permet d’améliorer le goût et la texture de certains aliments, garantissant, par la même occasion, une meilleure expérience culinaire aux consommateurs. Les nourritures souvent concernées par cette fonction sont les crèmes glacées ainsi que les fromages fondus.

Compatibilité aux habitudes alimentaires spéciales

L’alginate de sodium est un additif alimentaire qui peut être consommé sans risque par les personnes suivant des régimes spéciaux. Il est, notamment, adapté aux individus ne consommant pas de produits à base d’animaux (végan, végétalien et végétarien). En effet, la matière première employée pour sa fabrication provient d’une ou de plusieurs espèces végétales. Par ailleurs, la méthode d’extraction ne requiert aucun usage de produits d’origine animale.

Cet agent de texture est aussi qualifié de « halal » et de « casher ».

Occurrence de l’additif dans les aliments

L’E401 est présent dans différents types d’aliments, à citer :

  • les glaces et les articles surgelés ;
  • les produits de boulangerie ;
  • les nouilles ;
  • les sauces ;
  • les conserves de légumes ;
  • les produits laitiers ;
  • les trompe-l’œil, ainsi que les cocktails et les aliments dits de « mixologie moléculaire » : œufs de saumon artificiels, perles de caviar ou encore ailerons de requin synthétisés ;
  • les boissons, comme la bière et les sodas ;
  • les puddings ;
  • les viandes.

Enfin, cet additif est fréquemment employé dans les préparations diététiques, ainsi que dans les plats hypocaloriques et allégés. Dans ce contexte, il joue le rôle de coupe-faim.

Applications de l’E401 en nutrition

L’E401 dispose de ses propres spécificités d’usage, que ce soit au niveau de la posologie, des modalités de préparation ou des précautions de manipulation.

Posologie

La dose de poudre à utiliser varie en fonction du type d’aliment à préparer. Ainsi, pour les produits laitiers, la quantité d’additif recommandée est de 0,1 à 0,5 % du volume de la préparation.

Pour les sauces et les desserts, prévoyez un dosage compris entre 0,5 et 1 %.

Il est bon de préciser que la posologie de référence peut varier en fonction du degré de viscosité de l’additif. Il est ainsi conseillé de lire la notice d’utilisation avant tout usage.

Préparation

Pour créer des billes ou des gels d’aliments, deux options sont à envisager.

Technique de trempage

Aussi nommée « contact diffusion », cette méthode consiste à mélanger l’alginate de sodium et la préparation à gélifier. Pour ce faire, aspergez l’additif en pluie fine dans la matière, puis mixez jusqu’à obtenir une texture lisse et homogène.

Ensuite, préparez, dans un contenant, un bain fait avec de l’eau et du sel de calcium. Vous pouvez utiliser du lactate de calcium ou du chlorure de calcium.

Pour former les perles ou les gels, munissez-vous d’une pipette, d’une seringue ou d’une cuillère demi-sphérique. Avec l’ustensile de votre choix, réalisez des gouttes ou trempez la préparation à gélifier dans le bain. Patientez 1 min environ, le temps que les billes se forment, puis récupérez-les et rincez. Le lavage permet de stopper la réaction entre l’additif et le sel de calcium.

Technique de prise dans la masse

Pour cette méthode, il est nécessaire de réaliser deux préparations différentes.  Par exemple, pour la fabrication de sphères de fraises, voici comment procéder :

La première préparation contient 5 L d’eau, 25 g d’E401, 10 g de colorant rouge et 2 g de scintillant argent.

La seconde comprend 2 L de jus de citron vert et 8 kg de purée de fraises, dont le taux de sucre est de 10 %. Elle est également composée de 10 g de gomme xanthane et de 300 g de lactate de calcium.

À l’aide d’une cuillère demi-sphérique, réalisez des boules de la seconde préparation. Ensuite, plongez-les dans la première afin de provoquer une réaction de gélification.

Toxicité et précautions d’usage

Une consommation à haute dose d’E401 peut provoquer des carences en oligoéléments. En effet, cet additif alimentaire peut réduire, voire empêcher l’absorption des micronutriments au niveau de l’intestin. Ce phénomène s’explique par la présence de fibres solubles parmi ses composants. Une autre raison à cela est la réaction de gélification produite par l’alginate de sodium et certains minéraux, notamment le calcium. Au vu de cette caractéristique, cette substance est ainsi contre-indiquée aux nourrissons et aux enfants en bas âge.

Par ailleurs, lors de l’intégration de cet agent de texture aux recettes, il est conseillé de respecter la posologie de référence. En effet, à quantité élevée, il peut altérer la saveur des plats, leur donnant, notamment, un arrière-goût amer.

Enfin, l’usage de l’alginate de sodium dans certaines confiseries est prohibé. Le but de cette interdiction est de limiter les risques d’étouffement.

Autres usages de l’alginate de sodium

Le domaine d’application de l’E401 ne se limite pas à la nutrition. Ce texturant est également utilisé dans les industries suivantes :

  • pharmaceutique et médicale : excipient ou principe actif dans les médicaments contre les troubles digestifs, agent liant lors de la fabrication des comprimés, préparation pour les prises d’empreintes dentaires, agent de protection contre les isotopes radioactifs et substance ayant une propriété hémostatique ;
  • textile : élément utile lors de l’impression à sec ;
  • papeterie : liant pour les papiers ;
  • cosmétique : ingrédient dans les préparations de soin pour le corps, comme les gels, les masques et les crèmes ;
  • alimentation animale : gélifiant dans les nourritures pour les animaux ;
  • bâtiment et travaux publics : agent piégeant les biocatalyseurs, et composant des ciments, des boues de forage, des chaudières et des teintures à base d’eau.

Enfin, dans l’industrie de la pornographie, l’alginate de sodium sert à fabriquer du liquide séminal artificiel.

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