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Royaume du Maroc Université Hassan II Faculté des sciences Aïn Chock, Casablanc

Royaume du Maroc Université Hassan II Faculté des sciences Aïn Chock, Casablanca. Élaboré par : Professeur Abdelaziz EL AMRANI I- Introduction à la chimie Alimentaire. II- Composition chimique des aliments. 1 ) L’eau des aliments. a- Teneur en eau b- Humidité relative c- Activité de l’eau d- Effets de l’activité de l’eau sur la stabilité des aliments 2) Les composés organiques : a- Les lipides b- Les protides c- Les glucides 3) Les composés minéraux 4) Les antinutriments 5) Les facteurs de variation III Propriétés physico-chimiques des aliments. 1- L’acidité et le pH. 2- Les indices : Indice d’acidité. Indice de formol. Indice de saponification. Indice d’iode. IV- Les additifs alimentaires et auxiliaires technologiques. 1-Les colorants 2-Les conservateurs 3-Les arômes 4-Les antioxydants 5-Les émulsifiants 6-Les édulcorants 7-Les épaississants & Les gélifiants 8-Les séquestrants 9-Les stabilisants Introduction générale. La science des aliments est une branche interdisciplinaire impliquant en premier lieu, la chimie, la microbiologie, lřingénierie et la biologie. La chimie des aliments, discipline importante de la science des aliments, traite la composition et les propriétés physico-chimiques des aliments et les changements physico-chimiques quřelles subissent durant leur traitement ou après leur entreposage. La science des aliments est intimement liée à la chimie, à la biochimie, à la botanique, et à la biologie moléculaire. Chimie des aliments La chimie des aliments a pour objectifs principaux : 1/ dřétudier la composition des ingrédients et des matières premières brutes ou transformées par les industries alimentaires et biologiques 2/ de connaître les caractéristiques physiques et physico-chimiques des constituants des matériaux alimentaires. 3/ de comprendre les modifications subies par ces constituants pendant la fabrication ou la conservation, afin notamment de mieux les maîtriser 4/ dřanalyser les mécanismes physico-chimiques essentiels à lřœuvre dans toute la transformation industrielle, avec pour objectif de prévoir des conditions opératoires optimales qui pourront être prises en compte par le génie des procédés et les diverses technologies 5/ dřévaluer la qualité des aliments sous tous ses aspects : innocuité, valeur nutritionnelle, propriétés sensorielles, valeur dřusage 6/ dřétudier les comportements alimentaires des consommateurs et la relation homme/ aliment 7/ de fournir les informations nécessaires à la gestion de la qualité. Ch.1 : Composition chimique des aliments. Objectif : La connaissance des aliments, leur composition et les fonctions qui les caractérisent. Généralités : Définition : * Lřaliment est une denrée comportant des nutriments donc nourrissante susceptible de satisfaire lřappétit et être acceptée comme aliment dans la société * Sur le plan chimique, les aliments sont des molécules complexes qui participent à de nombreuses réactions. cette participation entraîne des variations sur le plan chimique et physique. Qualité d’un aliment : Pour apprécier les qualités dřun aliment, une denrée alimentaire doit remplir les fonctions suivantes : Fonction physiologique : la denrée doit nourrir, ce qui sřexprime par la valeur nutritionnelle dont son apport en : eau, protides, lipides, glucides, vitamines, minéraux… Fonction psychosensorielle organoleptique : la denrée doit exciter la sensation gustative, odeur, elle doit se faire désirer par lře consomateur. Fonction ethnico-culturelle : elle doit être dřune valeur symbolique dřordre social et dřune valeur économique raisonnable et ne contient pas de substance indésirable. La denrée ne doit pas être accompagnée dřadditifs dangereux ( pesticides, …). Nature des aliments : Nature physique : elle se rapporte à des caractéristiques de couleur, goût, texture, odeur, saveur et flaveur. Nature chimique : elle se rapporte à la possibilité de se transformer par des réactions chimiques : au moment de la préparation des aliments (cuisson, grillade,…). Composition des aliments : Tous les aliments sont composés de six principales catégories de nutriments : eau, protides, lipides, glucides, vitamines, sels minéraux (appelés minéronutriments). Les groupes alimentaires : Tous les aliments sont regroupés selon leur teneur en nutriments : Lait et produits laitiers : riches en lipides et protides dřorigine animale, Ca, P, Vitamine A et en faible teneur le Vitamine D. Viandes, poissons et œufs : protides dřorigine animale, Fe (sauf en poisson), P, I, Vitamines A et D. Légumineuse : riche en protides dřorigine végétale ( quantité inférieure à celle des protides animales), Vitamine B, P, Fe, Amidon et fibres alimentaires (cellulose). II- L’eau des aliments : Introduction : -L'eau est le composé le plus important de la plupart des aliments, -l'eau est essentielle à la vie; elle est régulateur de la température du corps humains, et transporteur des nutriments et des déchets et elle est un agent facilitant le comportement dynamique des enzymes . Dans les produits alimentaires, l'eau se présente sur différentes états : l'eau libre . L'eau adsorbée en surface L'eau fortement adsorbée : intimement liée au composants biochimiques dont elle ne peut être séparé que par des techniques très sévères (étuvage, ampoule U.V ou IR : en four micro-onde, qui ne détruit par les vitamines et nřaltère pas les composants par son énergie faible). Les aliments frais contiennent de grandes quantités d'eau, il est donc nécessaire (pour une longue durée) d'utiliser un moyen de conservation efficace pour pouvoir les stocker pour une longue durée. - Dans le cas des aliments transformés, il est souvent necessaire de réduire leur teneur en eau au maximum. La teneur en eau dans les aliments est variable, et le tableau suivant montre son importance dans certains aliments. Tableau 1: La teneur en eau dans les aliments. Aliments Teneur % en eau Aliments Teneur en eau % Lait (solution) Lait poudre Viande rouge (bœuf) Viande blanche (poulet) Poissons Œufs Farine, riz Pâtes alimentaires Légumineuses 87 4 50 à 70 74 65-81 73 10 à 13 12 10 à 12 Pomme de terre Carotte Orange, pomme Banane Miel Confiture Amandes Mais 75 à 80 12 90 à 95 74 à 80 20% 28 4 à 7 10 Remarque : Les aliments à haute teneur en eau ne se conservent pas pour une longue durée. Certains fruits frais contiennent de 86 à 90 % d'eau (citron, orange, pomme, pêche . . .) ou > 90 % (pour le melon ou pastèque . . .). La teneur en eau dans les viandes dépend de la teneur en protides, si la teneur en eau augmente alors la quantité de protides diminue. •Signification de l'eau dans les aliments : Les propriétés physico-chimiques de l'eau sont exceptionnelles comparés à celles des autres solvants : hexane, CH4, NH3, HF, HCl, . ., et sont importantes dans l'IAA (les Industrie Agricoles et Alimentaires). Ces propriétés sont liées à des opérations de technologie des aliments, et sont liées également à des changements d'états (Fusion, ébullition), des chaleurs latentes de changements d'états très élevés. Ces propriétés sont importantes pour la congélation, le séchage,… L'eau est un milieu dispersant (solubilité des constituants hydrophiles), et possède une mobilité plus accrue dans les produits alimentaires comparée à d'autres liquides (huiles par exemple ). Lors du chauffage des aliments pour la cuisson, ou tout autre opération de concentration, des réactions de dégradation des nutriments sont accélérées à haute température et ralenties au fur et à mesure que l'humidité est réduite. Les propriétés qui relèvent de la stabilité chimique des aliments sont liées à l'aptitude de l'eau à réagir comme solvant et interagir avec les autres composants de l'aliment. Humidité : La détermination de l'humidité est importante, c'est l'une des techniques les plus pratiquées, car la teneur en eau influe sur la qualité des aliments. par exemple, des grains de blé contenant assez d'eau sont susceptibles de se détériorer, et des variations même minimales, de la teneur en eau dans les céréales sont responsables de la pourriture de l'aliment. Donc, plus l'humidité est élevée plus le produit est apte à se détériorer (mycotoxines, aflatoxines). •Rôle chimique de l'eau dans les aliments : -Solvant à tous les niveaux d'humidité (sauf lorsqu'elle est très faible) -Milieu de réactions chimiques. -Réactif à tous les niveaux d'humidité : hydrolyse des lipides, des protides, des sucres . . . -Antioxydants à humidité faible : l'eau agit par hydratation des éléments minéraux (catalyseurs) en formant des liaisons avec des hydroperoxydes ou en fournissant des ions OH. -Elle existe dans la structure intra ou intermoléculaire, ceci influence l'intégrité du produit alimentaire. -Ces différentes propriétés fonctionnelles de l'eau sont attribuées à des liaisons H 2) Teneur en eau : La teneur en eau d'un produit alimentaire, s'exprime en masse d'eau (en %), rapportée : - Soit à la masse totale de matière humide de l'échantillon : la teneur en eau = (mo-m1 / mo) x 100 avec : m0: masse en (g) de l'échantillon (prise d'essai) humide c-à-d masse totale. m1 : masse en (g) de l'échantillon après séchage (matière sèche) Teneur en eau = (mo-m1/m0) x 100. Remarque : Lorsqu'un résultat de teneur en eau est donné, il est obligatoire de préciser, si celui-ci est exprimé en matière humide ou en matière sèche . 3) Humidité relative : H.R (%) L'humidité relative de l'eau est définie comme étant le rapport : avec : P : pression de vapeur d'eau dans l'air à T°, l'air entourant l'aliment à la T°. Po : pression de vapeur saturante d'eau, dans l'air saturé d'eau à même température T°. 4) Activité uploads/Industriel/ module-m-52.pdf