Le polysorbate 80 est un émulsifiant, plus précisément l’additif alimentaire connu sous le code E433. Cet excipient peut être d’origine végétale ou animale. Il est couramment utilisé dans les industries agroalimentaire et pharmaceutique. Sa particularité réside dans sa capacité à mélanger des substances qui sont reconnues pour être normalement non miscibles et à prévenir la formation de dépôts. 

La description du polysorbate 80

Le polysorbate 80 se présente sous l’apparence d’un liquide huileux, donc visqueux, dont la couleur varie du jaune citron à l’ambré. Il dégage une odeur caractéristique qui est légèrement grasse. Le Tween 80 est soluble dans l’eau et dans la plupart des solvants organiques. Il est un tensioactif non ionique.

Le monooléate de polyoxyéthylène sorbitane est produit à partir du sorbitol dans un processus qui se déroule en trois étapes. La première est le retrait de l’eau du sorbitol pour obtenir du sorbitane. La deuxième est l’estérification de celui-ci avec de l’acide linoléique, palmitique ou oléique. La dernière étape consiste à ajouter de l’oxyde d’éthylène en utilisant un catalyseur. L’acide gras naturel choisi peut être d’origine végétale ou animale.

Le polysorbate fait partie de la gamme d’options qui comprend le polysorbate 20, le polysorbate 60 et le polysorbate 80. Le premier est obtenu à partir de l’acide laurique, le second de l’acide stéarique et enfin le troisième de l’acide oléique.

L‘autre distinction entre ces produits concerne leurs HLB ou équilibres hydrophiles-lipophiles respectifs. Ils varient de 14,9 à 16,7. Celui du monooléate de polyoxyéthylène sorbitane est de 15. Cette valeur HLB joue un rôle crucial dans les évaluations de l’émulsion huile-dans-eau. Lorsqu’elle est associée avec des esters de sorbitane compatibles, elle permet une large gamme de formulations possibles.

La structure du polysorbate 80

Le polysorbate 80 a comme formule brute C₆₄H₁₂₄O₂₆ et une masse molaire de 1 310 g/mol. 

Il est constitué de polyoxyéthylène et de sorbitane. Il est dérivé du sorbitane polyéthoxylé et de l’acide oléique. Sa fabrication vient de la réaction de l’oléate de sorbitane avec de l’oxyde d’éthylène. Ses groupes hydrophiles sont des polyéthers appelés groupes polyoxyéthylène, en réalité des polymères d’oxyde d’éthylène. Sa désignation numérique 80 fait référence à son groupe lipophile, qui est l’acide oléique. Il indique le nombre de moles d’oxyde d’éthylène qui ont subi une réaction par mole de sorbitol.

Sa structure chimique comprend des groupes hydrophobes (le sorbitane) et des groupes hydrophiles (l’oxyde d’éthylène). Les premiers provoquent une interaction avec une interface air-eau ou solide-eau comme dans les seringues, les flacons ou autres récipients en verre. Ils entraînent également la formation de micelles dans une solution aqueuse qui est exempte de protéines. En raison de cette dualité, l’E433 possède des propriétés stabilisantes et émulsifiantes qui lui permettent d’être utilisé dans de nombreux produits.

Les propriétés du polysorbate 80

Le polysorbate 80 est un émulsifiant synthétique couramment utilisé dans de nombreux domaines en raison de :

Ses propriétés émulsifiantes

Le monooléate de polyoxyéthylène sorbitane a des propriétés émulsifiantes. Cela signifie qu’il peut aider à mélanger des substances naturellement non miscibles comme l’huile et l’eau. Sa fonction principale est de disperser l’huile dans l’eau, plutôt que l’eau dans l’huile.

Son effet stabilisant

L’E433 est efficace dans le maintien de la stabilité des produits. Son effet stabilisant empêche les ingrédients de se séparer, les aidant ainsi à prolonger leur durée de vie.

Son action d’agent dispersant

Le polysorbate 80 a la capacité de faciliter la dispersion de substances huileuses dans des solutions aqueuses. Cette particularité le rend utile dans la fabrication de produits cosmétiques et de médicaments.

La place du polysorbate 80 en nutrition

Le polysorbate 80 est un émulsifiant synthétique utilisé dans la fabrication de certains produits alimentaires. De ce fait, il n’est pas présent dans les aliments sous forme directe, comme un aliment à proprement parler. Il est plutôt utilisé comme un additif destiné à optimiser leur texture et leur stabilité. Sous cette forme et sous le numéro de code E433, il est présent dans un large éventail de produits alimentaires tels que :

• Le shortening alimentaire incluant le saindoux, la margarine et les huiles végétales hydrogénées ;
• les assaisonnements ;
• les sauces pour les salades ;
• les cornichons ;
• les vitamines ;
• les potages et les bouillons ;
• les sauces ;
• les produits laitiers aromatisés ;
• le lait de coco ;
• les crèmes glacées ;
• les chewing-gums ;
• la gélatine ;
• les préparations de biscuits et de gâteaux ;
• un grand nombre de produits transformés ;
• certains compléments alimentaires.

Le monooléate de polyoxyéthylène sorbitane est aussi largement utilisé dans les produits de restauration rapide.

L’ajout direct de l’E433 aux aliments en tant qu’adjuvant aromatisant ou qu’additif polyvalent est autorisé par la Food and Drug Administration (FDA) aux États-Unis. 

En Europe, son addition aux aliments doit répondre à des conditions spécifiques et se conformer à la quantité minimale requise. Le PS 80 n’est pas autorisé dans l’alimentation biologique. 

Les applications du polysorbate 80

Le polysorbate 80 contient un large éventail d’espèces chimiques qui lui permettent d’avoir diverses applications telles que :

Des applications alimentaires

Dans l’alimentation, l’E433 est utilisé, par exemple, comme antimousse dans la fermentation de certains vins. Il sert à lier les glaces et leur donne une texture crémeuse sans séparation des ingrédients. Le monooléate de polyoxyéthylène sorbitane empêche la formation de cristaux de glace et rend la crème résistante à la fonte. Il aide au mélange des liquides à base d’eau avec les ingrédients à base d’huile, gardant ainsi les sauces lisses. Cet additif alimentaire est aussi utilisé pour intensifier la couleur de l’aliment dans lequel il est incorporé.

Des applications cosmétiques

Le PS 80 agit comme tensioactif, modificateur de viscosité et solubilisant dans les savons et autres produits cosmétiques, y compris les collyres. Il est utilisé dans les nettoyants, les gels douche, les gommages, les shampooings, les crèmes ou encore les lotions hydratantes. En raison de ses propriétés, le monooléate de polyoxyéthylène sorbitane dissout les ingrédients pour leur permettre de se mélanger plus facilement. Il les rend également plus crémeux et plus attrayants.

Des applications pharmaceutiques

Le polysorbate 80 fait partie des ingrédients nécessaires à certains vaccins, médicaments, gouttes pour les yeux et vitamines. Il aide à améliorer la consistance des gélules et à mieux disperser les comprimés dans l’estomac. Le PS 80 stabilise les formulations aqueuses de médicaments destinés à l’administration parentérale. Il est présent dans de nombreux vaccins aux États-Unis, dont le Janssen COVID-19. Le monooléate de polyoxyéthylène sorbitane est utilisé comme excipient dans des vaccins antigrippaux en Europe et au Canada. Il est aussi présent dans la culture de Mycobacterium tuberculosis dans le bouillon Middlebrook 7H9.  

Des applications chimiques

En laboratoire, des tests sont effectués pour identifier le phénotype d’un isolat ou d’une souche. Le PS 80 associé avec du rouge de phénol est utilisé dans cette optique. Une fois ce mélange ajouté à certaines mycobactéries qui contiennent un type de lipase, la couleur de la solution change.