Gélification par l'agar agar


§  Histoire

 

Dans les années 1650, au Japon, le seigneur Daimyo laissa refroidir son tokoroten (bouillon d'algues) à l'extérieur. Or, lorsqu’il retourna le chercher, il le retrouva congelé. Il le réchauffa alors, et le tokoroten se transforma en gel solide et translucide. Le kanten (encore appelé agar-agar ou agar) était découvert.

Le caractère gélifiant de l'agar-agar a commencé à être exploité en Europe lors de la crise de la vache folle : la population craignait que la gélatine, d'origine animale, ne la rende malade, le kanten a alors été utilisé « à toutes les sauces ». 

 

 

 

§  Extraction de l’agar-agar

 

Matière première de l’agar : une algue

 

 L'Agar-agar est extrait d’algues appartenant aux familles des Gelidiacées (Gelidium et Pterocladia) et des Gracilariacées (Gracilaria), principalement issues des côtes Nord-Africaines, Sud-Européennes, Chiliennes et Asiatiques.

 

 

Il est extrait de la paroi cellulaire des algues où il est souvent conservé sous la forme de sels de calcium et de magnésium.

Dans les tissus du vegétal, les agars correspondent à des molécules trop longues pour qu’il soit possible de les obtenir par simple dissolution dans l’eau. Il faut donc les découper en tronçons qui, eux, seront solubles. 

 

 

 

Les étapes d’extraction

 

 

 

Rinçages

Cette première étape consiste en trois rinçages, le premier à l’eau douce, le deuxième en milieu acide, le troisième en milieu chauffé à 60°C pendant 30 minutes et faiblement alcalinisé par du carbonate de sodium (de formule NaCO). Au cours de ces rinçages, de nombreuses substances sont éliminées dont le pigment rouge. Le végétal prend alors une coloration verte.

Dissolution

Cette deuxième étape est capitale. C’est elle qui permet la dissolution en eau chaude des molécules d’agars. La plante est mise à macérer à 127°C pendant 3h, dans de l’eau douce. Il faut éviter que les molécules d’agars se scindent en fragments si courts qu’ils deviendraient solubles dans l’eau froide et ne donneraient plus de gels. Le brassage conduit alors à une bouillie verdâtre ; les agars, partiellement dépolymérisés, sont passés dans la phase liquide.

 

Filtration

 

On ajoute alors de la perlite, silicate naturel, complexe d’aluminium, de potassium et de sodium, qui facilite la filtration.

La filtration, s’effectue à chaud dans un cylindre contenant des sacs en toile inoxydable. Ce cylindre est maintenu sous pression, ainsi, le jus contenant les agars en solution traverse les mailles et est recueilli par un collecteur. Il faut alors extraire 1g d’agars de 100g de solution. 

 

La méthode adoptée généralement utilise le phénomène de synérèse, exacerbée par la pression ou la congélation . Ce phénomène caractérise le fait que les molécules d’agar tendent spontanément à se rapprocher de plus en plus, en rejetant l’eau qui les sépare.

 

 

 

Les autres méthodes sont écartées :  l’évaporation a un coût trop élevé, et la précipitation dans l’alcool donne un précipité si diffus que l’opération est irréalisable sans coût prohibitif.

Séchage et mise en forme

Les molécules d’agars sont ensuite séchées à l'air chaud ou au soleil. Elles sont alors réduites en poudre. On peut également trouver des formes non broyées : en fines bandes agglutinées membraneuses, en granules ou en paillettes. Il est alors résistant à l'état humide et friable à l'état sec.

 

 

§  Gélification par l’agar-agar

Composition chimique de l’agar-agar

 L’agar pur est constitué de deux polysaccharides : l’agarose et l’agaropectine.

 

 

 

 

 

 L’agarose

 L’agarose est le composé actif de l’agar-agar : il est responsable de l'action gélifiante. Il est pauvre ou dépourvu en esters sulfuriques (OSO3-)

L’agaropectine 

L'agaropectine possède la même structure de base que l'agarose, mais contient de nombreux groupements polaires et riche en OSO3-.

 

Propriétés de l’agar-agar

L’agar-agar est un produit gélifiant.

Il se dissout à chaud dans des préparations contenant de l’eau.

La préparation gélifie dès 35 °C et jusqu’à 45°C environ. La gélification peut avoir lieu entre pH 3,5 à 10 mais le pH optimal de l’agar-agar est compris entre 5,4 et 5,7. Ces données sont variables suivant l’espèce de l’algue utilisée. Les gels d’agar-agar sont cassants et légèrement opaques.

Le gel d’agar-agar se liquéfie s’il est réchauffé à plus de 80 °C.

Une des caractéristiques des agars est qu’ils sont thermoréversibles, c'est-à-dire qu’on peut les faire liquéfier et gélifier de manière répétitive sans diminution de leur qualité.

 

 

La gélification

La propriété de l’agar-agar à former un gel spontané et réversible est due à la présence du radical hydrophobe CH-O.

Pour isoler leurs radicaux hydrophobes du milieu liquide, les molécules (A et B sur la figure  ci-dessous) se placent de façon parallèle, les radicaux hydrophobes tournés vers l’intérieur et cherchent à expulser l’eau (phénomène appelé synérèse).

 

   

 

Lorsque les molécules se rapprochent, des liaisons hydrogène ou ponts hydrogène vont naître entre les chaînes de polymères, comme indiqué sur la figure suivante :

Ainsi, il se forme des gels quand les polymères d’agarose et d’agaropectine dont est constitué l’agar-agar s’enroulent les uns autour des autres.

Il se forme un réseau tridimensionnel capable d’emprisonner une très grande quantité de liquide.

C’est cette propriété de gélification par l'agar agar qui permet de déstructurer un aliment ou une préparation en la présentant sous forme de gel.

 

 Qualité du gel d’agar-agar

On distingue trois grands types d’agars se différenciant par leur proportion en radicaux hydrophobes CH2-O et hydrophiles OSO-, qui influence la qualité du gel :

 - Le type « agarose » est caractérisé par de nombreux radicaux hydrophobes et peu de radicaux hydrophiles. Le gel obtenu sera de très haute qualité. 

 - Le type « agarose chargé » possèdent moins de radicaux hydrophobes et plus de radicaux hydrophiles que les précédents. Les radicaux hydrophiles tentent de s’opposer au rapprochement des molécules, ce qui sera à l’origine d’un gel souple de qualité moyenne. 

- Le troisième type, dit « galactane » ont une proportion en radicaux hydrophiles encore plus élevée. Le gel sera alors médiocre. 

 

 

§  Utilisations

 

L'agar-agar, qui n'a pratiquement ni goût ni couleur, est utilisé dans un grand nombre produit alimentaires sous l’identifiant E406 (dans la liste des additifs alimentaires).

Il est essentiellement utilisé pour gélifier les confitures, les gelées de fruits, les flans… Il permet de fabriquer de nombreuses textures selon sa concentration : coulis, mousses, gelées souples ou dures.

L’agar agar est bon pour la santé. Il contient du calcium, du fer et du phosphore.

Il est connu pour aider à garder la ligne. Il contient lui-même très peu de calories (3 calories par gramme). Cette algue se gonfle d'eau dans l’estomac et forme un gel qui capte les graisses et les sucres. Impossible à digérer, il s'élimine directement et n'est pas stocké par l'organisme. De plus, en gonflant, il prend la place que ne prendront pas les autres aliments ce qui réduit la sensation de faim. Ainsi, il facilite la digestion, c’est pour cela qu’il aide à garder la ligne.

Néanmoins, à forte dose, il peut avoir des effets négatifs sur le corps comme des ballonnements ou des flatulences (accumulation de gaz dans l'intestin). En effet, l'agar-agar est constitué à 80% de fibres solubles (des fibres trouvables aussi dans les pommes, l'avoine, etc.). Les fibres alimentaires ne sont pas digérées dans l'intestin grêle. Elles sont partiellement ou totalement fermentées dans le côlon, avec production d’acides gras, d'autres acides organiques tel que l'acide lactique… et de gaz (H2, CO2).  

 

§  Protocole expérimental : formation de spaghettis à la menthe

 

 

Ingrédients :

  • 400 g d’eau
  • du sirop de menthe
  • 2 g d’agar agar

 Ustensiles :

  • Casserole
  • Plaque chauffante
  • Tube
  • Seringue alimentaire
  • Grand récipient d’eau froide

Protocole :

  1. Mélanger dans une casserole 400 g d’eau avec du sirop.
  2. Faire chauffer le mélange et ajouter 2 g d’agar agar.
  3. Porter à ébulition pendant 2 minutes.
  4. Aspirer la solution dans un tube à l’aide d’une seringue alimentaire. 
  5. Déposer le tube dans de l’eau froide pour que le mélange gélifie.
  6. Lorsque le mélange est sous forme de gel, injecter de l’air dans le tube à l’aide de la seringue pour faire sortir le spaghetti 

   

 

 

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