HYDROCOLLOÏDES: PROPRIÉTÉS, TYPES, UTILISATIONS ET EXEMPLES - CHIMIE - 2025

Les hydrocolloïdes sont un grand groupe, les substances polymères hétérogènes comprennent principalement des polysaccharides et certaines protéines. Son nom dérive du terme grec hydro, qui signifie eau, et kolla, colle.

Parmi les glucides ou polysaccharides, on trouve des hydrocolloïdes tels que l'amidon, la gélose, de nombreuses gommes, entre autres. Il existe également des protéines de nature protéique de grand intérêt commercial, telles que la protéine de soja, la caséine ou le caséinate, la gélatine et les protéines de blanc d'oeuf, entre autres.

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Les hydrocolloïdes peuvent avoir différentes sources: naturelles, végétales, animales, algues, et même synthétisées par des micro-organismes. Ils peuvent également être semi-synthétiques, comme les dérivés de la cellulose.

Les hydrocolloïdes forment des dispersions microscopiques visqueuses ou des gels au contact de l'eau; c'est-à-dire qu'ils sont hydrophiles, c'est pourquoi ils sont également appelés colloïdes hydrophiles. Ils emprisonnent l'eau dans leur structure polymérique ramifiée.

De cette manière, ils génèrent différentes textures, viscosité et élasticité, propriétés qui sont utilisées dans les industries alimentaires, pharmaceutiques, médicales et de recherche en général.

Propriétés

-Dans leur structure moléculaire, ils ont un grand nombre de groupes hydroxyle (-OH. Cela les amène à établir des liaisons hydrogène avec l'eau, donc ils sont hydrophiles et forment des dispersions colloïdales lorsqu'ils entrent en contact avec elle.

-De même, les hydrocolloïdes peuvent former des gels en raison de changements ioniques ou de température.

-En raison de leurs propriétés gélifiantes, épaississants, texturants, entre autres, les hydrocolloïdes sont largement utilisés comme additifs dans l'industrie alimentaire.

-Ils peuvent augmenter l'épaisseur ou la texture des aliments; ils servent à contrôler la formation de cristaux de glace; permettent de varier l'opacité et la saveur des aliments.

-Les hydrocolloïdes peuvent être utilisés seuls et dans certains cas des mélanges sont utilisés qui offrent un comportement synergique dans leurs caractéristiques ou propriétés, ce qui augmente leur utilité.

Les types

Les hydrocolloïdes peuvent être classés en considérant plusieurs critères, tels que leur structure chimique, leur origine, leurs propriétés, entre autres caractéristiques.

Selon sa structure chimique

Les hydrocolloïdes peuvent être classés en deux grands groupes en tant que polysaccharides ou protéines. Parmi les polysaccharides ils peuvent être linéaires, comme la cellulose, les alginates; ou ramifié, comme l'amidon et le dextrane, entre autres.

De plus, selon le type de monosaccharide constituant le polysaccharide, il peut s'agir d'homopolysaccharides ou d'hétéropolysaccharides.

Parmi les homopolysaccharides, l'amidon est constitué de longues chaînes ramifiées de glucose, c'est-à-dire qu'il contient le même type de monosaccharide.

Parmi les hétéropolysaccharides ou glucides formés par plus d'un type de monosaccharides, on trouve des hydrocolloïdes tels que l'agar, la gomme arabique, entre autres.

Le groupe des protéines de caséine, de gélatine et de blanc d'oeuf, entre autres, est de nature protéique.

Selon sa source ou son origine

Selon leur origine, les hydrocolloïdes peuvent être classés comme naturels -la grande majorité-, car ils sont obtenus à partir de plantes, d'animaux, d'algues et de micro-organismes. Il existe certains dérivés de dérivés naturels ou modifiés chimiquement, comme spécifié ci-dessous.

Légumes dans la nature

Parmi les extraits de diverses parties des plantes, on peut citer la cellulose, la pectine, l'amidon, la grande variété de gommes telles que l'arabe, la gomme de tamarin, entre autres.

D'origine animale

Il y a de la gélatine, de la caséine, des protéines de blanc d'oeuf, des protéines de soja.

Obtenu à partir d'algues

De différents types d'algues, vous avez par exemple de la gélose, des carraghénanes, de l'alginate.

D'origine microbienne

Comme le xanthane, le dextran, le curdlán, l'essaim, entre autres.

Modifié ou semi-synthétique

Telles que la méthylcellulose, l'éthylcellulose, la carboxyméthylcellulose, l'alginate de propylèneglycol, les amidons modifiés, entre autres.

Applications

Dans l'industrie alimentaire

Les hydrocolloïdes sont utilisés dans l'industrie alimentaire comme additifs épaississants et gélifiants. Ceux-ci modifient les propriétés telles que la viscosité et la texture des aliments.

En fonction de l'hydrocolloïde utilisé, de sa concentration, du pH, de la température et des aliments dans lesquels il est utilisé, la durée de conservation est augmentée, la qualité des aliments est améliorée et différentes sensations sont induites dans la bouche des convives.

Comme épaississants pour les soupes, les sauces, les garnitures et les vinaigrettes, entre autres aliments, divers types de gomme sont utilisés tels que l'arabica, le guar ou le guaran et la caroube, entre autres. Le xanthane et l'amidon sont également des épaississants.

En tant qu'agents gélifiants ou formateurs de gel, les hydrocolloïdes tels que la pectine, l'alginate, l'agar, le gellane et la carraghénine sont principalement utilisés dans les gelées, les confitures, les gélatines avec peu de sucre et les glaces entre autres aliments.

Il existe des hydrocolloïdes, comme l'agar agar, qui est utilisé en cuisine par les végétaliens pour éviter l'utilisation de gélatine conventionnelle, qui contient des substances d'origine animale dans sa préparation.

En pharmacie, recherche et laboratoires cliniques

Les hydrocolloïdes tels que l'agar sont utilisés dans la préparation de différents types de milieux de culture microbiologiques. Il constitue la base qui donnera une texture différente à ces milieux, qui résistent aux températures de stérilisation sans se modifier.

Pour effectuer différents procédés de chromatographie et de filtration sur gel, on utilise l'hydrocolloïde Sephadex, généralement utilisé en colonnes. Cela permet la séparation ou la purification des protéines et autres biomolécules en fonction de leur taille ou poids moléculaire différent.

En médecine

En dentisterie dans des conditions spécifiques, les hydrocolloïdes d'alginate et d'agar sont de bons matériaux pour la réalisation d'empreintes dentaires.

En médecine, les hydrocolloïdes tels que le dextran, l'hydroxyéthylamidon, la gélatine, entre autres, sont utilisés dans les fluides de perfusion et les solutions d'expansion de volume pour le traitement de l'hypovolémie.

Les hydrocolloïdes tels que les gommes sont utilisés dans la fabrication de bioadhésifs pour pansements chirurgicaux, pansements ou revêtements appliqués pour le traitement des escarres et des plaies.

La gélose comme la cellulose ne peut pas être digérée par le système digestif du corps humain, elle ne fournit donc pas d'énergie, mais elle sert de fibre qui retient l'eau, ce qui permet son utilisation dans des médicaments tels que les laxatifs.

Exemples d'hydrocolloïdes

Il existe de nombreux exemples d'hydrocolloïdes qui ont été mentionnés dans les sections précédentes, parmi lesquels les suivants peuvent être développés plus en détail:

-Le polysaccharide dextran. Il est ramifié ou réticulé, et il est formé par une grande quantité de glucose, utilisé dans le sephadex, un gel avec une structure tridimensionnelle sphérique qui a des pores à l'intérieur.

Ces sphères présentent des variations de réticulation des chaînes organiques qui les composent, obtenant différents types de sephadex. Plus la réticulation est élevée, plus la taille des pores de la sphère est petite.

-Carrageenans, qui sont différents types dérivés du galactose, comprennent les furcelarans, et sont obtenus à partir d'algues rouges de différents genres et espèces.

-Parmi la variété de gommes, il convient de souligner, à titre d'exemple, la gomme arabique, qui est obtenue à partir d'une résine extraite de divers types d'acacia.

-Et enfin parmi les dérivés des céréales se trouvent les arabinoxylanes , l' inuline, parmi de nombreux autres exemples.

Références

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