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Exposé sur Fait par : BAHRI Sihem et HAMDI Mohamed Salim Professeur : Mme OULD

Exposé sur Fait par : BAHRI Sihem et HAMDI Mohamed Salim Professeur : Mme OULD AHMED 4ème aquaculture - 2009/2010 - SOMMAIRE INTRODUCTION 1 1. Historique 3 2. Origine et composition chimique et carraghénanes 3 3. Les types de carraghénanes 4 4. Les carraghénophytes 5  Les teneurs en carraghénanes 8 5. Propriétés des différents carraghénanes 8  Effet des électrolytes 9 6. Les utilisations des carraghénanes 10 7. L'extraction des carraghénanes 11  L'extraction fine 11  Le cas des carraghénanes semi-raffinés 14 8. Données toxicologiques 14 CONCLUSION 16 ANNEXES 17 BIBLIOGRAPHIE 19 Liste des tableaux : Tableau Pa ge Tab1 : Teneurs en carraghénanes des principaux carraghénophytes traités par l'industrie 8 Tab2 : Utilisations actuelles des carraghénanes k, ι et λ 10 Tab3 : Composition des différents carraghénanes 17 Tab4 : Tableau des principales applications des carraghénanes 18 Liste des figures : Figure Pa ge Fig1 : Mise en évidence de la place des phycocolloïdes parmi les colloïdes utilisés pour épaissir ou gélifier les solutions aqueuses 2 Fig2 : Chondrus crispus 3 Fig3 : Constitution moléculaire des carraghénanes. Les carraghénanes se présentent sous forme de sels de calcium, de sodium ou de potassium 4 Fig4 : Les différents types de carraghénanes. L'industrie extrait en fait trois types de carraghénanes : le lambda, le kappa et le iota carraghénane 5 Fig5 : Origine des principaux carraghénophytes utilisés pour l'extraction des carraghénanes 6 Fig6 : Champ de culture sur fil d'Eucheuma denticulatum . La culture s'effectue par bouturage ; un fragment de 100 à 150 g devient en 6 semaines un plant de 1,2 à 2 kg 7 Fig7 : Autre culture d'Eucheuma, planté à même le sol 7 Fig8 : Cueillette de Chondrus crispus et de Mastocarpus stellatus en France. Cette activité est en voie de disparition 7 Fig9 : Formation d'un gel réversible à partir du kappa carraghénane 9 Fig10 : Répartition en pourcentage des principales utilisations des carraghénanes 11 Fig11 : Méthode « fine » d'extraction des carraghénanes utilisée dans l'industrie 13 Fig12 : Poudre de caraghénane 14 INTRODUCTION : Les végétaux marins sont omniprésents dans notre quotidien. En effet les utilisations des algues sont diverses et variées. Outre les usages alimentaires, elles prennent une place croissante dans l’agriculture (alimentation du bétail, engrais organique), dans l’industrie pharmaceutique (enrobage des médicaments, propriétés amincissantes…) ainsi que dans des domaines tels que la cosmétologie (savon, crème, dentifrice), les produits de nettoyage, les industries textiles… A l’époque actuelle, avec l’essor considérable de l’industrie agroalimentaire, il est impossible de dissocier les termes algue et aliment. Par exemple un européen consomme en moyenne sans le savoir au moins cinq fois par jour des agents de texture provenant des algues. Certains extraits d’algues possèdent des propriétés gélifiantes, épaississantes ou texturantes que l’on retrouve chez des végétaux terrestres (amidon, pectine) et dans la moelle des animaux (gélatine). Suite à la crise de la vache folle en 1996 les industries agroalimentaires se sont orientées davantage vers des alternatifs aux mêmes propriétés que la gélatine tels que les phycocolloïdes. *Qu’est-ce qu’un gélifiant ? Qu’est-ce qu’un épaississant ? [1] La gélification est due à des liaisons inter-macromoléculaires plus ou moins fortes. Plus les zones de jonctions et les forces inter- macromoléculaires s’y exerçant seront importantes et plus on aura un gel ferme et rigide. Gélifier revient donc à figer le milieu. L’épaississement entraîne une modification de l’aspect du milieu telle la viscosité. Ces modifications dépendent du poids moléculaire et de la forme des macromolécules. Dans le cas d’un épaississant pur, aucune liaison inter-macromoléculaire n’est possible. * Qu’est-ce qu’un phycocolloïde ? [1] Un phycocolloïde désigne « un colloïde issu des algues », un colloïde étant « une substance composée de microparticules dispersées dans un liquide ». Les phycocolloïdes les plus couramment utilisés sont les alginates, les carraghénanes et les agars. Il s’agit de polysaccharides utilisés en tant qu’agent de texture. Cependant ils ne possèdent pas les mêmes propriétés. Ainsi, les agars et les carraghénanes Lambda sont des épaississants, et les carraghénanes Iota et Kappa sont gélifiants. Les alginates sont quant à eux à la fois des épaississants et des gélifiants. Ces propriétés sont exploitées en alimentation humaine ou animale, en pharmacie, en agriculture ou encore en médecine. Les phycocolloïdes représentent plus de 39 % des colloïdes produits dans le monde (fig. 1). La demande les concernant devrait progresser aux dépens de ceux rendus suspects (gélatine) par l'encéphalopathie spongieuse bovine (plus connue sous le nom de « maladie de la vache folle ») [5]. Figure 1: Mise en évidence de la place des phycocolloïdes parmi les colloïdes utilisés pour épaissir ou gélifier les solutions aqueuses [5] 19 1. HISTORIQUE : [4] Dans un comté du sud de l’Irlande, appelé Carragheen, les habitants avaient pour habitude d’utiliser une mousse d’Irlande, algue qu’ils trouvaient sur les rochers des côtes, pour faire des pommades et des flancs. Vers 1700, au cours de la colonisation de l’Amérique du Nord, les Irlandais constatèrent que leur mousse d’Irlande poussait également sur les côtes du Massachusetts. Ils se sont par la suite rendu compte que cette algue appartenait à la famille des Rhodophycées (ou algues rouges), et était appelée Chondrus crispus. On rencontre cette algue rouge sur toutes les côtes de l'Atlantique Nord surtout dans les provinces maritimes du Canada, le Maine, la Bretagne et la péninsule Ibérique. En Bretagne, le Chondrus crispus était appelé " pioka ", sa cueillette se pratique encore les jours de grandes marées. L'intérêt économique et l'abondance de l'algue a éveillé l'intérêt des industriels. Ainsi en 1871, le polysaccharide pur, à l'origine des vertus de la " mousse d'Irlande ", est extrait aux Etats-Unis. Il est logiquement appelé carraghénane en référence à son comté d'origine. Après la Seconde Guerre Mondiale, l'expansion de l'industrie alimentaire a engendré une utilisation accrue des carraghénanes en tant que stabilisateurs, épaississants et gélifiants. L'importance de la demande a amené la création de fermes aquacoles destinées à la culture du Chondrus crispus (fig.2). Celles-ci apportent de nombreux avantages : absence de fluctuations climatiques, facilité de récolte, matières premières plus pures, et la possibilité de sélectionner les algues les plus productives en carraghénanes. Figure 2: Chondrus crispus 2. ORIGINE ET COMPOSITION CHIMIQUE ET CARRAGHENANES : [5] 19 Ce sont des polymères extraits de la paroi des Rhodobiontes, qui se différencient fondamentalement des alginates puisqu'ils ne possèdent pas de radicaux COOH et qu'ils dérivent du galactose (fig.3), alors que les alginates sont des chaînes où se mêlent acide mannuronique et acide guluronique. Figure 3: Constitution moléculaire des carraghénanes. Les carraghénanes se présentent sous forme de sels de calcium, de sodium ou de potassium. 3- LES TYPES DE CARRAGHENANES : [5] En ajoutant à un extrait de Chondrus crispus du chlorure de potassium (KCl), Smith et Cook ont démontré qu'il existe au moins deux types de carraghénanes : - une fraction soluble en présence de KCl, ne donnant jamais de gel, qu'ils ont nommé lambda carraghénane ; - une fraction insoluble à froid en présence de KCl, soluble à chaud, et donnant en refroidissant un gel doux agréable au palais : le kappa carraghénane. 19 Les travaux dans ce domaine ont permis d'identifier un troisième type de carraghénane, le iota carraghénane, agissant comme le kappa carraghénane, mais donnant des gels plus élastiques. Tous les carraghénanes ont pour monomère le galactose. Figure 4: Les différents types de carraghénanes. L'industrie extrait en fait trois types de carraghénanes : le lambda, le kappa et le iota carraghénane [5]. En revanche, au premier abord, ils ressemblent aux agars puisqu’ils sont des polymères du galactose, mais ils possèdent une teneur très élevée en radicaux « » (20 à 25%), contrairement aux agars qui n’en contiennent que 5%. C’est de cette différence de pourcentage que découlent les différences de comportement et d’utilisation. La terminaison « ane » qui leur est attribuée signifie que ce ne sont pas des sels cristallisables (la terminaison « ate » étant réservée aux sels cristallisables). 19 4- LES CARRAGHENOPHYTES : [5] Les premiers travaux sérieux faits sur ces polymères datent de 1928 puisqu'un brevet datant de cette période expose le mode d'extraction. Mais, en fait, la véritable industrie des carraghénanes prend son essor vers 1960, lors du recul du Japon sur le marché des agars. Les deux premières espèces utilisées furent le rhodobionte Chondrus crispus (fig.5), aux teintes virant du rouge clair au rouge flamboyant, avec parfois des reflets irisés, et un autre rhodobionte plus sombre Mastocarpus stellatus à la forme d'ailleurs proche de Chondrus crispus et vivant dans le même écosystème ; les récoltants cueillent indistinctement les deux espèces sous le nom de liquen carragheen. Figure 5:Origine des principaux carraghénophytes utilisés pour l'extraction des carraghénanes. [5] La culture d’Eucheuma et de Kappaphycus dans le Sud-est asiatique a totalement bousculé un marché qui était principalement fondé jusqu'en 1972 sur Chondrus crispus, Mastocarpus stellatus et Furcellaria fastigiata. -La majeure partie de la production mondiale en carraghénophytes provient de cultures (fig.6 et 7). Pour le reste de la production, la récolte se fait par ramassage des algues dans des sites naturels (fig.8) : 19 uploads/Industriel/ carraghenanes 1 .pdf