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1 - PRÉSENTATION DES GLUCIDES

2 - PROPRIÉTÉS DES GLUCIDES

3 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : F6152 v1

Propriétés des glucides
Glucides et alimentation : aspects physicochimiques

Auteur(s) : Jean-Luc BOUTONNIER

Date de publication : 10 sept. 2014

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RÉSUMÉ

 

Cet article présente, tout d’abord, la famille des glucides, sous forme d’une classification avec les principales dénominations, les sources naturelles ainsi que les principales voies d’obtention des sucres et de leurs dérivés. Ensuite, des notions biochimiques sont abordées, afin de préciser les différentes catégories de sucres. Puis leurs propriétés physiques, biochimiques et sensorielles sont traitées. Est ensuite démontré leur impact sur la santé humaine, en termes de physiologie, de nutrition et de santé. Enfin, les aspects technologiques, relatifs aux rôles qu’ils remplissent au sein des denrées alimentaires, sont approchés par le biais de cas d’études concrets, dans différents domaines.

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Auteur(s)

  • Jean-Luc BOUTONNIER : Enseignant en génie industriel alimentaire au lycée des métiers de l'alimentation de Villefranche-de-Rouergue, France

INTRODUCTION

Les glucides, vaste famille biochimique, constituent une catégorie de nutriments qui occupe une part importante de notre ration alimentaire. Ils représentent la principale source d'hydrates de carbone de la majorité des rations alimentaires humaines. Certains d'entre eux sont d'origine naturelle, comme le saccharose, couramment appelé sucre, et produit par des végétaux dits saccharifères. Si les principales sources exploitées industriellement à prix réduit restent la canne (Saccharum robustum, officinarum…) et la betterave (Beta vulgaris altissima L), on en extrait également des sucres des fruits (raisin, pomme, melon…), de la sève d'une variété particulière d'érable (Acer saccharum), de feuilles (Stevia Rebaudiana). Au départ, seul le saccharose s'est imposé en tant que denrée alimentaire de base. Puis, ce fut le tour de l'amidon natif, glucide de réserve, extrait majoritairement du maïs, de faire son entrée sur le marché des produits de grande consommation. Ensuite, au fil du temps, avec les progrès de la science et de la technologie, l'homme, fort de nouvelles connaissances relatives à la chimie des glucides, a développé l'extraction et la purification d'autres glucides, comme le lactose, le fructose, le glucose, et mis au point des dérivés tels que les amidons modifiés, les polyols, etc.

Souvent dénommés, de manière impropre, sucres, et à l'origine de nombreux dérivés, les glucides constituent une famille biochimique à la fois remarquable et complexe, qu'il est difficile de cerner avec précision. En effet, si la plupart des publications s'accordent pour reconnaître le degré de polymérisation comme critère de classement des glucides, la bibliographie relative aux glucides propose plusieurs classifications non consensuelles (WHO/FAO en 1998, Dobbing en 1989 et Lehninger en 1981).

Les principales sources et voies d'obtention des glucides et de leurs dérivés sont abordées dans cet article de manière brève et synthétique, par le biais d'illustrations, afin de souligner la diversité des technologies mises en œuvre et des produits obtenus. Seuls deux exemples sont développés, à savoir le fructose et le lactose.

Puis, une étude biochimique permet de dresser un panorama des nombreuses substances qui constituent la grande famille des glucides et de leurs dérivés.

Ensuite, les propriétés des glucides sont étudiées. En premier lieu, une revue des principales propriétés physiques est réalisée en insistant notamment sur un aspect très important : la cristallisation, une opération au cœur de la technologie d'extraction et de purification des sucres. Dans un second temps, les principales propriétés biochimiques sont évoquées, en mettant l'accent sur les réactions de brunissement non enzymatique qui sont, tantôt évitées au regard des effets néfastes sur la qualité des produits recherchée, tantôt provoquées pour modifier la couleur et la flaveur de certaines denrées alimentaires… Enfin, les propriétés sensorielles et cognitives sont traitées.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-f6152


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2. Propriétés des glucides

2.1 Propriétés physiques

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2.1.1 Solubilité

La propriété de solubilité découle de la structure de la molécule du sucre, quant à sa propension à fixer de l'eau grâce à des liaisons hydrogène.

La dissolution du saccharose est une réaction endothermique. Sa chaleur de dissolution, qui est positive, dépend de la température, de la taille des cristaux et de leur degré de cristallinité. Celle-ci se situe, pour du sucre cristallisé, à une valeur de – 4,75 kJ · mol–1, alors que pour des cristaux broyés, elle n'est que de – 3,52 kJ · mol–1.

La solubilité se traduit par la concentration maximale d'un sucre dans l'eau qui correspond à l'état de saturation à température et à pression déterminées, c'est une grandeur physique du système.

Elle est donnée, soit par la mesure de la densité de la solution, soit par la mesure d'un indice de réfraction de la solution, qui traduit la teneur en matières sèches solubles (ou matières sèches réfractométriques), exprimée en degré Brix (oB). Cette mesure doit être réalisée à une température comprise entre 20 et 25 oC, sans quoi il faut corriger la valeur obtenue en fonction de la température de mesure. Le plus souvent, dans la pratique, on associe la teneur en matières sèches solubles de la solution à sa teneur en sucres.

Le degré Brix (oB) d'une solution traduit le pourcentage massique de matières sèches solubles contenues dans une solution. On l'utilise le plus souvent pour déterminer de manière approximative la teneur en sucres solubles contenus dans les jus de fruits, les vins, les confitures, les sorbets…

  • Pour l'ensemble des sucres, la solubilité est dite positive, à savoir que lorsque la température s'élève, la solubilité des sucres dans l'eau augmente. Cette propriété est variable selon les sucres et modifiée en présence d'un mélange de plusieurs sucres. La forme du sucre intervient également sur sa solubilité. C'est le cas du lactose qui peut exister sous 2 formes l'α-lactose...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - GRAY (J.) -   Glucides : aspects nutritionnels et santé.  -  ILSI Europe (2003).

  • (2) - ANONYME -   *  -  Nutrient tables 2010, Food Standards, Australia and New-Zeland.

  • (3) - ANCELLIN (R.) et al -   Rapport glucides et santé : état des lieux, évaluation et recommandations.  -  Agence Française de Sécurité Sanitaire des Aliments, oct. 2004.

  • (4) - BRYSELBOUT (PH.), FABRY (Y.) -   Guide technologique de la confiserie industrielle.  -  Tome 1, Éd. Sepaic.

  • (5) - MATHLOUTHI (M.) -   Les propriétés physiques et chimiques du saccharose.  -  Dossier CEDUS.

  • (6) - BURZAWA (E.), HEITZ (F.) -   La cristallisation du sucre : des bases théoriques à la production industrielle.  -  La cristallisation,...

NORMES

  • Saccharose purifié et cristallisé avec une polarisation de 99,7o au moins - Sucre blanc -

  • Saccharose purifié et cristallisé avec une polarisation de 99,5o au moins - Sucre de plantation ou sucre -

  • Sucre blanc finement pulvérisé avec ou sans adjonction d'anti-agglomérant - Sucre en poudre (sucre glace) -

  • Sucre humide purifié à grains fins, de couleur blanche, avec une teneur en saccharose plus teneur en sucre inverti non inférieure à 97,0 % m/m - Sucre mou (soft sugar ) blanc -

  • Sucre humide à grains fins, de couleur brun clair à brun foncé, avec une teneur en saccharose plus teneur en sucre inverti non inférieure à 88,0 % m/m - Sucre mou (soft sugar ) brun -

  • D-glucose purifié et cristallisé, sans eau de cristallisation, avec une teneur en D-glucose non inférieure à 99,5 % m/m sur la base du poids sec et une teneur en solides totaux non inférieure à 98,0 % m/m - Dextrose anhydre -

  • D-glucose...

1 Règlementation

  • Règlement CE No 1260/2001 du 19 juin 2001, portant sur l'organisation commune des marchés dans le secteur du sucre, définition des sucres aux annexes 1 et 2 :

ANNEXE 1

Point I

Qualité type du sucre blanc

1. Le sucre blanc de la qualité type présente les caractéristiques suivantes :

  • a) qualité saine, loyale et marchande, sec, en cristaux de granulation homogène, s'écoulant librement ;

  • b) polarisation minimale : 99,7o ;

  • c) humidité maximale : 0,06 % ;

  • d) teneur maximale en sucre interverti : 0,04 % ;

  • e) le nombre de points déterminé conformément au point II ne dépasse pas 22 au total, ni :

    • – 15 pour la teneur en cendres,

    • – 9 pour le type de couleur, déterminé selon la méthode de l'Institut pour la technologie agricole et l'industrie sucrière de Brunswick, ci-après dénommée « méthode Brunswick »,

    • – 6 pour la coloration de la solution, déterminée selon la méthode de l'International Commission for Uniform Methods of Sugar Analyses, ci-après dénommée « méthode ICUMSA ».

2. Un point correspond :

  • a) à 0,0018 % de teneur en cendres déterminée selon la méthode ICUMSA à 28o B ;

  • b) à 0,5 unité de type de couleur, déterminé selon la méthode Brunswick ;

  • c) à 7,5 unités de coloration de la solution, déterminée selon la méthode ICUMSA.

3. Les méthodes servant à la détermination des éléments...

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