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II.2. Les réactions d’altérations des aliments :  Brunissement enzymatique ; 

II.2. Les réactions d’altérations des aliments :  Brunissement enzymatique ;  Brunissement non enzymatique ;  Oxydation des lipidiques. II.2.1 Brunissement enzymatique 1. Définition : Le brunissement enzymatique correspond à la conversion des composés phénoliques en polymères colorés, le plus souvent bruns ou noirs qui sont désignés mélanines. Ce brunissement entraîne aussi la dégradation de la vitamine C. 2. Mécanisme du brunissement enzymatique Les cellules végétales renferment de nombreux substrats phénoliques comme la tyrosine, l'acide chlorogénioque, le pyrocatéchol, etc. Sous l’action d’enzymes (polyphénoloxydase, peroxydases) et en présence d’oxygène, ces composés phénoliques s’oxydent facilement en quinones. Les quinones formées s’oxydent à leur tour, sans faire appel à des enzymes particulières, et se polymérisent en donnant des composés bruns qui sont responsables du brunissement superficiel ou profond apparaissant en diverses circonstances (épluchage, découpage, broyage, etc.). 3. Contrôle ou prévention du brunissement enzymatique Le contrôle ou prévention du brunissement enzymatique peut être réalisé de trois façons. La première repose sur l'inhibition des enzymes polyphénoloxydases, la deuxième repose sur le piégeage des quinones et la troisième repose sur la limitation de la disponibilité de l'oxygène. Inhibition des polyphénoloxydases : Les techniques les plus souvent utilisées pour prévenir les brunissements enzymatiques sont l'acidification et le blanchiment. Une diminution du pH à une valeur proche de 3 ou une courte exposition à des températures de 70 à 90 °C (blanchiment) suffit en général pour obtenir une inactivation partielle ou totale des enzymes. Il est également possible d’utiliser des additifs afin de limiter l’activité des polyphénoloxydases. Ces additifs sont principalement (NaCl, CaCl2 les sulfites acides organiques (acide benzoïque)),: Réduction et piégeage des quinones : utilisés les composés qui réagissent avec les quinones comme par exemple : l’acide ascorbique, la cystéine, les thiols et les bisulfites. Réduction de la pression d’oxygène : C'est pourquoi l'enrobage ou l'immersion des aliments sont parfois utiles pour ralentir le brunissement enzymatique. Polyphénol Quinone Polyphénol oxydé Polymères colorés II.2.2. Brunissement non enzymatique 1-Réaction de Maillard 1-1-Définition : La découverte de la réaction de Maillard remonte à 1912 par Louis-Camille Maillard. La réaction de Maillard est l'ensemble des interactions résultant de la réaction initiale entre un sucre réducteur et un groupement aminé (acides aminé, peptide, protéine). Elle a lieu lors du stockage des aliments ou plus fréquemment lors de leur exposition à des traitements thermiques. Cette réaction a une importance énorme dans la chimie des aliments. Elle est la responsable principale de la production des odeurs, des arômes et des pigments caractéristiques des aliments cuits. L'apparition d'une couleur brune distincte et d'arômes associés à des aliments rôtis, grillés ou cuits au four est une caractéristique de cette réaction. Elle a pour conséquence le fait que les aliments présentant des goûts ou des arômes peu appétissants lorsqu’ils sont crus peuvent être transformés en produits désirables après avoir subi des traitements thermiques. La réaction de Maillard peut aussi donner naissance à des composés cancérigènes et également réduire la valeur nutritionnelle des aliments en dégradant des acides aminés essentiels et la vitamine C. 1-2-Chimie de la réaction de Maillard On peut subdiviser la réaction de Maillard en trois étapes principales. La première conduit à la formation réversible de glycosylamines qui se réarrangent selon les réarrangements d’Amadori ou de Heyns. La seconde étape correspond à la dégradation des produits des réarrangements d'Amadori et de Heyns. Elle conduit, notamment, à la formation de composés hétérocycliques responsables des odeurs. La troisième étape correspond à la polymérisation d'intermédiaires réactionnels produits lors de la deuxième étape, et aboutit à la formation des mélanoïdines. La température, le temps de la réaction, la teneur en eau ainsi que la concentration et la nature des précurseurs influencent la réaction de Maillard. Formation de la base de SCiff Applications de la réaction de Maillard La réaction de Maillard a été utilisée depuis de nombreuses années pour produire des aliments qui paraissent attractifs pour le consommateur ; et ce aussi bien au niveau de l’apparence qu'au niveau de flaveurs. L’industrie agroalimentaire applique la réaction de Maillard à de nombreux processus de transformation des aliments de manière à fournir aux consommateurs les flaveurs et les couleurs qu’il désire. Pour ce faire, il est indispensable de pouvoir contrôler cette réaction. Selon les conditions employées, la réaction de Maillard peut conduire à la formation de couleurs ou à une décoloration ; elle peut favoriser la formation de flaveurs agréables ou bien rances, la production de composés antioxydants ou de composés toxiques ou encore elle peut réduire la valeur nutritionnelle des aliments et éventuellement conduire à la formation de substances cancérigènes. Facteurs influents la réaction de Maillard Les effets de la réaction de Maillard sont généralement recherchés dans les opérations de cuisson des aliments. Dans d'autres cas, tel que le séchage du lait, cette réaction est indésirable du fait qu'elle est responsable de la modification de la couleur, du goût et de la valeur nutritionnelle du lait en poudre. La connaissance des facteurs influents la réaction de Maillard est essentielle pour l'accélérer ou la ralentir selon l'objectif recherché. La température et le temps de la réaction, le pH et l’humidité du milieu, la présence de métaux, d’oxygène et d’inhibiteurs ainsi que la nature et la concentration des différents réactifs influencent la vitesse de la réaction de Maillard. La température est certainement le facteur le plus influent. En effet, la vitesse de la réaction est en moyenne doublée lorsque la température augmente de 10 °C (Z = 33 °C). Pourtant il faut noter que la réaction a lieu même à 4 °C et qu’il faut prendre en compte le couple tempsdurée. Le stockage des aliments à des températures inférieurs à 0 °C permet de ralentir la réaction de Maillard. La réaction est également influencée par le pH du milieu et sa teneur en eau. Elle est optimale dans des pH de 6 à 10 et dans des milieux ayant une humidité relative de 30 à 70 %. Au delà de ces valeurs, la réaction est ralentie. L'utilisation des inhibiteurs s'avère aussi importante pour ralentir la réaction de Maillard. Les sulfites, par exemple, réagissant sur les composés carbonylés issus des différentes étapes de la réaction de Maillard, forment des sulfonates particulièrement stables et retardent le brunissement non enzymatique. Propriétés des produits de la réaction de Maillard Les produits de la réaction de Maillard confèrent aux aliments des propriétés, le plus souvent intéressantes, telles que la couleur, l’arôme, la valeur nutritionnelle, et une certaine stabilité au cours de la conservation grâce à leur pouvoir antioxydant. Effet défavorable de la réaction de Maillard Dégradation de l'acide ascorbique : Nous avons envisagé jusqu’à présent les conséquences positives de la réaction de Maillard sur les propriétés organoleptiques des aliments. Cependant, cette réaction s’accompagne parfois d’effets néfastes pour les produits alimentaires, tels que : un brunissement non souhaité, l’apparition d’odeurs et de saveurs indésirables, des effets antinutritionnels encore mal connus (inhibition de l’absorption intestinale de certains acides aminés vitaux). la dégradation de composés indispensables à l’organisme humain, parmi lesquels figure l’acide ascorbique ou vitamine C. 1-2-Réaction de caramélisation 1.2.1. Définition : La caramélisation, tout comme la réaction de Maillard, est une réaction de brunissement non enzymatique. Elle se produit lors du chauffage d'un sucre au-delà de son point de fusion (environ 200°C pour le saccharose) en absence de composés azotés. La réaction peut être catalysée par l'ajout d'un acide comme l'acide citrique ou l'acide acétique. Les produits formés au cours de la réaction confèrent au caramel la couleur, l'arôme et le goût caractéristique du produit. 1-2-2- Chimie de la réaction de caramélisation La réaction de caramélisation peut être subdivisée en deux étapes principales. La première étape correspondant aux réactions de dégradation de sucres entraîne la formation d’aldéhydes et de composés dicarbonylés ; il y a alors apparition de composés non colorés ou jaunes qui absorbent fortement dans les U.V. La seconde est une étape de condensation et de polymérisation qui suit la première étape et aboutit à la formation de produits bruns foncés de masse moléculaire élevée : Application de la réaction de caramélisation La réaction de caramélisation est utilisée principalement pour la préparation du caramel. La préparation du caramel utilise des matières premières simples (sucres alimentaires, eau et parfois une goutte d’acide citrique (citron) ou d’acide acétique (vinaigre). Il peut être préparé par la ménagère pour agrémenter desserts et pâtisseries, mais également fabriqué à l’échelle industrielle suivant des procédés thermiques récents tels que la cuisson par induction ou encore le chauffage par micro-ondes. Il y a deux sortes de caramel : le caramel aromatique et le caramel colorant, classés respectivement comme ingrédient ou additif alimentaire. uploads/Finance/ cours-2 1 .pdf