Chapitre 3 : Les additifs améliorant des propriétés sensorielles

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1 Chapitre 3 : Les additifs améliorant des propriétés sensorielles 3.1 INTRDUCTIN La fonction primaire d'un additif améliorant sera de contribuer à l'appétence de l'aliment, c'est-à-dire à un ensemble de qualités qui susciteront chez le consommateur l'envie de manger le produit. Ces qualités constituent un ensemble qui va mettre à contribution l'ensemble des organes sensoriels. Le goût peut sembler être le plus important. C'est vrai, mais pas nécessairement en premier ressort. Les premières perceptions qu'aura le consommateur à l'endroit du produit feront appel à d'autres sens, parmi lesquels la vue, au tout premier chef. Soigner l'aspect visuel du produit sera soigner sa forme, mais aussi sa couleur, et même ses proportions. Viendra ensuite le toucher, qui renseignera sur la texture du produit, dont on cherchera à déterminer si elle est conforme ou non à l'image habituellement perçue du produit. L'odorat peut alors avoir déjà été sollicité, mais son rôle intervient en général plus tardivement dans la phase de dégustation. Cette dégustation va enfin faire participer le goût, mais aussi l'odorat. N'oublions pas non plus l'appréciation de la texture qui sera alors réalisée "en bouche", et même, dans certain cas, "à l'oreille" (croustillance des produits de cuisson...). Les critères d'appréciation sensorielles sont variables d'un individu à l'autre, même si le poids de la mémoire collective n'est pas sans intervenir à ce niveau. Chaque consommateur a ainsi en mémoire une image "historique" autant que favorable d'un produit donné. La mémoire joue du reste un rôle dans l'établissement des références propres d'un consommateur, qui considérera un produit nouveau par comparaison avec ses points de repère établis. Ces préoccupations de séduction du consommateur vont amener à l'utilisation d'un certain nombre d'additifs, dont l'objet va être de garantir non seulement "l'aspect" agréable, le mot aspect étant pris ici dans sa plus large acception sensorielle ; mais aussi la constance de ces caractéristiques sensorielles au gré de la fabrication. Notons, qu'en ce sens, ces additifs se démarquent des additifs de conservation, dont la vocation, strictement utilitaire, était de garantir la qualité du produit dans le temps (de conservation, bien entendu...). Quels vont être les additifs utilisés? Tout d'abord ceux qui vont avoir pour fonction de flatter le goût et l'odorat. Dans cette catégorie vont se ranger les aromatisants et modificateurs de flaveur, les édulcorants à haut pouvoir sucrant (qui ne sont pas, aux yeux de la loi française, des additifs). Ensuite ceux qui vont avoir pour mission de flatter l'oeil, représentés pour l'essentiel par les colorants. Enfin, viendront les additifs agissant sur la texture, représentés par les vastes catégories des agents gélifiants et épaississants, des émulsifiants, des anti-mottants et anti-agglomérants. 3.2 ARMATISANTS ET MDIFICATEURS DE FLAVEUR L'homme, à l'image de la plupart des espèces animales, est pourvu de chimiorécepteurs, c'est-à-dire de cellules capables de réagir à des molécules et de transmettre cette information aux centres nerveux. n trouve, chez l'homme, ces cellules sur deux sites : - Au sommet de la fosse nasale, le site olfactif qui ne perçoit que les molécules volatiles. - Sur la muqueuse buccale (surtout la langue), la perception gustative, essentiellement sensible aux molécules dissoutes. Un aliment contient un nombre très élevé de molécules. Certaines présentent les trois caractères suivants : volatilité suffisante dans les conditions de consommation de l'aliment ; aptitude à traverser le mucus nasal et la barrière lipidique des cils olfactifs ; capacité à sensibiliser les cellules réceptrices. Ces molécules constituent l'arôme de l'aliment. L'aromatisant peut se définir comme suit : Substance ou préparation ajoutée à un aliment ou une boisson pour lui conférer un nouvel arôme ou modifier celui qui existait.

2 Le secteur de la fabrication des aromatisants a longtemps été très mineur, à la périphérie de l'agro-alimentaire. Il a effectué, voici une dizaine d'années, une profonde mutation qui l'amène aujourd'hui à jouer un rôle capital dans un grand nombre de produits alimentaires RLE ET BESIN DES ARMATISANTS De fait, le besoin d'aromatisation peut ne pas apparaître vital en bonne rigueur alimentaire. Dans l'esprit de certains consommateurs, l'aromatisation est même synonyme de fraude, avec du reste des raisons défendables. Toutefois, l'usage très traditionnel des épices, par exemple, tend à prouver que cette utilisation de supports de molécules aromatiques s'inscrit en fait dans l'acte de naissance de la cuisine. Certes, les objectifs de l'aromatisation industrielle peuvent paraître éloignés de ceux du cordon bleu... Ils les rejoignent parfois, et surtout quand l'aromatisation n'est pas seulement un "cache-misère" Rôle des aromatisants Le rôle des aromatisants s'exerce, pour l'essentiel, sur deux registres : l'aspect physiologique et l'aspect psychologique. L'aspect physiologique est indéniable : les substances agissant directement sur les chimiorécepteurs sont celles qui vont, par réaction réflexe, prédisposer à la prise d'aliments par l'individu, en provoquant la sécrétion de salive et de suc gastrique. n a même démontré que l'arôme avait une place très active dans la régulation pondérale de l'individu. Le rôle nutritionnel de l'aromatisant est donc évident. L'aspect psychologique concerne, au premier chef, l'identification de l'aliment. C'est un sens très ancien, que nous partageons avec les animaux, et qui nous permet de faire la distinction entre le "bon" et le "non-comestible". Ce rôle s'étend même jusqu'au contrôle de sa qualité, puisque c'est pour l'essentiel par son goût et son odeur que l'on va apprécier la détérioration de l'aliment. La seconde fonction est la satisfaction que donne la consommation de l'aliment. C'est par cette voie que le rôle de l'aromatisant va s'orienter vers les aspects commerciaux Besoin d'aromatisants Le besoin d'aromatisants est, au tout premier chef, dicté par la fragilité des arômes. Ceux-ci sont en effet assez souvent des molécules volatiles, et très réactives. La présence inéluctable d'eau, et d'oxygène atmosphérique vont favoriser oxydations et hydrolyses. Les procédés thermiques vont favoriser le passage des arômes dans la phase vapeur. Au total, et dans le produit fini, on aura souvent perdu une part très importante du potentiel aromatique de la matière première. Ajoutons que, même si une seule classe de composés a disparu de l'aliment, c'est tout l'arôme du produit qui se trouvera déséquilibré, puisqu'il résulte d'une superposition de molécules aromatiques. Ajoutons que la préparation industrielle est, elle-même, génératrice de dégâts plus considérables que la préparation individuelle. Les méthodes de traitement de l'aliment, dans un souci d'efficacité, privilégient la rapidité et les critères plutôt favorables à la conservation de l'aliment. Ceci oblige, notamment, à un recours à des méthodes thermiques violentes, souvent indispensables, mais peu favorables à la préservation de la qualité aromatique. L'aliment lui-même va être générateur de changements de caractère aromatique. Il est évident que, dans la perception d'une molécule gazeuse, la surface d'échange entre l'aliment et le récepteur va jouer un rôle de premier plan dans l'efficacité de la stimulation. Toute modification de la surface d'échange va donc perturber la perception de la molécule aromatique. Cette surface d'échange est fonction de la viscosité : plus un produit est fluide, et donc plus il s'étale en couches minces ; plus la perception de l'arôme sera aisée. Elle dépend également de l'état physique dans le cas du solide, selon qu'il soit poreux ou plein, et pour finir, de la facilité de renouvellement des surfaces, c'est-à-dire de son aptitude à la mastication. Pour finir, la nature même du support de l'arôme sera important. Les lipides, à cet égard, sont réputés avoir un fort pouvoir de fixation des substances aromatiques ; mais c'est aussi le cas de nombres de protéines. L'industrialisation de l'alimentation, l'apparition de nouveaux ingrédients et de nouvelles formulations conduit donc inexorablement l'industrie alimentaire à l'utilisation augmentée d'additifs aromatisants. La préoccupation commerciale n'est sans doute pas la seule à prendre en compte : l'impact 46

3 psychologique de la satisfaction des sens du consommateur a certainement une conséquence sociale tout aussi lourde NATURE DES ARMATISANTS n peut aisément faire la distinction entre trois grandes catégories d'aromatisants : - Les épices ou aromates, qui sont les plus anciens. - Les condiments et les préparations élaborées : ils découlent des précédents, avec un but purement aromatique, et donc un effet renforcé. - Les compositions aromatiques produites par l'industrie aromatique. Ce sont ces compositions qui constituent, à proprement parler, des additifs aromatisants Les différentes classes de compositions disponibles Les additifs peuvent se classer selon les critères suivants : - Caractéristiques physiques : Les arômes peuvent bien entendu revêtir une forme liquide, ou en poudre. Si, du reste, certains arômes liquides sont simplement des produits d'extraction, les poudres sont nécessairement des produits de transformation. Une autre caractéristique physique importante de ces arômes est leur solubilité, qui autorise une distinction entre arômes hydrosolubles (extraits alcooliques et hydro-alcooliques, arômes dispersés), et les arômes liposolubles (huiles essentielles, oléorésines, poudres). - Concentration : n serait tenté de dire que toutes les concentrations sont possibles dans la gamme aromatique. Dans le cas le plus général, les concentrations vont de 1 pour 30 à 1 pour la référence de puissance donnée est arbitrairement le dosage à mettre pour aromatiser, de manière convenable, une formule simple de sucre cuit. L'échelle totale va de 0,5 à 10 5 au plus pour 1. - Notes aromatiques : Elles sont rassemblées en différentes classes : - Les arômes sucrés qui comprennent les arômes de fruits : fruits rouges, fruits à noyau, fruits à pépins, agrumes, fruits exotiques, fruits secs ; et les produits divers (vanille, caramel, café, cacao, noix de coco, miel, etc...) - Les arômes salés qui se partagent entre produits végétaux : bulbes, fruits (tomates), épices, herbes ; et produits animaux : carnés et laitiers. - Les arômes divers tels les alcools, les arômes pour tabac, pour animaux, pour produits d'hygiène. pleine progression. Actuellement, les notes sucrées sont les plus répandues, mais les notes salées sont en Les matières premières aromatiques Les matières premières aromatiques se partagent entre : - Les extraits naturels de végétaux constitués entre autres des huiles essentielles, obtenues par procédés mécaniques ou entraînement à la vapeur d'eau. Ces huiles sont riches en terpénoïdes, et sont en général exemptes de composés hydrosolubles. Ces essences sont souvent déterpénées par distillation ou dissolution fractionnée (les terpènes sont en effet peu aromatiques et très facilement oxydables). Ces extraits naturels peuvent également se trouver sous forme d'oléorésines, produit d'extraction aux solvants des tissus végétaux ou animaux (résinoïdes ou concrètes), ensuite distillé afin d'évaporer le solvant et de séparer les fractions les plus volatiles, également réputées être les plus perceptibles. n trouve enfin des jus concentrés de fruits, des distillats de préparations alcooliques, des infusions, macérations, percolats, voire des corps purs (menthol, obtenu par cristallisation). - Les produits de réaction préparés à partir de certaines matières végétales ou animales par des traitement simples : thermiques (réaction de Maillard, grillage...), enzymatiques (hydrolyse...), microbiologiques (fermentation...). C'est une voie d'avenir, sans doute aucun, notamment pour les produits issus de la biotechnologie. - Les produits de synthèse qui ont pour origine : l'industrie aromatique elle-même qui fournit des extraits végétaux ensuite transformés (lemongrass, térébenthine, bois...) ; les industries de traitement de la houille (brut de benzol, goudrons, hydrocarbures aromatiques...) ; l'industrie pétrolière. Les transformations chimiques peuvent produire un nombre impressionnant de molécules, mais on en retient en 47

4 général que celles analogues aux molécules naturelles. n estime à plus de le nombre de substances ainsi synthétisées. Paradoxalement, les molécules odorantes sont en général assez simples. C'est un faux paradoxe, du reste, si l'on veut bien considérer que la caractéristique de volatilité indispensable à leur efficacité va forcément de pair avec une faible masse molaire. n a ainsi pu estimer la fourchette d'efficacité optimale des molécules organiques concernées : Limites ptimum Poids moléculaire 17 < P.M. < 300 ~ 152 Nb. atomes de C 0 < nb. C < Point d'ébullition < 380 C 220 C Les fonctions chimiques les plus rencontrées actuellement sont, dans l'ordre : les esters, les cétones, les alcools, les aldéhydes, les éthers de phénol, les hétérocycles azotés, les hétérocycles oxygénés, les acides carboxyliques, etc.. Si l'on raisonne en grandes familles de composés, on trouve, toujours dans l'ordre décroissant : les chaînes aliphatiques, les noyaux aromatiques, les hétérocycles, les terpènes Formulation et fabrication des compositions Les cas de distribution par l'industrie aromatique de matière première brute sont rares ; seule l'essence de menthe est dans ce cas. Une composition est le plus souvent un mélange complexe, soigneusement élaboré. Le métier de l'aromaticien rentre donc là directement en ligne de compte. Une bonne composition doit restituer l'image modèle à différents instants de la dégustation : odeur, première perception rétronasale, corps et notes résiduelles. La formulation doit également tenir compte des traitements que doit subir l'aliment. Le rôle de l'industrie aromatique est donc, pour l'essentiel, une fonction de mélange. Si l'on est parfois porté à croire que ce mélange élève quasiment l'arôme au rang de produit alchimique, alors on oublie un peu facilement qu'un arôme naturel, pour un aliment donné, superpose souvent plusieurs centaines de composés, et que l'arôme alimentaire essaie seulement modestement de calquer cette réalité EMPLI DES ARMATISANTS Avantages et inconvénients des différents types d'aromatisants Le rendement des épices et aromates traditionnels ont un rendement relativement faible (au pire, 1%), compte tenu de la difficulté qu'ont alors les substances aromatiques de migrer de leur enveloppe naturelle vers l'aliment. Néanmoins, il ne faut pas perdre de vue que c'est leur utilisation qui donnera l'image olfactive la plus fidèle de l'aliment. Les compositions ont, au contraire, une efficacité immédiate et totale. De surcroît, leur composition est garantie constante dans le temps. En dernier lieu, les compositions sont évidemment exemptes du risque de contamination microbienne éminent dans les herbes aromatiques. Au total, l'utilisation d'une composition concentrée paraît bien être la seule acceptable à l'échelon industriel. Il est cependant parfois jugé souhaitable que l'aliment conserve des traces visuelles d'aromates, ce qui peut justifier le recours à l'aromate vrai. Néanmoins, on a de plus en plus souvent recours à l'artifice consistant à superposer à la plante aromatique (nécessaire pour "faire vrai") une composition assurant la constance des qualités gustatives. Dernier argument en faveur des compositions : leur prix souvent beaucoup plus modeste que celui des aromates vrais. Ce n'est sans doute pas là un argument négligeable Aromatisation de l'aliment Trois points sont essentiels pour satisfaire sa clientèle : - Choisir le bon arôme, c'est-à-dire choisir la note, qui doit être appréciée en fonction de la saveur à atteindre, mais aussi en tenant compte des spécificités physico-chimiques de l'aliment, qui peuvent l'altérer ou la modifier. C'est aussi choisir la présentation, car les résultats seront très différents selon le milieu et le mode d'utilisation. Les capacités de la composition à la solubilisation ou la dispersion sont évidemment fondamentales. C'est enfin choisir le prix le plus favorable. Il n'est en effet pas suffisant de 48

5 connaître le prix au kilogramme d'un arôme donné, mais surtout de connaître le prix réel de l'aromatisation, même si celui-ci excède rarement 1 % du prix de revient de l'aliment. - Choisir le bon moment pour l'incorporation de l'arôme. celui-ci doit être rapproché le plus possible de son élément naturel. L'idéal serait de pouvoir satisfaire deux impératifs : incorporer l'arôme le plus tôt possible pour qu'il copie la situation naturelle, et lui éviter par ailleurs un maximum de traitements. La solution la plus adéquate est évidemment le "juste milieu" vers lequel tendent les formulateurs. - Choisir le bon dosage, ce qui constitue de loin la phase la plus délicate. Le nombre de paramètres entrant en ligne de compte est très élevé. Citons, entre autres, les capacités adsorbantes du milieu (plus un arôme est adsorbé, moins il se libère, mais plus il est "long" en bouche...) ; la densité de l'aliment (plus l'aliment est dense, plus les bouchées sont petites) ; l'aération de l'aliment (plus il est aéré, plus les arômes - alors gazeux - seront puissamment perçus) ; la dispersion de l'arôme (la dispersion augmente les surfaces et donc la qualité de la perception) ; l'état physique de l'aliment, la flaveur des composants de base (lait, alcool,...), les traitements technologiques, et la température de traitement tout autant que de consommation (un aliment consommé froid sera surdosé par rapport à un composant consommé chaud), etc... en sucre cuit) : Examinons par exemple les dosages comparatifs dans différents aliments (référence = 1 Confiserie Produits laitiers Sucre cuit 1 Yaourt 0,4 Gelée pectine 1 Dessert gélifié 0,5 Gelée agar 1,5 Flan 0,5 Sirop de glucose 0,5 Crème glacée 0,5 à 1,5 Toffee 2 Sorbet 0,5 Pâte à mâcher 4 Biscuiterie Gomme 2 Pâtisserie molle 1,5 Marshmallows 1,5 Biscuit sec 2 Fondant 0,5 Extrudés 5 Chocolaterie Fourrage gras 2 Chocolat noir Nappage 0,4 Améliorant 1,5 Boissons Chocolat noir Sirop de base 0,5 Modificateur 0,5 Sirop de consomm. 0,5 Chocolat lait 1,2 Boisson au jus 0,1 aromatisation : En gros, on peut définir six règles de base à respecter lorsqu'on entreprend une - 1 ) La conception du produit doit prendre en compte, dès le départ, l'aromatisation. - 2 ) L'aromatisation doit prendre en compte la composition et la préparation de l'aliment (conditionnement, stockage...) - 3 ) L'aromatisant ne peut constituer qu'une partie de l'arôme de l'aliment ; ne pas l'oublier! - 4 ) Les essais d'application doivent être menés avec le maximum de soin et de compétence. - 5 ) Les différents ingrédients doivent être mis en contact le plus tôt possible lors de la fabrication. L'ordre d'introduction des ingrédients est également important. - 6 ) La dégustation "éclairée" est indispensable Additifs et supports utilisés dans les arômes Les aromatisants ne sont pas considérés comme des additifs en regard de la Loi, leur étiquetage étant toutefois réglementé par l arrêté du 14/10/91. L Union Européenne prévoit une directive sur les additifs pour arômes alimentaires. Pour l instant, la loi française s applique, qui autorise les additifs suivants : 49

6 Additifs et supports autorisés en France dans les arômes alimentaires Substance Acide benzoïque Benzoate de sodium Benzoate de potassium Extraits d origine naturelle riche en tocophérols Alpha-tocophérols Gamma-tocophérols de synthèse Delta-tocophérols de synthèse Gallate de propyle Gallate d octyle Gallate de dodécyle Butylhydroxyanisole (BA) Butylhydroxytoluène (BT) Esters citriques des mono et diglycérides d acides gras Sucroesters Conservateurs Conditions d emploi 1 g/kg, dose maximale dans les arômes naturels et les mélanges d arômes naturels et de synthèse. La teneur maximale dans l aliment ne doit pas dépasser : - 10 mg/kg si l additif n est pas autorisé, - la dose maximale autorisée dans le cas contraire Idem Idem Antioxydants -Arômes, extraits et concentrés d arômes : 200 mg/kg, seul ou en mélange -uiles essentielles : 1 g/kg seul ou en mélange Idem Idem Idem uiles essentielles : 100 mg/kg, seul ou en mélange avec les autres antioxygènes Idem Idem Idem Idem Emulsifiants uiles essentielles : 1 g/kg -uiles essentielles : 100 mg/l pour les boissons sans alcool contenant des huiles essentielles uniquement (Dose maximale dans la boisson prête à être consommée Sucroglycérides Idem Exhausteurs de goût Ethylmaltol -Arômes, extraits et concentrés : 50 mg/kg (Dose dans le produit fini : denrées alimentaires et boissons) Supports d arômes Conditions générales pour toutes denrées alimentaires : eau, spiritueux, sel, sucre, amidon, etc Amidons modifiés, pectines, alginates, carrghénanes ; agar-agar, farine de graines de caroube et de guar Gommes arabique, adragante et xanthane, gomme ghatti, karaya, dammar, résines de colophane et d élémi Cires d abeilles, de carnauba et de candelilla Glycérol Propylène-glycol (propane diol 1,2) Ethanol, isopropanol ctényl-succinate d amidon sodique β-cyclodextrines Silice colloïdale Contrôle des aromatisants Pour tous les supports d arômes : Les solvants et supports d arômes ne doivent pas modifier les caractéristiques de la denrée destinataire de l arôme, et doivent être utilisés, sauf indication d emploi plus précises, aux doses strictement nécessaires technologiquement. Conditions générales ci-dessus Idem Idem Idem Idem Les denrées destinataires ne doivent pas comporter après adjonction d arômes utilisant ce support, plus de 2 mg/kg de propylène glycol. Conditions générales -Stabilisation et encapsulation d agents troublants pour les boissons : 2,5 g/l du produit prêt à être consommé. -Support d arômes en poudre : 1 % maximum dans le produit fini Utilisations compatibles avec une DJA de 10 mg/kg/j. Critères de pureté : β-cyclodextrines > 99 % ; plomb < 10 ppm ; toluène < 10 ppm, germes totaux < 10 ppm, absence de flore pathogène. Dose maximale : 30 g/kg d arômes en poudre Un aromatisant doit, pour être acceptable, obéir à certains impératifs dont le contrôle est un problème souvent délicat. Citons les plus importants : 50

7 - L'innocuité, qui est pour un aromatisant une condition indispensable. Les travaux associés sont souvent délicats, surtout si l'on tient compte de la complexité extrême de composition chimique des aromatisants. Toutefois, n'oublions pas de mentionner que les doses d'emploi des aromatisants sont beaucoup plus faibles que celles des autres additifs, et que l'objectif affiché de se rapprocher d'un standard connu, obtenu à partir d'éléments naturels, limite d'autant le danger. - Les adultérations, car les textes manquent souvent de précision à propos des aromatisants. En fait, il n'est pas facile de faire la distinction entre un extrait naturel et une substance obtenue par voie synthétique. Les méthodes de dosage font appel à des techniques coûteuses : spectro. de masse, chromatographie en phase gazeuse, scintillation... qui ne sont pas à la portée de tous les utilisateurs. Si la fraude existe à ce propos, elle est essentiellement due au coût très élevé des extraits naturels en regard de leurs homologues synthétiques. Si l'origine naturelle d'un produit peut - difficilement - être démontrée, il n'en est pas de même de son appellation d'origine, ou des coupages pouvant ensuite intervenir entre variétés naturelles "nobles" et d'autres qui le sont moins... - La constance de l'approvisionnement qui est difficile, voire impossible à vérifier, surtout dans le cas des extraits naturels. Les produits d'origine sont, en effet, soumis à d'importantes variations dues à l'origine, l'année, etc... Le contrôle organoleptique peut être une solution, mais c'est une technique difficile à mettre en oeuvre. La chromatographie en phase gazeuse est, là encore, une bonne méthode, surtout si la détection est effectuée par "sniffing" par un personnel entraîné. Soyons réalistes en disant que ces contrôles sont, jusqu'à présent, plutôt négligés par les utilisateurs, le plus souvent faute d'investissements (lourds) en ce sens. - Le rendement dans le produit fini qui ne peut être apprécié que par l'analyse sensorielle. Ce travail nécessite des panels tout à fait entraînés et spécialisés, ainsi que des études précises. Il est à noter que l'on ne connaîtra ici que l'opinion du fabricant, pas celle du consommateur, qui peut en différer sensiblement. Ceci annoncé, on s'aperçoit à quel point l'aromatisation constitue une phase délicate, non seulement dans la conception d'un produit, mais aussi dans son développement. Les techniques nécessaires au bon contrôle de l'aromatisation sont délicates et coûteuses. Toute tentative de réalisation relevant de l'amateurisme fait courir le risque de produire un aliment de qualité inégale, donc susceptible de connaître des difficultés de commercialisation LES EXAUSTEURS DE GUT (U MDIFICATEURS DE FLAVEUR, U AGENTS DE SAPIDITE ) Les composés rentrant dans cette catégorie se distinguent des aromatisants en ce sens qu'ils agissent non plus sur la perception olfactive, mais sur la perception gustative Substances agissant sur les autres sens Le premier sens concerné sera le goût, trop souvent assimilé à la perception olfactive. La synergie existe, cependant, entre ces deux sens, et le recours aux aromatisants n'est valable que s'il s'accompagne d'une saveur adéquate. Les arômes de fruits rouges s'avèrent ainsi plus efficaces en présence de fructose que de saccharose, l'utilisation des acidifiants n'est pas indépendante du produit à améliorer, tant il est vrai que certains acidifiants sont, dans un cas particulier, plus efficaces que d'autres. Les autres sens sont également concernés, parce que la perception d'un aliment est une donnée globale. n sait ainsi que la perception d'un arôme est bien supérieure sur un aliment identifié que sur un aliment anonyme (Expérience des sirops sans colorants, par exemple...). Cela dit, les paramètres alors mis en cause débordent largement du cadre de ce paragraphe Les "exhausteurs de goût" Ce vocable ne recouvre aucune réalité physiologique, mais englobe des substances au pouvoir aussi bien connu que leur mode d'action reste obscur. D une façon très générale, il s agit d une substance inodore, ou peu odorante, renforçant le goût des autres ingrédients. Les exhausteurs de goût dérivent soit des acides aminés : glutamate, ribonucléotides, acide guanylique ; ou de molécules à noyau pyrone : maltol, éthylmaltol, etc 51

8 Le glutamate de sodium est le plus connu de tous les exhausteurs de goût. C est le plus utilisé, et de très loin, sur le plan mondial. L'acide est obtenu habituellement par fermentation des mélasses ou des jus sucrés provenant d'amidonnerie. Il est ensuite salifié, puis le glutamate est purifié et cristallisé sous forme d'une poudre blanche, inodore. L'acide glutamique est un des acides aminés les plus répandus du monde biologique. Le glutamate (ou MSG) ne modifie nullement la nature de l'arôme. Il accroît globalement les performances sensorielles des aliments additionnés (à des taux allant de 0,1 à 2 % selon les aliments). Il améliore la rondeur de la sensation, et développe particulièrement les flaveurs carnées en donnant une note "bouillon". Il augmente en outre considérablement la palatabilité de l'aliment. Le MSG n'a aucun effet sur les quatre saveurs de base ; on lui a simplement reconnu une saveur propre, mesurable et complètement indépendante. La saveur de l acide glutamique et des glutamates se distingue en effet des quatre saveurs fondamentales de l analyse sensorielle. Les Japonais (très gros consommateurs, et à l origine de la fabrication industrielle) qualifient cette saveur du terme umami, signifiant «délicieux», «satisfaisant», «palatabilité», «plus cuisiné». C est cette description de saveur qui permit, au début du siècle, en couplage avec la chromatographie sur papier, d identifier l acide glutamique comme en étant le responsable dans le nuoc-mâm, condiment préparé à partir de poissons décomposés et séchés au soleil. Le dossier toxicologique du MSG a été ouvert en 1968 à la suite de troubles digestifs frappant un médecin américain à la suite d un dîner pris dans un restaurant chinois («syndrome du restaurant chinois»). Les symptômes apparaissent après les repas : raidissement des muscles du cou, mains moites, nausées, palpitations, vomissements, tachycardie, migraines. Ces symptômes n entraînent aucune suite. De fait, les mêmes symptômes prétendument significatifs survenaient après la prise de boissons traitées ou non traitées au glutamate Il semble que l on puisse donc considérer comme logique la décision prise en 1995 par la FASEB (Federation of American Societies for Experimental Biology) de conclure à l absence de toxicité du MSG aux doses généralement consommées. D'autres dérivés d'acides aminés semblent posséder des propriétés semblables (IMP : inosine monophosphate ; GMP : guanidine monophosphate ).Leur mode d'action n'est pas davantage connu. Il semble qu il existe de plus un effet synergique entre MSG, IMP, GMP influençant les doses d emploi. Ainsi, un mélange de 10 g de MSG et 1 g d IMP a autant d effet qu un équivalent de 200 g de MSG. Un mélange à 10 g de MSG, 1 g d IMP, 1 g de GMP équivaut à 2000 g de MSG. L intérêt de ces trois substances étant d augmenter la sapidité sans augmenter la prise de sodium. Les autres exhausteurs concernent, entre autres, les notes fruitées, "confiture" et "caramel", avec les pyrones (maltol, éthylmaltol, furanéol), utilisée dans les préparations aromatiques de notes fruitées. La sensation "lactée" est rehaussée par le dioctyl sulfosuccinate de sodium (note "lait frais"), la N,N - diorthotolyl éthylène diamine et l'acide cyclamique (note "beurre"). Ces substances sont actives à des doses infimes (~ 10-4 ppm). Le glutamate de diéthyle développe à la fois les saveurs sucrées et amères, tout en possédant une odeur éthérée ; l'alcool méthylthiopropylique a une activité proche du MSG. Tous les produits évoqués plus haut ne sont pas autorisés à l heure actuelle, la Loi admettant les additifs suivants, aux conditions d emploi mentionnées : Code CEE E 620 E 621 E 622 E 623 E 624 E 625 E 626 E 627 E 629 E 630 E 631 E 633 E 635 E 636 E 637 Désignation Acide glutamique Glutamate monosodique (monosodium glutamate = MSG) Glutamate monopotassique monohydrate Diglutamate de calcium Glutamate de monoammonium Diglutamate de magnésium Acide guanylique Guanylate de sodium Guanylate de calcium Acide inosinique Inosinate de sodium Inosinate de calcium Ribonucléotide 5 de sodium Maltol Ethylmaltol 52

9 Conditions d emploi des exhausteurs de goût Code CEE Produits Doses d emploi E 620 Toutes denrées et boissons Quantum satis E 621 Toutes denrées et boissons Assaisonnements Quantum satis 200 g/kg, dose maximale en mélange avec d autres denrées alimentaires pour assaisonnements E 626 Toutes denrées et boissons 500 mg/kg, selon usages. Seul ou en mélange avec E 627, 629, 630, 631, 633 E 627 Toutes denrées et boissons Voir E 626 E 627 Toutes denrées et boissons Voir E 626 E 629 Toutes denrées et boissons Voir E 626 E 630 Toutes denrées et boissons Voir E 626 E 631 Toutes denrées et boissons Voir E 626 E 633 Toutes denrées et boissons Voir E 626 E 637 Arômes, extraits et concentrés d arômes 50 mg/kg, arômes, extraits et concentrés destinés à la préparation des denrées alimentaires et boissons ; dose dans le produit fini CNCLUSIN Le cas des substances agissant sur la flaveur est, dans leur rôle d'additifs, difficile à trancher. Il apparaît que ces substances devraient être considérées comme des ingrédients et non comme des additifs, puisque parties intégrantes d'un ensemble alimentaire. Leur caractère d'ingrédient devrait obliger l'industrie alimentaire à se rapprocher de l'industrie des arômes, afin que la synergie s'instaurant entre les deux parties débouche sur des productions d'arômes, et des utilisations encore mieux cernées ACIFIDIANTS ET CRRECTEURS D ACIDITE GENERALITES Cette famille d additifs connaît une utilisation très large, dont l intérêt est multiple. La modification du p (et surtout l acidification) peut avoir un intérêt gustatif. L acidité peut notamment apporter une note de fraîcheur dans un produit alimentaire, appréciable en confiserie, sur les produits dérivés de fruits, les boissons Mais le rôle de l acidifiant peut aussi être d augmenter la durée de conservation d un produit, en inhibant par la baisse du p la croissance des micro-organismes. C est l exemple classique de la marinade, ou encore de la fermentation lactique. De même, certains acidifiants ou correcteurs d acidité peuvent exercer un rôle complémentaire de stabilisant ou même d émulsifiant. Tels quels, ces produits ont un mécanisme d action des plus simples, puisque limité à la modification du p. Le rôle modificateur est ainsi dévolu à des acides minéraux ou organiques, à des sels d acides faibles, voir à des bases fortes (chaux, soude..). Deux composés font preuve d originalité dans ces deux catégories : la glucono delta-lactone, déjà citée à propos des stabilisants, et dont l intérêt essentiel est de pouvoir générer une «acidification-retard» assez proche dans sa manifestation de la production progressive d acide lactique par des ferments ; et le lyzozyme, extrait du blanc d œuf de poule et utilisé à la dose du quantum satis dans les fromages affinés. La fonction essentielle du lyzozyme est de prévenir le développement de Clostridium tyrobutyricum, bactérie non pathogène mais produisant une fermentation butyrique dans les fromages à pâte cuite responsable de goûts indésirables (voire provoquant des accidents de fabrication dus à sa forte production gazeuse). Le lyzozyme peut éventuellement déclencher des intolérances chez les sujets allergiques au blanc d œuf UTILISATINS Les utilisations de cette famille d additifs sont très variées : conservation des jus de fruits et préparations à base de fruits, BRSA (boissons rafraîchissantes sans alcool), crèmes desserts à longue conservation, beurres, margarines, charcuterie et salaisons, conserves de viande, de poissons, de crustacés, sauces, condiments, formages fondus, fromages affinés 53

10 SUBSTANCES AUTRISEES Acidifiants et correcteurs d acidité Code CEE Dénomination E 001 Carbonate acide de calcium (CaC 3 ) E 170 Carbonate de calcium (CaC 3 ) E 260 Acide acétique E 270 Acide lactique E 296 Acide malique E 297 Acide fumarique E 325 Lactate de sodium E 326 Lactate de potassium E 327 Lactate de calcium E 330 Acide citrique E 331 Citrate de sodium E 332 Citrate de potassium E 333 Citrate de calcium E 334 Acide tartrique E 335 Tartrate de sodium E 336 Tartrate de potassium E 337 Tartrate double de sodium et de potassium E 338 Acide orthophosphorique ( 3 P 4 ) E 350 i Malate de sodium E 350 ii Malate acide de sodium E 351, E 351 i Malate de potassium E 351 ii Malate acide de potassium E 352, E 352 i Malate de calcium E 352 ii Malate acide de calcium E 353 Acide métatartrique E 500 i Carbonate de sodium (Na 2 C 3 ) E 500 ii Carbonate acide de sodium (NaC 3 ) E 501 i Carbonate de potassium E 501 ii Carbonate acide de potassium E 503 i Carbonate d ammonium E 503 ii Carbonate acide d ammonium E 504 Carbonate de magnésium E 524 Soude (Na) E 526 Chaux (Ca/Ca() 2 ) E 528 Magnésie (Mg/Mg() 2 ) E 575 Glucono delta-lactone E 1105 Lyzozyme Sur le plan toxicologique, ces composés ne présentent pas, en usage normal, de risques particuliers, à l exception peut-être du lyzozyme déjà mentionné. Seul leur surdosage pourrait conduire à des accidents bénins EDULCRANTS Il existe trois groupes de substances édulcorantes : - 1 ) Les sucres : saccharose, sirop de glucose, sucre inverti, etc ) Les sucres-alcools : sorbitol, xylitol, mannitol, sirop de glucose hydrogéné : bases de la confiserie sans sucre ou hypocariogène. - 3 ) Les édulcorants à haut pouvoir sucrant : saccharine, cyclamates, aspartame, etc..., eux-mêmes scindés en édulcorants d'origine naturelle et édulcorants synthétiques. Les deux premiers groupes concernent des édulcorants dont le pouvoir sucrant est voisin de l'unité, c'est-à-dire de celui du saccharose (PS = 1), et qui vont donc entrer directement dans la 54

11 composition de l'aliment au titre d'ingrédients. Le dernier groupe concerne des produits qui vont être rajoutés à l'aliment en dose infime, compte-tenu de leur PS souvent de l'ordre du millier. Il apparaîtrait donc logique que ces substances soient considérées comme des additifs à part entière. C'est loin d'être le cas dans la plupart des pays, où l'interprétation courante assimile souvent les édulcorants à haut PS à des substances pharmaceutiques. La France, jusqu'à une époque récente, était toujours sous le régime de l'article 49 de la loi du 30 Mars 1902 qui interdisait : "...l'emploi de la saccharine ou de toute autre substance sucrante artificielle, possédant un pouvoir sucrant supérieur à celui du sucre de canne ou de betterave, sans en avoir les qualités nutritives". La Directive européenne contenant la liste des édulcorants autorisés devait être signée par le Conseil fin Suite au vœu émis par certains états membres de «protéger» la fabrication de produits traditionnels, il fut rajouté une note de bas de page autorisant les états membres à refuser l usage des édulcorants dans certains produits, dont les bières à faible teneur en alcool et sans alcool. Le texte retourné au Parlement le 13/5/1992 fut refusé. Le Conseil ne pouvant le faire admettre à l unanimité, c est finalement la Directive 94/35/CE du 30/6/94, modifiée par la 96/83/CE du 19/12/96 qui définit la liste globale des édulcorants autorisés, ci-après citée : Code CEE Désignation Polyols E 420 (i) : Sorbitol (ii) : Sirop de sorbitol E 421 Mannitol E 953 Isomalt E 965 (i) : Maltitol (ii) : Sirop de maltitol E 966 Lactitol E 967 Xylitol Edulcorants intenses E 950 Acésulfame K (ACK) E 951 Aspartame (ASP) E 952 Acide cyclamique, sels de Na et Ca (CYC) E 954 Saccharine, sels de Na, K, Ca E 957 Thaumatine (TA) E 959 Néohespéridine dihydrochalcone (ND) NTIN DE SUCRE ET DE PUVIR SUCRANT Physiologie du goût sucré Les cellules sensorielles du goût sucré, au nombre d'un demi-millier, sont regroupées par ensembles de 30 à 60 dans les bourgeons de goût, eux-mêmes rassemblés dans les papilles de la langue. Les premières hypothèses sérieuses sur la chimioperception des composés sucrés remontent à 1969 (SCALLENBERGER et ACREE). Ceux-ci ont établi que l'existence d'une structure dite A - B, où est un proton et B un groupement électronégatif, était nécessaire (mais non suffisante) pour qu'apparaisse la saveur sucrée. La distance entre A et B doit être comprise entre 2,5 et 4 Å : 55

12 Cl S B C N A C Cl A Cl B Chloroforme A B Saccharine A C 3 N 2 C C C 2 B Alanine! D fructopyranose Systèmes A - B de quelques molécules sucrées n trouverait sur le récepteur la même unité A - B. la liaison entre la substance sucrée et le site récepteur se fait par liaison hydrogène. L'intensité de l'excitation serait directement fonction de la force de la liaison : Molécule sucrée Site récepteur A B 3 A B A Schéma de fixation d'une molécule sucrée sur un site récepteur Une hypothèse complémentaire intéressante est celle de KIER, qui pense qu'un troisième site riche en électrons X est nécessaire pour former le "triangle de KIER" : 56

13 X 3,5 A A 5,5 A 2,6 A B "Triangle de Kier" Si l'hypothèse de ce triangle est valable, elle pourrait bien expliquer les différences de pouvoir sucrant observées entre isomères D et L, notamment pour le glucose. Ces hypothèses permettent d'orienter la recherche de nouveaux édulcorants, mais pas d'expliquer les différences de pouvoir sucrant allant parfois de 1 à 10000, ni les interactions goût sucré - goût amer Perception sensorielle Les méthodes empiriques restent aujourd'hui indispensables autant pour les évaluations quantitatives que qualitatives L'estimation du pouvoir sucrant relatif, par référence au saccharose (de pouvoir sucrant égal à 1) est de mise, mais on a aussi longtemps utilisé le seuil de perception comme moyen d'évaluation : concentration minimale pour la perception du goût sucré. En fait, l'estimation dépend également de l'édulcorant et du milieu. Généralement, on travaille en comparaison avec une solution de saccharose à 30 g/l, prise à une température de 20 C. Dans ces conditions, le pouvoir sucrant du saccharose est pris égal à 1. Le pouvoir sucrant de la substance à tester est défini comme le rapport de la concentration de la solution de saccharose de référence à la concentration de la solution à tester. Les résultats, en fait, s inscrivent en général dans une fourchette explicable par la relative disparité des panels, mais aussi par des divergences de concentration de la solution de référence. Pour mémoire, on peut donner quelques valeurs de pouvoir sucrant : (cf. tableau page suivante ). La qualité du goût sucré diffère sensiblement d'un produit à l'autre. Il est assez fréquent que les produits à haut PS possèdent des arrière-goûts se superposant au goût sucré, parfois indéfinissables du reste, au point d'être rédhibitoires. L'effet hédonique est la dernière composante. Le saccharose est universellement adopté comme standard, entre autres parce qu'il n'a pas d'arrière-goût perceptible. Certains édulcorants sont ainsi mal acceptés, parce qu'ils manquent de "corps". 57

14 Sucres Saccharose 1 Fructose 1,2 Glucose 0,7 Maltose 0,3 Lactose 0,3 Polyols (sucres-alcools) Sorbitol 0,5-0,6 Mannitol 0,5-0,6 Isomalt 0,5-0,6 Maltitol 0,5-0,6 Lactitol 0,3-0,4 Xylitol 0,9-1 Erythritol 0,4-0,7 Edulcorants intenses Naturels Thaumatine Monelline Stévioside-rébaudioside Glycyrrhizine Néohespéridine 1000 dihydrochalcone Synthétiques Saccharine 500 Cyclamate 35 Acésulfame K 200 Aspartame 200 Dulcine 250 Alitame 2000 Sucralose LES PLYLS Les polyols sont utilisés en remplacement du saccharose dont ils remplacent la masse. Ils sont issus de l hydrogénation des sucres correspondant Polyols autorisés dans l Union Européenne a) E 420 : Sorbitol Le sorbitol doit son nom aux baies de sorbier, dont il fut isolé pour la première fois en Il dérive directement du D-glucose par hydrogénation, menée industriellement par voie catalytique. La filière part de l amidon de maïs (le plus souvent), hydrolysé en D-glucose, puis hydrogéné catalytiquement. Le schéma réactionnel peut s écrire : 2, Ni D-glucose Sorbitol 58

15 Son pouvoir sucrant est inférieur à celui du saccharose, et comme tous les polyols, il n est pas cariogène (plus de fonction aldéhyde donnant lieu à formation d acide corrosif pour l émail). Il possède une enthalpie de dissolution légèrement positive, ce qui lui confère une sensation de «fraîcheur en bouche». Sans poser de réels problèmes de toxicité, sa consommation abusive peut générer des troubles digestifs passagers (diarrhée pour l essentiel). b) E 421 : Mannitol Le mannitol tire son nom de la manne, exsudation sucrée du frêne dont il est le principal constituant. Il existe à l état naturel dans les olives, les figues, certains champignons, certaines algues. Il est obtenu industriellement par hydrogénation catalytique du fructose obtenu à partir d amidon hydrolysé et isomérisé, ou de sucre inverti. L hydrogénation conduit à un mélange de sorbitol et de mannitol, d où le mannitol est facilement extrait de par sa faible solubilité : C 2 2 C 2 C 2 C 2 + C 2 C 2 Sorbitol Mannitol c) E 953 : Isomalt L isomalt est un mélange équimoléculaire de deux saccharides hydrogénés : l α-dglucopyranosil-1,6-sorbitol et l α-d-glucopyranosil-1,6-mannitol. Il est obtenu par réarrangement enzymatique du saccharose, conduisant au disaccharide isomaltulose qui, par hydrogénation conduit à l isomalt. d) E 965 : Maltitol (i) et sirop de maltitol (ii) Le maltitol est obtenu par hydrogénation du maltose : 59

16 2 Maltose Maltitol e) E 966 : Lactitol Le lactitol est obtenu par hydrogénation du lactose : C 2 Lactose Lactitol f) E 967 : Xylitol Le xylitol est un polyol naturellement présent dans de nombreuses espèces végétales (fruits, notamment). La filière de fabrication passe par l hydrogénation catalytique de D-xylose issu de xylanes abondants dans les rafles de maïs, les coques d amandes ou les écorces de bouleau. Le xylitol, à l instar des autres polyols, trouve surtout son application dans les gommes à mâcher où sa dissolution endothermique procure une agréable sensation de fraîcheur en bouche (effet «Kiss Cool TM»). 60

17 2 C 2 C 2 Xylose Xylitol Polyol non autorisé dans l Union européenne : éryhthritol L érythritol est obtenu du D-glucose par fermentation industrielle, soit à partir d un micro-organisme proche des levures (Aureobasidium sp.), soit plus récemment à partir d une souche de levure (Monilliella pollinis). Son plus gros avantage réside dans sa valeur calorifique très faible (0,4 kcal/g, soit 1/10 de celle des sucres), et possédant une saveur très proche du saccharose. Quoique rencontré dans des produits naturels, notamment fermentés, il demeure pour l instant non autorisé en Europe. C 2 2 C Erythritol Principales propriétés des polyols Le sorbitol, le mannitol, le maltitol et le xylitol sont commercialisés sous forme de poudre blanche. Sorbitol et maltitol sont également disponibles sous formes de sirops concentrés. Leurs solubilités sont variables, et ces composés s avèrent stables à la chaleur, en fondant sans décomposition. Ce sont également de bons agents humectants limitant les variations d humidité des produits humides. a) Propriétés nutritionnelles La digestion des polyols suit deux voies métaboliques : - l absorption intestinale, lente par rapport aux sucres. Lorsque cette absorption a lieu sans excrétion, elle confère aux polyols un pouvoir calorifique égal à celui des sucres, soit 4 kcal/g. - la fermentation dans le côlon qui concerne les polyols non absorbés dans l intestin grêle. Dans ce cas, la valeur calorifique est estimée à 2 kcal/g. La prééminence de la voie fermentaire fait que la Directive 90/496/CE du 24/9/90 a adopté la valeur calorifique moyenne de 2,4 kcal/g pour ces polyols. Il est à noter que l absorption de polyols n influe ni sur le taux de sucre dans le sang, ni sur le taux d insuline, ce qui les rend consommables sans problème par les diabétiques. b) Pouvoir acariogène La consommation excessive de sucre est à l origine des caries dentaires. Celles-ci sont dues à la transformation, par les bactéries de la sphère bucco-dentaire, des sucres en acides dérivés. Ces acides permettent un abaissement du p périphérique de la dent, autorisant la décalcification pour des p inférieurs à 5,7. Les polyols ne sont pas susceptibles d être transformés en acides par la fermentation. A ce titre, ils sont acariogènes. Le sorbitol a même été choisi comme témoin acariogène par l American Dental Association en

18 Les polyols satisfont donc au label suisse «Zahnschönend» (qui ménage les dents, illustré sous forme de logo par une petite molaire) décerné aux produits alimentaires ne provoquant pas d abaissement du p de la plaque dentaire au dessous de 5,7 dans les 30 mn suivant la consommation. c) Tolérance aux polyols La lenteur d absorption alliée à l importance de la voie fermentaire fait que l abus de polyols génère des troubles intestinaux sans gravité (diarrhée, flatulences). n recommande de na pas dépasser une dose de 20 g/jour en prise unique, bien qu une consommation régulière étalée de 50 g/jour soit bien tolérée la plupart du temps. Les produits incorporant plus de 10 % de polyols dans leur composition doivent comporter la mention «Une consommation excessive peut entraîner des effets laxatifs» sur l emballage LES EDULCRANTS A AUT PUVIR SUCRANT (EDULCRANTS INTENSES) Le nombre des molécules possédant un haut pouvoir édulcorant s'est considérablement accru dans les dernières années. L'enjeu économique lié à ces substances est en effet énorme. Les recherches sont axées sur les molécules d'origine naturelle aussi bien que d'origine synthétique. Les édulcorants d'origine naturelle peuvent, eux-mêmes, être scindés en deux groupes : molécules de nature glucosique et molécules de nature protéique. Ces édulcorants peuvent être, soit des extraits végétaux bruts, soit des extraits végétaux modifiés chimiquement. Les édulcorants de synthèse sont des molécules nouvelles qui, par hasard ou de propos délibéré, possèdent un PS élevé istorique de l utilisation massive des édulcorants intenses Jusqu à la fin des années 60, l usage des édulcorants intense était réservée aux personnes ne pouvant pour des raisons médicales consommer de produits normalement sucrés (diabétiques en grande partie). Ainsi, en France, la distribution de saccharine était le fait unique des pharmacies, l usage éventuel dans une préparation alimentaire interdisant alors sa distribution hors circuit spécialisé. En 1972, les travaux d une commission d enquête américaine dirigée par le sénateur Mac Govern faisait des constatations alarmantes quant à l état de santé des jeunes américains : augmentation de la charge pondérale avec obésité, caries dentaires très fréquentes ; tous phénomènes apparemment imputables en grande part à une consommation excessive de sucres essentiellement contenus dans les boissons. Un litre de Cola renferme ainsi en moyenne 120 g de sucre par litre, les limonades, sodas et autres tonics en contenant entre 80 et 140 g/l. Le paradoxe veut, en plus, que la perception du goût sucré soit dans ces boissons, limitée par le p imposé par l acide citrique ou orthophosphorique, de l ordre de 2,9-3,2. La saccharine était alors le seul édulcorant autorisé dans les boissons aux Etats-Unis et dans les pays anglo-saxons. Celle-ci conférait alors une saveur édulcorée nettement moins agréable que celle des boissons originales. Bien que l alerte lancée en 1972 ait été largement suivie, la consommation de boissons édulcorées ne représentait en 1979 dans ces pays que 4 à 6 % du marché total des BRSA sucrées, essentiellement à cause de la médiocrité sensorielle des produits édulcorés. La commercialisation, en 1980, par Coca-Cola du «Diet Coke» se fit sur la base d une formulation à 50 % de sucres et 50 % de sirop de maïs à teneur élevée en fructose, ceci pour viser dans la mesure du possible l absence de défaut. Le concurrent Pepsi opta lui pour une saveur aussi proche que possible de l original, pressant les fabricants de sirop de maïs d améliorer la qualité de leurs produits. Il est à noter que la solution alors adoptée, si elle résolvait partiellement le problème lié au pouvoir cariogène des sucres, ne fournissait pratiquement aucun remède à la valeur calorique du produit. En 1983, la FDA statue sur l utilisation de l aspartame dont SEARLE détient pour les USA la licence exclusive. L aspartame est en fait beaucoup plus cher que les autres édulcorants. Simultanément, on met en évidence une forte synergie positive entre les effets de l aspartame et de la saccharine, en ce sens qu une combinaison des deux édulcorants est plus efficaces que la somme des effets de chacun d entre eux pris isolément. Face à la menace, SEARLE tente d imposer à Pepsi-Cola, qui refuse, puis à Coca-Cola l abandon de la saccharine au profit de l aspartame utilisé seul. Une négociation menée au siège de Coca-Cola à Atlanta avec les représentants de SEARLE s achève sur une victoire de Coca-Cola, qui pourra utiliser l aspartame en 62

19 couplage avec d autre édulcorants, y compris la saccharine. Dès lors, on assistera rapidement au remplacement des sucres par du sirop de maïs à haute teneur en fructose, puis ultérieurement, au remplacement du sirop de maïs par un mélange d aspartame et de saccharose. L entrée des édulcorants de synthèse dans les BRSA déclenche le mouvement de croissance exponentielle de l utilisation d édulcorants, gagnant bientôt tous les secteurs de l agro-alimentaire utilisateurs de sucres comme ingrédient principal Cahier des charges de l édulcorant Il est assez facile de décrire les objectifs assignés à un édulcorant. Il doit : - avoir un goût sucré - avoir une charge calorique aussi basse que possible par rapport au sucre qu il remplace - être physiologiquement inerte - être non toxique - être économiquement compétitif par rapport aux autres édulcorants De fait, on s apercevra qu objectivement, ce cahier des charges est rarement totalement observé. En fait, les restrictions s exercent un peu partout, au niveau : - du goût : aucun édulcorant n a exactement le goût du sucre. La saccharine possède ainsi un arrière-goût amer, l aspartame ne révèle sa saveur sucrée qu après un certain délai - du moelleux : les édulcorants en sont dépourvus, «manque» d autant plus perceptible que l addition de l édulcorant élimine la masse sucrée - de la stabilité : elle est variable et dépend des conditions de stockage. L aspartame se montre être un des édulcorants les plus sensibles - du prix : les édulcorants sont, globalement, assez coûteux. Dans l ordre croissant des prix, on a : saccharine et sels < cyclamate < acésulfam K < aspartame. De fait, l usage d un édulcorant n est en aucun cas à considérer comme une «solution miracle» permettant aisément de moduler la valeur calorique d une denrée alimentaire, le tout au meilleur coût! Edulcorants intenses de nature glucidique et d origine naturelle Sous ce vocable, on regroupe les substances d origine naturelle composées le plus souvent de l association d une partie glucidique avec une autre non glucidique qualifiée d aglycone. A noter que l on comprend sous le vocable «origine naturelle» des produits éventuellement transformés après extraction. a) Glycyrrhizine Sous le vocable de glycyrrhizine ammoniacale, on entend le sel d ammonium de l acide glycyrrhizique, lui-même aglycone de l acide glycyrrhétinique. La glycyrrhizine est une saponine triterpénoïde, aux propriétés médiacales intéressantes. Elle est acariogène car elle interfère avec le mécanisme d adhésion des bactéries dentaires aux parties molles, en inhibant la synthèse des polysaccharides responsables de l adhésion. De plus, elle est utilisable dans le traitement d ulcères digestifs. «Glycyrrhiza» signifie en grec «racine sucrée». La glycyrrhizine est extraite des racines de Glycyrrhiza glabra L., ou réglisse espagnole, plante cultivée en Espagne, en Sicile et en Angleterre. n extrait de la plante les principes actifs sous forme de sels mixtes de calcium et de potassium de l acide glycyrrhizique. Le composé ammoniaqué commercial est soluble dans l eau quelque soit la température. Il est stable jusqu à 105 C, et précipite en p acide (< 4,5). Le pouvoir sucrant de la glycyrrhizine est estimé, selon les auteurs, entre 50 et 100. Ses deux inconvénients majeurs résident dans son arrière-goût particulièrement intense de réglisse, gênant s'il n'est pas recherché, et sa toxicité. Cette toxicité est due à l analogie de structure existant entre la glycyrrhizine et les hormones cortico-surrénales. Elle se manifeste par de l hypertension artérielle, de l hypokaliémie (chute du taux de potassium sanguin), de la tétanie. Elle se manifeste pour des doses supérieures à 500 mg/jour chez l adulte, ce qui a conduit à recommander une limitation de la consommation à 200 mg par jour, pour tenir compte des sensibilités diverses des individus. Pour cette raison, l utilisation de glyacyrrhizine 63

20 comme édulcorant n est pas autorisée dans l Union Européenne. Elle est cependant absorbée lors de la consommation de produits contenant de la réglisse. C Acide glycyrrhétinique C 3 C 3 C 3 C 3 C 3 C C 3 C 3 C C C 3 C 3 Acide glycyrrhizique (glycyrrhizine) C 3 C 3 C 3 C 3 b) Néohéspéridine dihydrochalcone (E 959) Les dihydrochalcones sont connues comme édulcorant depuis la fin des années 60. Elles furent obtenues à partir des flavanones amères des fruits de la famille Citrus. n passe ainsi des glucosides aux chalcones (aglycones) par action d une base, suivie d une précipitation acide. L hydrogénation catalytique des chalcones conduit aux dihydrochalcones. Initialement, trois substances ont été préparées : Produit de départ rigine Composé hydrogéné PS Néohespéridine (Goût range de Séville (Citrus Néohespéridine dihydrochalcone 1000 amer) aurantium) NDC (1) Naringine (Goût amer) Pamplemousse (Citrus Naringine dihydrochalcone 300 Paradisi) (2) espéridine (Sans goût) range douce (Citrus sinensis), ou citron (Citrus limon) espérétine dihydrochalcone (3)

21 R 3 R 2 R 1 Dihydrochalcones (1) : R 1 = C 3 ; R 2 = ; R 3 =! -L-rhamnosyl (2) : R 1 = ; R 2 = ; R 3 =! -L- rhamnosyl (3) : R 1 = C 3 ; R 2 = ; R 3 = C 3 =! -L-rhamnosyl R 2 R 2 R 1 R 1 Flavanone Chalcone 1 ) 2, Pd/C ; K R 2 R 1 2 ) Cl Dihydrochalcone La néohespéridine déhydrochalcone (ND) paraît être le plus intéressant de ces composés, qui se présentent sous la forme de poudres blanches, inodores, instables en milieu acide et à haute température, solubles dans l'eau à raison de 1,2 g/l. D autres produits ont été synthétisés, y compris les autres 65

22 DC déjà mentionnées. Il s avère toutefois qu ils ne semblent présenter aucun avantage décisif par rapport à la ND. Des synthèses biotechnologiques ont été également envisagées (Weizmann Institute, Israël). Le goût sucré de la ND est très prononcé et apparaît lentement. L arrière-goût est persistant, ce qui peut éventuellement poser problème. La ND n a par contre pas d arrière goût amer, et peut même être utilisée avec profit (compte-tenu de sa longueur en bouche) pour masquer l amertume d autres substances. L apparition du goût est plus lente que pour le saccharose ou la saccharine (7 secondes, contre 5), mais sa persistance est considérable (57 secondes contre 24 (saccharose), 42 (saccharine)). Mélangée à d autres édulcorants, la ND présente beaucoup d avantages : - Augmentation du goût et de la stabilité - Diminution du coût - Diminution de la prise journalière d autres édulcorants - Synergie renforçatrice par addition de petites quantités de ND : Edulcorants ND (mg/l ou mg/kg) Synergie (%) Cyclamate Aspartame Saccharine Acésulfame K La stabilité et la persistance du goût favorisent l utilisation de la ND dans les confiseries, notamment les chewing-gums. n l utilise également dans des boissons amères telles le jus de pamplemousse. Le ND n est pas cariogène et sa valeur calorique est faible (2 kcal/g). d) Stévioside Cet édulcorant est extrait par solvant alccolique des feuilles d une plante du Paraguay : Stevia rebaudiana Bertoni, ou aussi nommée Eupatorium rebaudianum. C est une herbe de grande taille, appelée localement «herbe douce». Son pouvoir sucrant est estimé entre 200 et 300. Sa structure aura été déterminée 60 ans après son isolement au début du siècle. L aglycone du stévioside est le noyau stéviol. L extrait brut comporte en fait plusieurs composés analogues, schématisables par la formule globale : R 2 C 2 Stévioside (schéma général) CR 1 où R 1 et R 2 désignent des groupements glucidiques (souvent glucopyranosyl, rhamnopyranosyl..). Le stévioside possède une bonne stabilité à des p égaux ou inférieurs à 3. Sa saveur sucrée est très bien jugée, avec parfois description d arrière-goût amer. Sa toxicité a souvent été considérée, dans la mesure où la métabolisation du noyau stéviol pourrait faire redouter des propriétés anti-androgéniques. Il n est 66

23 pas autorisé dans l Union Européenne, mais est commercialisé au Japon (et jusqu en 1995 en Autriche) sous le nom de «Süsan». - Certains agents glycosidiques provoquent une modification du goût mais ne sont pas à proprement parler des édulcorants. Mentionnons l'acide chlorogénique et la cynarine, extraits de l'artichaut (Cynara Scolymus), et qui ont la propriété de faire paraître sucrées des solutions qui ne le sont pas (acide citrique, chlorhydrate de quinine, chlorure de sodium...). C'est le cas également de l'acide gymnémique, extrait d'une plante tropicale, et qui rend la langue insensible aux saveurs sucrées et amères Edulcorants d'origine naturelle, protéiques - Les acides aminés présentent parfois des saveurs sucrées, tantôt pour l'isomère D, non naturel (D valine, D tyrosine), parfois pour l'isomère L (L sérine, L lysine, L thréonine), parfois sous forme racémique DL. La DL alanine et le DL tryptophane sont ainsi sucrés alors que leurs formes L sont amères et que les formes D sont insipides. Le glycocolle est aussi sucré que le saccharose, et a déjà été utilisé en association avec la saccharine pour édulcorer des produits de confiserie et des boissons. Le DL tryptophane est 25 à 50 fois plus sucré que le saccharose. Son emploi est limité par ses effets secondaires : à raison de 3 g/jour, il induit de la somnolence, et si la dose est plus forte, on retrouve dans l'urine des métabolites toxiques. a) Thaumatine (E 957) - Les protéines, isolées de fruits tropicaux ont montré le possible pouvoir sucrant de molécules à masse molaire élevée. Parmi celles-ci, la thaumatine semble être la substance la plus intéressante. La thaumatine, commercialisée sous le nom de «talin» est un mélange de protéines extraites d un fruit d Afrique occidentale : Thaumatococcus Danielli. Il est connu de fort longue date puisqu un médecin et botaniste anglais, W.F. Daniell trouva ce fruit et le rapporta en Grande-Bretagne dès Il aura fallu attendre 1975 pour que la société Tate & Lyle s y intéresse de nouveau, et en entame la culture en Côte d Ivoire, en Sierra Leone, au Ghana et au Togo. Les fruits récoltés étaient lavés, puis expédiés en Grande- Bretagne où avait lieu l extraction. La culture naturelle étant peu propice à l obtention d un produit de composition régulière, la thaumatine est aujourd hui produite par génie génétique et biotechnologique. La thaumatine est composée de deux protéines majoritaires T I et T II. T I a été séquencée en 1979 et comporte 207 acides aminés en une seule chaîne branchée avec 8 ponts disulfures. Son poids moléculaire est de T II a été séquencée plus récemment. Son poids moléculaire est de La thaumatine se caractérise par une bonne stabilité aux variations de p et à la température. Elle présente une synergie avec la saccharine, l acésulfame K et le stévioside, mais pas avec le cyclamate ou l aspartame. elle masque remarquablement bien l amertume de la saccharine, de par une bonne persistance du goût sucré. Dans les produits où la thaumatine intervient comme édulcorant, elle exerce un effet d exhausteur de goût et de flaveur en plus de son rôle d édulcorant. Ce rôle est très important, puisque des essais effectués sur de l essence de menthe ont montré un seuil de perception diminué d un facteur 6 à 10. Les mêmes effets très positifs ont été remarqués avec l essence de cannelle, le menthol, l extrait de café, la poudre de chocolat, les essences de fraise, de citron, de vanille et d orange. Son origine naturelle, sa faible valeur calorifique, son pouvoir sucrant très élevé ( ), son innocuité et ses propriétés renforçatrices de goût et de flaveur en font un produit très intéressant. Les compagnies japonaises l utilisent notamment dans les extraits de café où il semblerait que la thaumatine magnifie la saveur et l arôme, tout en augmentant sa persistance au stockage. Dans les gommes à mâcher, une dose de 100 à 150 ppm de talin suffit à rehausser considérablement les flaveurs de la menthe. Une dose plus élevée développe le goût sucré pouvant pallier à la saveur plutôt faible des produits sans sucre (aux polyols). L utilisation dans les boissons sucrées devrait permettre une perception plus franche de la saveur acide, ce qui n est pas le cas avec le saccharose qui «étouffe» sa perception. Dans ce cas, il serait nécessaire d y adjoindre un édulcorant plus rapide, la thaumatine ne révélant sa saveur sucrée qu après un assez long délai. 67

24 Seul un coût élevé, et une maîtrise difficile des dosages, en limitent à l heure actuelle les applications. Les expériences de production à partir de bactéries modifiées génétiquement pourraient en vulgariser l usage. b) Autres protéines La monelline est une protéine végétale à très fort pouvoir sucrant ( ) issu d un végétal africain (Nigéria). Son poids moléculaire est de 10500, et elle comporte deux chaînes peptidiques. Elle supporte moins bien le chaleur et les conditions acides que la thaumatine. Son intérêt s en trouve donc réduit. La thaumatine n est pas autorisée dans l Union Européenne. La miraculine n est en fait pas un édulcorant, puisque son pouvoir sucrant est nul. C est une glycoprotéine extraite du «fruit miracle» d Afrique Equatoriale. Après avoir mâché ces fruits, toute substance acide donne l impression d être sucrée. Il semblerait que le pouvoir édulcorant de la miraculine ne se manifeste qu en présence d acide. Après avoir été un temps commercialisée en Suède et aux USA, elle a été abandonnée à cause de son domaine d application relativement réduit et de la non-acceptation de la FDA Edulcorants synthétiques Ce sont des produits non glucidiques, acaloriques, à PS très élevé. Leur toxicité en limite le plus souvent l'emploi. a) Saccharine et sels de Na, K et Ca (E 954) La saccharine et le saccharinate de sodium constituent les plus anciens édulcorants connus, puisqu'utilisés depuis 1900 pour l'alimentation des diabétiques. Elle a été découverte en 1878 par Fahlberg à Baltimore qui travaillait sur l oxydation de l ortho-toluène sulfonamide. Elle a fait l objet de deux brevets allemands en Son usage courant a été vulgarisé par les époques de pénurie de sucre que furent la Première et la Deuxième Guerre Mondiale. La synthèse du saccharinate de calcium est plus récente, puisqu elle date de 1950 (Maumee Chemical Co.). Saccharine N S 2 La forme sodique est la plus employée à cause de sa solubilité élevée ( 667 g/l contre 3,4 g/l à la saccharine). Le produit est préparé soit à partir du toluène (Remser et Fahlberg), soit à partir le l'anhydride phtalique ou de l'acide anthranilique (Maumee). La seconde méthode est plus appréciée car elle donne un produit plus pur. Le pouvoir sucrant est estimé entre 300 et 700. La saveur sucrée est franche, mais accompagnée d'un arrière-goût amer, ce qui explique sa fréquente association avec d'autres édulcorants. Longtemps utilisée comme édulcorant de table, ou comme additif dans les produits de régime destinés aux diabétiques, la saccharine a été ensuite utilisée en synergie avec l aspartame et surtout le cyclamate dans une proportion fréquente de 1 pour la saccharine et 10 pour le cyclamate. n en verra les utilisations très diverses dans le tableau récapitulatif de fin de chapitre. La toxicité de la saccharine est un très vieux débat, ouvert dès ses premières utilisations. Elle ne semble toutefois pas se lier de façon covalente à l ADN (potentialité mutagène et cancérigène), bien qu elle ait été mise sur la liste des cancérogènes potentiels dès 1970, et partiellement interdite d utilisation par la FDA en La raison en est que des études effectuées chez le Rat montraient l existence de métabolites cancérogènes (cependant que l omme ne la métabolise pas). Quoiqu il en soit, et même si les plus fines études n aient rien démontré chez l être humain, les précautions sont de mise. Pour des teneurs supérieures à 50 mg/kg, on doit faire figurer sur l étiquetage : «à consommer avec modération par les femmes enceintes», le produit traversant la paroi placentaire. Aux Etats- Unis s y ajoute la mention «Ce produit peut être dangereux. Il contient de la saccharine qui a induit des cancers chez l animal de laboratoire». 68

25 Un doute positif subsiste toutefois dans la mesure où le degré de pureté de l additif semblerait avoir plus souvent été mis en cause dans la cancérogénèse que la nature de l additif lui-même. Aux USA, le S (Department of ealth and uman Services) et le NTP (National Toxicology Program) sont en train de reconsidérer la cancerogénicité de la saccharine, envisageant éventuellement son retrait de la liste des agents carcinogènes. b) Cyclamate (E 952) Le cyclamate de sodium, découvert en 1937 par SVEDA est synthétisé par sulfonation de la cyclohexylamine. Sveda travaillant pour les laboratoires ABTT, un brevet fut déposé par ces derniers. Le produit fut mis en vente en 1949 comme médicament. Le sel de sodium, puis plus tard le sel de calcium furent admis en 1958 sur la liste GRAS et ce jusqu en La fabrication fut réalisée par d autres firmes qu ABTT (PFIZER, MILES Laboratories..), au Japon, à Taïwan, en Espagne La découverte, à la fin des années 60 que le cyclamate était métabolisé par 1 à 4 % des consommateurs en cyclohexylamine faiblement cancérigène provoqua son retrait de la liste GRAS en 1969 et son arrêt de fabrication dès 1970 (malgré une production aux USA, de 7000 tonnes en 1969). Une pétition d'abtt en 1973 auprès de la FDA amena une évolution de son statut. Le cyclamate est depuis autorisé aux Etats-Unis, mais pas en tant qu additif alimentaire, sauf pour les produits destinés à l exportation vers les pays qui l autorisent (!). Cyclamate de sodium N S 3 -, Na + C'est une poudre cristallisée blanche, incolore, très stable. Le pouvoir sucrant est estimé entre 25 et 140 (le plus couramment 30), valeurs relativement faibles qui font qu'il est en général employé en coupage à 1/10 avec de la saccharine, car il est sans arrière-goût, ou à de l aspartame. sa saveur sucrée est agréable et franche. Le cyclamate est très stable à la chaleur (jusqu à 500 C), ce qui le rend utilisable dans des produits de cuisson. Il est stable entre p 2 et 8 en solution. c) Acésulfame K (E 950) L'acétosulpham, ou acesulfame K, dioxyde de l'oxathiazinone est obtenu par cristallisation à partir de l'acétylacétate de tertiobutyle (1) et de l'isocyanate de fluorosulfonyle (2) (Brevet ECST) (voir schéma plus bas). Son pouvoir sucrant est estimé entre 130 et 200. Il présente une forte similitude avec la saccharine, sa saveur sucrée est agréable et évoque le saccharose. Les études toxicologiques sont largement favorables. L acésulfame K est parfaitement stable à la chaleur jusqu à 200 C, ce qui permet son utilisation dans des produits cuits au four. Il s avère également fort stable au stockage, ainsi que le révèlent les valeurs suivantes : Durée du stockage (semaines) % de recouvrement p 3,0 p 3,5 20 C 30 C 20 C 30 C L acésulfame K peut être utilisé seul. Toutefois, il est le plus souvent utilisé avec d autres édulcorants, en particulier l aspartame. 69

26 C 3 C 3 3 C C 3 3 C C 3 + N C 3 S F (1) (2) F S N C 3 Chauffage - C 2-2 C=C(C 3 ) 2 C 3 K + N - S + 2 K - KF F S N C 3 Sel de potassium du 2,2-dioxyde de 6-méthyl-1,2,3-oxathiazine-4-(3)-one (acésulfame K) d) Aspartame (E 951) L aspartame est l ester méthylique de la L-aspartyl L-phénylalanine. Aspartame N C 3 N 2 L aspartame a été découvert par hasard en 1965 par Schlatter (il y a des hasards heureux!), des laboratoires SEARLE & Co., lors de la synthèse d un tétrapeptide gastrique. Schlatter ayant constaté le goût sucré, SEARLE prit immédiatement un brevet en essayant de trouver d autres petits polypeptides sucrés. Au final, l aspartame se révéla être le produit le plus intéressant, car le plus économique, tout en présentant une excellente qualité de goût, et en offrant de bonnes garanties toxicologiques, la phénylalanine et l acide aspartique étant deux substances métabolisées normalement par le corps humain. SEARLE escomptait aussi une excellente stabilité, ce qui, comme on le verra, était optimiste. L aspartame fut 70

27 commercialisé sous le nom de «Nutrasweet TM» et fit l objet de nombreux brevets. Les brevets ont expiré en 1987 pour le Canada, pour l Europe, 1992 pour les USA. L aspartame fut le premier édulcorant autorisé en France dans les boissons VER (à Valeur Energétique Réduite), le 11 Mars Le problème de la stabilité de l aspartame s est assez vite posé, de par la constatation faite d une altération du goût sucré sur des boissons édulcorées sucrées dans de mauvaises conditions. L aspartame est en effet relativement instable en solution, où il évolue assez vite vers l aspartylphénylalanine (dipeptide) et son produit de cyclisation, la dicétopipérazine, ces deux composés étant dépourvus de pouvoir sucrant : C 3 N N 2 Aspartame N 2 N N 2 N Aspartyl phénylalanine Dicétopipérazine phénylalanine : L aspartyl phénylalanine est ensuite décomposée en acide aspartique et en N 2 N 2 Acide aspartique Phénylalanine 71

28 Cette décomposition, en résumé, provoque une baisse du pouvoir sucrant, et la création de molécules éventuellement toxiques : le méthanol, tout d abord, résultant de l hydrolyse de l aspartame, mais présent à trop faible dose (compte tenu de la faible concentration en aspartame des produits) pour exercer des effets appréciables, la dicétopipérazine ensuite, dont la toxicité semble très faible, la phénylalanine qui n est pas un toxique en soi pour un individu normal, mais qui peut présenter un danger pour les personnes atteintes de phénylcétonurie, chez qui son absorption peut générer des troubles métaboliques. Cette éventuelle réaction à la phénylalanine a motivé l apposition de la mention «contient une source de phénylalanine» sur les emballages des produits édulcorés avec de l aspartame (ce facteur paraissant du reste non seulement lié à la dégradation, mais aussi à la métabolisation normale de l aspartame). Le bilan toxique dû à la dégradation de l aspartame semble donc très ténu, ce qui n a pas empêché des associations de consommateurs américaines d accuser l aspartame d être à l origine de crises similaires à l épilepsie, accusation largement démentie par l ensemble du monde scientifique et surtout absolument dénuée du moindre fondement scientifique! La stabilité de l aspartame apparaît influencée par divers paramètres : - le temps de stockage, - l humidité, parce que nécessaire aux étapes d hydrolyse, - la température, - le p, dont l effet est contrasté, l aspartame semblant le plus stable, à 25 C, pour des valeurs de p comprises entre 3 et 5, ce qui correspond peu ou prou à celles des boissons carbonatées gazeuses. Ce problème de stabilité, sur lequel les chercheurs ont largement publié, n a pas empêché le succès considérable du produit (et de SEARLE, bien sûr), via les boissons édulcorées, surtout aux Etats-Unis. Un facteur important de la garantie du succès, propre aux USA, est le mode de distribution maîtrisé, depuis la sortie d usine, des boissons édulcorées. En effet, le transport de celles-ci a lieu en camions entièrement réfrigérés, transportant la boisson depuis l usine jusqu à l hypermarché, où la boisson sera présentée en armoire réfrigérée. La chaîne du froid, justifiée ici par le seul maintien de la qualité, n est ainsi jamais interrompue, ce qui garantit une dégradation minimale de l édulcorant. Cette garantie de fait a permis la mise sur le marché avec un grand succès de boissons édulcorées par l aspartame seul. Un tel schéma ne saurait être reproduit en Europe, où le transport, d entrée, est effectué en camions bâchés le plus souvent ouverts, et où le stockage ou la distribution ne fait pour ainsi dire pas appel à la réfrigération. Cette disparité explique pourquoi les colas édulcorés distribués en Europe font appel à des compositions incorporant d autres édulcorants avec l aspartame. La motivation n est pas financière (encore qu on puisse songer que le remplacement partiel de l aspartame soit économiquement rentable), mais lié à une stabilité nécessaire de l édulcoration. Une autre raison du succès de l aspartame réside dans la bonne qualité de sa saveur sucrée, assez proche de celle du saccharose, mis à part un léger retard à la perception, ainsi que par l absence d arrière-goût. Le pouvoir sucrant, estimé à 200, est également d un bon niveau. Cela dit, l aspartame reste un édulcorant relativement coûteux, même depuis l expiration des brevets. Les utilisations multiples sont consignées dans le tableau final. n n y trouvera bien sûr pas d application à des produits de cuisson, leur température d élaboration et leur p étant strictement à l opposé des critères de stabilité optimale de l aspartame. e) Autres édulcorants de synthèse commercialisés L alitame est un produit de la société PFIZER. Il appartient à la famille des amides de la L-α-aspartyl-D-alanine : 2 N C N N C 3 C 3 S + 2,5 2 C 3 3C C 3 Alitame 72

29 La moitié amide est responsable du goût sucré. Le composé a été élaboré au «point par point», c est à dire en partant de l amide et en modifiant les groupements greffés. Il a ainsi été constaté que les composés les plus efficaces étaient ceux qui incluaient un petit cycle, et dans cette catégorie, ceux incorporant un atome de soufre. L alitame a un pouvoir sucrant très élevé, puisqu estimé à Sa saveur est d excellente qualité, proche du saccharose. Il présente des synergies intéressantes avec le cyclamate et l acésulfame K. L absence de phénylalanine, ici remplacée par de l alanine, supprime le délicat problème d intolérance posé par l aspartame. La principale voie de décomposition dans l eau libère l acide aspartique et le dérivé de l alanine amide. La cyclisation en dicétopipérazine n est pas observée, et les produits de décomposition n ont pas de goût. Cependant, un stockage en conditions d oxydation libère des odeurs de chou, imputable à l ouverture de l hétérocycle soufré. La stabilité de l alitame est très largement supérieure à celle de l aspartame, puisqu à des p compris entre 2 et 4, la durée de demi-vie de l alitame est plus de 4 fois supérieure à celle de son concurrent direct. L alitame est même complètement stable pour des valeurs de p supérieures à 5. Cette stabilité le rend applicable en confiserie, ou dans les produits de cuisson. La demande d autorisation auprès de la FDA a été déposée en 1986 pour une large gamme de produits alimentaires. L alitame est autorisé en Australie depuis Des demandes d autorisation ont été déposées en Europe (G-B, Pays Bas, France, Suisse, Suède). Les dossiers toxicologiques ont été déposés à Bruxelles, et une suite favorable devrait être donnée par le CSA. La marque de distribution européenne devrait être «aclame». Le sucralose (ou chloro-galacto saccharose) a été développé par TATE & LYLE en Grande-Bretagne et JNSN & JNSN aux USA. Le sucralose est un pur produit de l exploitation des théories complémentaires de Schallenberger et Acree et de Kier. Il a été postulé que l introduction d atomes de chlore plus électronégatifs augmenteraient le pouvoir sucrant d un motif glucidique ordinaire. Au cœur d une famille de produits assez complète, le trichloro-4,1,6 -tridésoxy-4,1,6 -galactosaccharose, en abrégé (ouf!) TGS ou sucralose semble être le produit le plus intéressant : Saccharose Cl Cl Cl Cl TGS (sucralose) 73

30 Le pouvoir sucrant de cette molécule est élevé (entre 400 et 600), et la saveur sucrée est exactement celle du saccharose (ce qui n a rien d étonnant puisque le sucralose en est un dérivé très direct). Le produit s avère également très stable aux températures élevées et supporte très bien les fortes variations de p. Le seul problème demeurant non totalement résolu est le dossier toxicologique, qui pose d inquiétantes questions dues à la présence d atomes de chlore dans la molécule. Le sucralose n est pas autorisé dans l Union Européenne, bien qu en 1997, 18 pays avaient déjà autorisé son utilisation : Canada, Chine, Russie, Argentine, Australie, Brésil, Colombie, Mexique, Nouvelle Zélande, pour ne citer que les plus importants. D'autres édulcorants de synthèse, plus ou moins «folkloriques» ont aujourd'hui été abandonnés. C'est le cas de la périllartine (du nom de son inventeur), de PS = 2000, présentant l'inconvénient d'un arrière-goût amer, mentholé et épicé (!). Mentionnons également la dulcine, très vieil édulcorant puisque découvert en Ce dérivé de l'urée possédait un PS de 200, mais fut à peu près abandonné en 1950 pour des raisons de toxicité supposée élevée, malgré de bonnes caractéristiques de stabilité et un goût assez pur. La toxicité redoutée vient de sa métabolisation en urée et aminophénol, dérivé suspecté d être cancérogène : N 2 5 C 2 Métabolisation 2 N + N N 2 N 2 para-éthoxyphénylurée (dulcine) urée para-aminophénol Citons enfin, pour mémoire des molécules à haut PS, mais qui sont interdites d'emploi en raison de leur grande toxicité : le chloroforme (PS = 100), la glucine (dérivé d'acide di et trisulfoniques ; PS = 100), le P 4000 (5 nitro, 2 N propoxy aniline ; PS = 4000), etc. f) Edulcorants d avenir Le marché des édulcorants est si prometteur que la recherche, appuyée par l éclosion de théories cohérentes sur l origine structurale du goût sucré, s efforce de mettre au point de nouvelles molécules édulcorantes. Si l on désirait établir un «aide-mémoire» des propriétés les plus importantes auxquelles un nouvel édulcorant devrait se soumettre, on citerait : - La stabilité, liée à la complexité des molécules édulcorantes, complexité à prendre ici comme facteur de réactivité à certains paramètres liés à la composition du produit alimentaire (humidité, p, sels, etc.), liés aux conditions de fabrication (température, temps, exposition à la lumière, etc.). L'instabilité peut donc être prise comme un facteur de perte des propriétés édulcorantes. - La toxicité, parce que les édulcorants sont souvent des molécules "nouvelles" en alimentation humaine, sur lesquelles on ne dispose pas d'un recul suffisant pour juger des effets à long terme. D'autre part, la fragilité des molécules utilisées les rend aptes à générer des produits de dégradation éventuellement plus toxiques que la molécule de départ. Enfin, certaines molécules, parce qu'elles présentent des analogies avec des composés vitaux (hormones, etc.) peuvent générer des interférences métaboliques. Toutes les précautions doivent donc être prises avant la mise sur le marché d'un nouveau produit ; précautions coûteuses car s'étendant souvent aux produits de dégradation ou de digestion eux-mêmes. - La pureté, car certains procédés de fabrication peuvent conduire à des composés annexes toxiques, comme dans le cas de la saccharine. C est dans cet esprit que la recherche a tourné ses efforts ces dernières années. Le statut des «édulcorants d avenir» n est pas, lorsqu ils sont déjà industrialisés, facile à définir. En gros, ils sont 74

31 actuellement interdits dans les pays fonctionnant sur le modèle de la «liste positive». Attachons-nous à citer des exemples significatifs : - Les sucres L ne sont d ordinaire pas ceux rencontrés dans la nature, à quelques exceptions près. De ce fait, on peut considérer qu ils ne sont pas, du fait de leur rareté, métabolisés par l omme, ce qui leur confère une valeur calorique faible. Un brevet américain de 1981 a été déposé pour l utilisation des isomères L des sucres suivants : glucose, allose, fructose, gulose, galactose, altrose, idose, talose. Ces isomères sont de nature synthétique, obtenus par voie chimique, et par conséquent à parties égales d isomères D et L. L ingéniosité du procédé décrit consiste à faire la séparation des isomères en soumettant le mélange à la digestion bactérienne. Les bactéries digèrent la forme D, et la forme L est laissée intacte, faute d enzymes digestives spécifiques. Industriellement, on prépare par cette voie le sorbose, par oxydation et digestion bactérienne du sorbitol. Le produit obtenu est acariogène, mais peut, comme tous les oses non directement digestibles, provoquer des diarrhées. C est un des risques majeurs de l emploi de sucres non métabolisables : la fermentation dans le côlon est leur seule voie de dégradation. Un autre inconvénient majeur des isomères L est leur coût très élevé de production. - Les coupling sugars ou néo-sucres sont des molécules hybrides entre sucre et amidon, obtenus en faisant réagir du saccharose et de l amidon en présence d une enzyme cyclodextrine glycosyl transférase (CGT). Une ou plusieurs unités glucose viennent ainsi s ajouter au glucose du saccharose, pour constituer des oligomères, type G2F (2 glucoses, 1 fructose), G3F, G4F Leur pouvoir calorifique est de 2 kcal/g, mais comme leur pouvoir sucrant n est que de 0,6, le bénéfice retiré est bien mince, sauf en couplage avec d autres édulcorants. - Le Sweetner 2000 doit sa création à l expiration du brevet de Nutrasweet TM sur l aspartame, faisant redouter une baisse du chiffre d affaires. La société filiale de MNSANT a ainsi assuré la relève avec le Sweetner 2000, élaboré et breveté par l Université Claude Bernard de Lyon. Le pouvoir sucrant de ce nouvel édulcorant est estimé à 2000 et 50 par rapport à l aspartame (apparente incohérence des chiffres due au changement de référentiel d appréciation). Il est constitué d aryles urées et de guanidines trisubstituées. Son prix de revient serait très faible. D autres voies sont explorées pour la synthèse de nouveaux édulcorants, soit de nature oligopeptidique, soit d origine non peptidique. Pour la première catégorie, les travaux tournent souvent autour des dérivés de l acide aspartique, déjà constituant de base de l aspartame. Les origines moléculaires des produits de la seconde catégorie sont plus variées : dérivés de la saccharine (BASF Boehringer), du cyclamate (BAYER), du stévioside (Sékinsi Chemicals), dérivés des benzamines (SCERING) L importance économique de ce marché vient justifier l abondance des recherches menées PERSPECTIVES ET CNCLUSIN Le développement de la consommation d édulcorants est sans aucun doute l évolution la plus importante des habitudes alimentaires des vingt dernières années de ce siècle. Ses motivations sont liées, en fait, à une situation de surabondance alimentaire dans les pays industrialisés. Selon l angle de vues, ce besoin d édulcorants peut être décrit comme un sursaut salutaire vis-à-vis d un risque de surconsommation calorique, ou au contraire comme l aveu d un manque de maturité du consommateur «nanti» qui ne sait réfréner ses envies alimentaires, et qui essaye d en limiter les effets Le fait que les marchés de l édulcoration soient particulièrement dynamiques dans les pays émergents (Asie du Sud-Est, Amérique du Sud, Ex bloc de L Est ) vient fournir un argument aux tenants de la deuxième interprétation. La satisfaction prolixe des besoins alimentaires, surtout si elle est nouvelle, aurait tendance à favoriser les abus et face à cette situation, plutôt que d opter pour des pratiques diététiques raisonnables, on préfère conserver le plaisir de l abus en le soulageant de ses conséquences. n peut ainsi penser que la «déviance sucrée» est une des rares formes d accoutumance humaine qui soit tolérable au travers d un palliatif (le tabac, l alcool, les lipides, pour ne citer qu eux, n ont pas ainsi leur substituant idéal). L édulcorant est, en fait, à l exception des cas d absolue nécessité (diabète, par exemple), une molécule «inutile», puisque se substituant à un nutriment totalement dépourvu de toxicité. Sa justification technologique est effectivement nulle : l introduction d un édulcorant dans un aliment complique le plus souvent la formulation et la préparation de celui-ci, par disparition de la masse sucrée. Il s apparente en ce sens aux colorants (n entraînant, eux, aucune complication technologique), à savoir qu il s agit d un additif dont l unique mission est la satisfaction outrancière des sens (la vue, pour les colorants) sans contrepartie biologique. 75

32 A une époque où tout est prétexte, dès qu il s agit d alimentaire, à débats sensationnels dès lors qu un risque apparaît, on peut réellement se demander pourquoi la consommation d édulcorants n a jamais sérieusement été remise en cause. En effet, comme nous l avons vu, le risque toxique présenté par certains édulcorants n est pas forcément nul. n pourrait rajouter que certains d entre eux, à défaut d être réellement toxiques, peuvent se manifester biologiquement de manière désagréable (polyols, notamment). n pourrait même rajouter qu aux Etats-Unis, par exemple, l édulcorant bénéficie en matière de santé, d une image plus favorable que le sucre qu il remplace (ce qui vu en termes de toxicité directe ou à long terme, est une parfaite hérésie!). La réponse à cette interrogation est que l on a assimilé trop rapidement la consommation usuelle de sucres à la consommation abusive, laquelle peut effectivement présenter des dangers réels. Il ne serait pas facile de vouloir imposer la raison contre la pratique courante. Pour ces quelques motifs, on peut prédire sans risques une expansion du marché des édulcorants. Leur usage s est en effet tellement banalisé qu on ne voit pas pourquoi leur attractivité diminuerait dans les années à venir. La banalisation d usages paraissant peu justifiés est un phénomène courant du comportement humain. Prenons l exemple du lait demi-écrémé : sa consommation est devenue si courante que c est actuellement la forme de lait la plus consommée. r, on serait bien en peine d y trouver une justification évidente : le lait entier présente un taux de matières grasses plutôt modéré (35 g/l), et en tous cas raisonnable au vu de la consommation quotidienne de lait ; si, effectivement, et dans un cas donné, la consommation de matières grasses doit être limitée, le lait totalement écrémé offre une solution facile. Dans un cas comme dans l autre, on voit mal pourquoi un produit situé à mi-chemin de la composition normale et de la composition diététique devrait recueillir les faveurs du marché (pourquoi pas un lait écrémé aux deux tiers, aux trois quarts, à 78 %!). Et cependant, le geste naturel du consommateur ira, dans la majorité des cas, vers ce produit. Il en est de même pour les édulcorants : la consommation d un produit édulcoré est devenue souvent une habitude sur la pertinence de laquelle on ne s interroge plus. Vu objectivement, ce n est peut-être pas un mal en termes de santé publique, mais ce ne saurait être non plus un impératif. Cette lecture permet sans doute de comprendre pourquoi la France, qui est certainement, sans chauvinisme et quoiqu on en dise, le pays au Monde le plus avancé en termes de maîtrise de l alimentation (tous aspects confondus), a tardé à considérer les édulcorants comme des additifs banals. Sur un marché en expansion, les évolutions sont nombreuses et rapides, et la recherche particulièrement intense. n est aujourd hui parvenu à proposer une série d additifs édulcorants suffisamment conséquente pour satisfaire à la demande des consommateurs, tout en respectant le principe de précaution quant aux effets toxiques. L avenir des édulcorants passe sans doute par des molécules possédant non seulement un pouvoir sucrant élevé, mais aussi des caractéristiques gustatives d aussi bonne qualité que celles du saccharose. A l idéal, un tel produit devrait aussi pouvoir faire étalage d un bilan toxique vierge. A l heure actuelle, en effet, un tel produit n existe pas : les polyols sont certes intéressants en terme de masse, mais ont l inconvénient d une saveur trop «fraîche» par rapport au sucre, ainsi que le défaut d entraîner assez facilement des désagréments digestifs ; les édulcorants pour leur part n étant jamais absolument parfaits en termes de saveur, et parfois douteux en termes de toxicité. Il reste donc beaucoup à faire pour trouver la formulation idéale. L occurrence des édulcorants a aussi obligé à une grande créativité en matière de définition de l aliment, dans la mesure où, au moins pour les aliments solides, il a fallu trouver un palliatif au vide généré par l abandon de la masse sucrée. Par rapport aux balbutiements de ces techniques, dont on pourra trouver quelques illustrations dans le paragraphe relatif aux techniques de dépression de l a w, on a beaucoup progressé, et ce n est plus aujourd hui un «pensum» que de consommer un aliment allégé. n peut même présumer que cette situation, déjà assez satisfaisante, devrait encore s améliorer dans les années à venir. En conclusion, on replacera à sa juste valeur le «boom» des édulcorants. Celui-ci détermine une situation où l omme, après des millénaires, se trouve en face d un choix à peu près équilibré quant à la satisfaction du goût sucré, entre sucres vrais et édulcorants. C est au moins une révolution aussi importante que celle qui a permis, au XIX ème siècle, aux populations de disposer largement du sucre, grâce à la mise au point du procédé betteravier. Cette révolution a alors bousculé les pratiques alimentaires et culinaires, et augmenté la diversité de l alimentation, en facilitant son équilibrage. Souhaitons qu une utilisation intelligente des édulcorants soit un facteur de progrès en termes de santé humaine, et qu elle ne s avère jamais dangereuse. 76

33 Doses maximales d emploi des édulcorants intenses Abréviations utilisées : ACK = acésulfame K, ASP = aspartame, CYC = cyclamate, SAC = saccharine, TA = thaumatine, ND = néohespéridine dihydrochalcone, VER = Valeur Energétique Réduite, SSA = Sans Sucres Ajoutés. Valeurs données en mg/kg, sauf indication contraire Denrées alimentaires ACK E 950 ASP E 951 CYC E 952 SAC E 954 TA E 957 ND E 959 Boissons non alcoolisées Aromatisées à base d eau (VER, SSA) A base de lait et produits dérivés, ou de jus de fruits (VER, SSA) Desserts et produits similaires Desserts aromatisés à base d eau, de lait et de produits dérivés, de fruits et légumes, d œufs, de céréales, de matières grasses (VER, SSA) «snacks» : amuse-gueules salés et secs à base d amidon, ou de noix et noisettes, préemballés et contenant certains arômes Glaces de consommation (VER, SSA) Cornets et gaufrettes pour glaces (SSA) Confiseries Confiseries (SSA) Confiseries à base de cacao ou de fruits secs (VER, SSA) Confiseries à base d amidon (VER, SSA) Pâte à tartiner (VER, SSA) Gommes à mâcher (SSA) Confiserie sous forme de comprimé (VER) Micro-confiserie pour rafraîchir l haleine (SSA) Pastille rafraîchissante aromatisée pour la gorge (SSA) Boissons fermentées, alcoolisées Cidre et poiré (mg/l) Bières (à faible teneur en alcool, brunes, de table, etc.) (mg/l) Bières (VER) Boissons constituées d un mélange de bière, de cidre, de poiré, de spiritueux, ou de vin et de boissons non alcoolisées Boissons spiritueuses avec une teneur en alcool de moins de 15 % vol. Produits issus de fruits et légumes Fruits en boîte ou en bocal (VER, SSA) Confitures, gelées et marmelades (VER) Préparations à base de fruits et légumes (VER) Conserves de fruits et légumes aigresdouces (VER) Potage (VER) (mg/l)

34 Denrées alimentaires Doses maximales d édulcorants intenses autorisées (suite) ACK E950 ASP E 951 CYC E 952 SAC E 954 TA E 957 ND E 959 Préparations alimentaires diverses Conserves et semi-conserves aigres-douces de poissons et marinades de poissons, crustacés et mollusques Sauces Moutarde Produits diététiques divers Vitamines et préparations diététiques Céréales pour petit déjeuner à teneur en fibres > 15 %, et contenant au moins 20 % de son (VER, SSA) Produits de la boulangerie fine destinés à une alimentation particulière Préparations complètes de régime contre la prise de poids destinées à remplacer un repas ou le régime alimentaire d une journée Préparations complètes et apports nutritionnels à prendre sous surveillance médicale Compléments alimentaires, intégrateurs de régime diététique solides Compléments alimentaires, intégrateurs de régimes diététiques à base de vitamines et/ou éléments minéraux, sous forme de sirops ou à mâcher REMARQUE IMPRTANTE! : l évolution des autorisations d emploi des édulcorants intenses est, actuellement, très rapide. Aussi, il est conseillé de consulter les textes de lois ou un ouvrage de référence (LAMY-DEVE) pour actualiser éventuellement les données communiquées dans le présent document. 78