Alginate

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Acide alginique
Alginate
Alginate
Acide alginique
Acide alginique
Identification
Nom UICPA acide (2R,3S,4R,5R,6S)-6-[(2R,3R,4R,5R,6S)-2-carboxy-4,5-dihydroxy-6-méthoxyoxan-3-yl]oxy-4,5-dihydroxy-3-méthoxyoxane-2-carboxylique
Synonymes

acide alginique

No CAS 9005-32-7
No EINECS 232-680-1
Code ATC A02BX13
PubChem 25147441
No E E400
SMILES
InChI
Apparence poudre fibreuse blanche à jaune pâle, sans goût, pratiquement inodore[1]
Propriétés chimiques
Formule brute (C6H8O6)n
Masse molaire 20 000 à 240 000 g·mol-1[1]
Propriétés physiques
Solubilité sol. dans les hydroxydes alcalins, pratiquement insol. dans l'éthanol (95 %) et les autres solvants organiques[1]
Masse volumique 1,601 g·cm-3[1]
Écotoxicologie
DL50 >5 000 mg·kg-1 (rat, oral)
1 600 mg·kg-1 (rat, i.p.)[2]
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

L'acide alginique et ses dérivés (base conjuguée, sels et esters) les alginates sont des polysaccharides obtenus à partir d'une famille d'algues brunes : les laminaires ou les fucus.

Histoire[modifier | modifier le code]

Origine[modifier | modifier le code]

Les propriétés de l’alginate de sodium furent étudiées pour la première fois en 1881 par le chimiste anglais E.C.C. Standford. Il avait alors extrait, grâce à une solution alcaline, un liquide visqueux d’une algue brune de l’espèce laminaria. Il appela ce produit « algin », un terme encore fréquemment utilisé pour désigner l’alginate de sodium.

L’alginate de sodium est donc un sel extrait à partir de ce liquide visqueux issu de la paroi cellulaire d’algues brunes. Sa fonction naturelle consiste à augmenter la flexibilité de l’algue. Ainsi, les algues se développant en eaux troubles comportent généralement un contenu en alginate plus important que celles croissant en eaux calmes.

Bien que l’ensemble des algues brunes puisse être source d’alginate, des variations dans leur structure chimique influencent les propriétés du produit final. Différentes espèces sont donc récoltées en fonction des usages auxquels ils sont destinés. Les algues les plus appréciées sont la macrocystis pyrifera de Californie et l’ascophyllum nodosum, cultivé dans l’Atlantique Nord.

Composition chimique[modifier | modifier le code]

L'alginate est un polymère formé de deux monomères liés ensemble : le mannuronate ou acide mannuronique dont certains sont acétylés et le guluronate ou acide guluronique. La liaison se fait via β-1-4. La proportion et la distribution de ces deux monomères sont déterminantes pour une large expansion des propriétés physiques et chimiques de l'alginate. Sa composition chimique varie selon les diverses espèces d'algues, les différentes parties de la même plante et est sujette aux changements saisonniers. Néanmoins par sélection de matières premières aux différentes propriétés, il est possible de fabriquer une variété d'alginate aux caractéristiques constantes.

Propriétés[modifier | modifier le code]

L'acide alginique est tiré des algues et permet la production de fibres d'alginates de sodium et de calcium. Les alginates alcalins forment dans l'eau des solutions colloïdales visqueuses. Si l'acide alginique est insoluble dans l'eau, l'alginate de sodium est lui très soluble dans l'eau, et l'alginate de calcium est seulement soluble en milieu basique, notamment en solutions de savon qui sont presque toujours assez alcalines. Ses fibres sont d'ailleurs utilisées comme soutiens passagers, qui seront à éliminer après fabrication, par lavage ou par foulonnage. Pour transformer les articles en alginates insolubles, on les utilise sous forme de sels de béryllium ou de chrome.

Les alginates peuvent former des gels durs et thermostables utilisés comme additifs alimentaires (E400 à E405) permettant la reconstruction des aliments (jambon, cordons bleus, poisson panéetc.). Les alginates donnent une texture onctueuse à nombre d'aliments tels que les crèmes glacées.

Utilisations[modifier | modifier le code]

Les alginates sont utilisés comme épaississants, gélifiants, émulsifiants et stabilisants de produits industriels les plus variés depuis les gelées alimentaires, les produits de beauté, jusqu'aux peintures et aux encres d'imprimerie. Les laits gélifiés le sont par des alginates et carraghénanes, qui produisent des desserts lactés pasteurisés.

Des billes d'alginates peuvent également être utilisées en médecine pour encapsuler des médicaments ou des substances biologiques fragiles (enzymes, microorganismes, cellules animales ou humaines). L'alginate peut aussi être utilisé dans la confection de certains pansements.

L'alginate de propane-1,2-diol (E405), ester de l'acide aliginique, est utilisé, par exemple, pour stabiliser des mousses (vinification, additif de bière, etc.), et est également utilisé dans un procédé de préparation de microcapsules.

Structure du propane 1,2-diol-

L'alginate est également utilisé pour réaliser des moulages sur le corps humain grâce à ses qualités hypoallergéniques. C'est souvent le produit utilisé par les dentistes pour les prises d'empreintes dentaires. Sa couleur varie du blanc crème à l'ivoire foncé. Sa granulométrie très fine permet des empreintes très fidèles[3].

Il est aussi utilisé par les spécialistes des effets spéciaux au cinéma pour reproduire des parties du corps humain.

Procédé de fabrication[modifier | modifier le code]

L'algue est coupée et nettoyée après la récolte. Puis elle est mise à macérer dans un acide minéral dilué pour être déminéralisée. L'alginate contenu dans l'algue est ainsi transformé en acide alginique et, en même temps, certains constituants indésirables sont éliminés[4]. Les algues déminéralisées sont broyées en présence d'un alcali ou d'un sel alcalin afin de neutraliser l'acide alginique et de solubiliser celui-ci sous forme de sel correspondant. L'alginate est extrait et traité. Il est précipité, pressé, lavé et essoré, puis neutralisé, séché et moulu à la granulométrie désirée. On obtient alors différents sels aux propriétés bien précises : les alginates de métaux alcalins (sodium, potassium, magnésium, etc.) sont solubles dans l'eau tandis que l'acide alginique et son dérivé calcique (calcium, aluminium, fer, etc.) y sont pratiquement insolubles. Les sels solubles se dissolvent à basse température et forment des solutions épaisses et visqueuses, des gels résistants à la chaleur.

Commerce[modifier | modifier le code]

La France est nette importatrice d'acide alginique[Quand ?], d'après les douanes françaises[réf. nécessaire]. En 2014, ont été exportées mensuellement en moyenne 290 t et importées 90 t[réf. nécessaire], avec un prix moyen observé à la frontière de 9 000 €/t[5].

Références[modifier | modifier le code]

  1. a, b, c et d (en) Raymond C Rowe, Paul J Sheskey, Marian E Quinn, Handbook of Pharmaceutical Excipients, Londres, Pharmaceutical Press and American Pharmacists Association,‎ , 6e éd., 888 p. (ISBN 978-0-85369-792-3), p. 20
  2. « ChemIDPlus » (consulté le 3 février 2009)
  3. Techniques et pratique du staff, sur editions-eyrolles.com
  4. Les algues : une « agroressource » d'avenir, expériences autour des algues, sur CultureSciences Chimie, un site ENS-DGESCO
  5. « Prix : acide alginique », sur commoprices.com (consulté le 11 juin 2015)

Articles connexes[modifier | modifier le code]