biochimie alimentaire GLUCIDES.pptx

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S’intéresse à l’étude:
- des composantes biochimiques des aliments,
- des relations structure-fonction de ces molécules,
- des interactions entre ces différentes composantes
OBJECTIF: Connaitre l’importance de point de vu
nutritionnel et fonctionnel des constituants d’un
aliment

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I. Eau dans les aliments
L'eau est une denrée alimentaire ainsi que l'élément le plus commun des
aliments.
Même les aliments les plus sec contiennent de l’eau
teneurs en eau de certains aliments

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Propriétés fonctionnelles de l'eau dans les aliments
 Fonction de solubilisation (ou dispersion): l’eau c’est le solvant de
constituants hydrophiles des constituants des aliment
 Fonction de structuration : L'eau joue un rôle essentiel dans la
configuration des macromolécules alimentaires, notamment les protéines
et les glucides. L'eau détermine également la structuration de certains
constituants en micelle. C'est le cas, par exemple, des caséines dans le
lait.
 Fonction de mobilisation : L'eau, est le facteur de mobilité le plus
répondu dans les produits alimentaires.

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Les états de l’eau dans les aliments
Dans un tissu vivant l’eau peut se présenter sous trois états différents
Eau libre: représente 80% de l’eau totale des tissus végétaux. c’est
une eau facilement évaporable et disponible pour jouer un rôle de
vecteur ou d’agent chimique
Eau liée: représente 20% de l’eau totale. c’est une eau liée par des
liaison faible et demande un traitement thermique pour son évaporation
Eau de constitution: cette eau ne peut être évaporée sans
provoquer la dénaturation ou des dommages des molécules

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L’activité de l’eau dans les aliments
La teneur en eau d’un aliment n’est pas suffisante, a elle seule, pour
expliquer l’état de cette élément au sein d’un aliment
car en réalité toute l’eau dans un aliment est sous forme liée.
le plus important a savoir c’est a quel degré cette eau est elle liée
Activité de l'eau décrit l'état d'énergie ou la tendance à l’évaporation de l'eau
dans un échantillon. Il indique le degré de liaison, structurel ou chimique, de
l'eau dans les produits.

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Tant la teneur en eau que l'activité de l'eau d'un échantillon doit être indiquée
pour décrire pleinement l’état de l’eau qu’il contient.
Toutefois, l'activité de l'eau est la propriété la plus pertinente pour la qualité
et de sécurité alimentaire.

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Relation entre teneur en eau et activité de l’eau: Isotherme de sorption

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Relation entre teneur en eau et activité de l’eau: Isotherme de sorption
les isothermes de sorptions des aliments sont produit et température
dépendants

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Plusieurs techniques de conservations ont été alors développés
moyennant:
 la réduction de l’activité de l’eau notamment:
 le séchage (kedid)
 la réfrigération et la congélation (les légumes et fruits)
 les saumures (l’olive)
 les confitures
 les marmelades...

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Relation entre activité de l’eau et stabilité d’un aliment

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Exemple: Activité de l'eau et les réactions d'oxydation des lipides

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Exemple: le brunissement non enzymatique (Réaction de maillard)

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Exemple: le brunissement non enzymatique (Réaction de maillard)

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Exemple: le brunissement enzymatique et hydrolyse de constituant
Les réactions d’hydrolyses et de
brunissement enzymatique d’élèvent
a des taux considérable quand
l’activité de l’eau dépasse 0,7.
Pour éviter ce problème on procède à
la congélation ou la réfrigération lors
de l’entroposage, ou même un
blanchiment avant déshydratation ou
congélation

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Les glucides sont des composés polyalcools organiques de formule
générale : (CH2O)n, caractérisés par la présence d’une fonction
carbonyle sur leur carbone 1 (aldéhyde) ou sur leur carbone 2 (cétone).
Les glucides alimentaires sont composés des trois classes précitées:
Monosaccharides: oses simples
Disaccharides: association de deux oses
Oligosaccharides: association de 3 – 10 oses
Polysaccharides: association de milliers oses
Il existe des composés non glucidiques dérivant des oses répandus
chez les végétaux et les fruits qu’on appelle les polyols. Ces composés
possèdent, parfois, les mêmes propriétés que les oses.

2.1. Classification biochimique des glucides
(Rappel)
•1- Monosaccharides (oses) (1 unité de
glycose)
A- Trioses (C3H6O3)
B- Tetroses (C4H8O4)
C- Pentoses (C5H10O5)
Ribose, Arabinose, Xylose, Xylulose
D- Hexoses (C6H12O6)
Glucose, Galactose, Mannose,
Fructose

•2- Oligosaccharides (2-10 unités de
glycose)
A- Disaccharides (C12H22O11)
Sucrose, Maltose, Cellobiose, Lactose
B- Trisaccharides (C18H32O16)
Raffinose
C- Tetrasaccharides (C24H42O21)
Stachyose
D- Pentasaccharides (C30H52O26)
Verbascose

• 3- Polysaccharides(Polyosides) (>10 unités de glycose)
A- Homoglycanes (même unité de glycose)
A1- Pentosanes (C5H8O4)n
Arabans, Xylans
A2- Hexosanes (C6H10O5)n
a- Glucanes
Amidon: liaison alpha
Dextrines: liaison alpha
Glycogène: liaison alpha
Cellulose: liaison bêta
b- Fructanes
c- Galactanes
d- Mannanes

• 3- Polysaccharides (>10 unités de glycose) suite
B- Hétéroglycanes (2-6 unités de glycose différentes)
B1- Pectines : liaison alpha
B2- Hémicelluloses : liaison bêta
etc
• 4- Composantes spéciales
A. Cutines
B. Lignine (n’est pas un hydrate de C)

•A- Constituants des aliments
• 1- Généralités
• 2- Constituants glucidiques
• 2.1. Classification biochimique des glucides
• 2.2. Classification selon la localisation ds cellule
• 3- Constituants azotés
• 4- Constituants lipidiques
• 5- Analyse des aliments
•B- Fourrages
•C- Racines, tubercules et leurs ss-
produits
•D- Aliments concentrés

• On distingue 2 grandes catégories de glucides selon
leur localisation ds la cellule végétale:
- Les glucides cytoplasmiques ou intracellulaires,
- Les glucides pariétaux.

Les glucides intracellulaires
• Sont constitués des sucres hydrosolubles, des grains
d’amidon et des fructosanes:
- Sucres hydrosolubles : <10% de la MS des aliments
d’origine végétale, sauf: qqs graminées jeunes,
betterave, mélasse qui st ++ riches.
La conc max est atteinte avant le début de l’épiaison
des graminées et peu avant le début du
bourgeonnement des légumineuses.

• Amidons: abondants ds grains, tubercules, leurs
ss-produits.

• Fructosanes: s’accumulent à la base des tiges des
graminées.

Les glucides pariétaux
Sont les constituants des parois cellulaires:
• Les glucides proprement dits (polyosides):
- la cellulose,
- les hémicelluloses,
- les substances pectiques.
• Les constituants non glucidiques qui leur sont
associés:
- la lignine

La cellulose
• Est le principal constituant de la paroi des cellules
végétales, des tissus de soutien et des vaisseaux du
bois (xylème)
• Est formée de longues chaînes de molécules de
glucoses dont les liaisons osidiques ne peuvent être
rompues au cours de la digestion que par les enzymes
bactériennes.

LA PAROI PRIMAIRE DE LA CELLULE VEGETALE-Architecture moléculaire de la paroi
• Cellulose seule
Les molécules de cellulose
(chaînes de béta glucose) sont
associées sous forme
de microfibrilles
Les microfibrilles de cellulose
constituent la charpente de la
paroi.

Ces microfibrilles sont réunies entre elles par une matrice
constituée d'hémicelluloses et de pectines.
Celluloses et hémicelluloses. Certaines
hémicelluloses (xyloglucanes)
permettent le positionnement des fibrilles
cellulosiques entre elles. Cellulose et
xyloglucanes sont réunis par des liaisons
H
Cellulose, hémicelluloses et pectines
Un réseau supplémentaire de pectines
augmente la complexité de la matrice.

A la fin de la croissance le réseau polysaccharidique peut
être solidifié par un réseau secondaire de protéines HRGP
(Hydroxyproline Rich Glyco Proteins).
Cellulose, hémicelluloses, pectines et
HRGP.

La paroi ne contient pas que des polysaccharides. Les
autres constituants les plus importants sont :
• La lignine: formée d’alcools, incruste progressivement les
fibres polyosidiques des tissus de soutien et des vaisseaux
ligneux.
C’est une substance totalement indigestible.

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2-2. formation de solution et des sirops:
Les sucres sont solubles dans l’eau grâce au groupement hydroxyles qu’ils
contiennent et forment facilement des sirops.
2-3. corps et texture à la bouche:
L’addition des sucres rend l’aliment plus visqueux. Si le sucre est remplacé
par un ‘non nutritive’ ou un adoucisseur non glucidique, tel que l’Aspartame
ou saccharine, l’aliment aura une consistance plus liquide et moins épaisse.
NB: C’est pourquoi quand on utilise des matières sucrantes autres que
les sucres on doit souvent ajouter un épaississent comme l’amidon ou les
gommes

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2-4. Fermentescible:
 Les sucres sont facilement digérés et métabolisés par l’organisme et lui
fournissent de l’énergie (4 kcal/g).
 Ils sont aussi fermentescible par les microorganismes. cette propriété est
très importante en industrie:
- les procédés de panification (fermentation par les levures et
production de CO2)
- Les produits laitiers, les boissons alcoolisées,…
2-5. Agents de conservation:
A forte concentration, les sucres réduisent la croissance bactérienne en
diminuant l’activité de l’eau et en augmentant la tension osmotique c’est
le cas des confitures et des gelées.

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2-6. Couleur:
Les sucres réducteurs sont responsables de la couleur brunâtres de certains
aliments quand ils réagissent avec les fonctions amines des protéines. Il s’agit d’une
réaction de brunissement non enzymatique dite Réaction de Maillard (ex:
fritures, grillades, panification...)
2-7 Caramélisation:
Sous l’effet de haute température, les sucres peuvent caraméliser, donnant une
coloration brunâtre.
La caramélisation est due à la décomposition des sucres aboutissant à la
formation d’une variété de produits tels que: acides organiques, aldéhydes, et
cétones.
NB: Cette réaction n’implique pas les protéines ou les acides aminés et ne doit
pas être confondue avec la Réaction de Maillard.

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2-8. Cas des polyols:
Ils sont en générale moins sucrés que le saccharose ou même autres
monosaccharides.
C’est pourquoi d’ailleurs qu’on les associent avec d’autres édulcorants.
Ajoutés dans les aliments à cause de:
- Faible contenu calorique

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4- Autres amidons modifiés
4-1. Amidons réticulés: différentes molécules permettent la liaison des
molécules d’amidon entre elles c’est la réticulation.
La réticulation réduit le gonflement et augmenter la résistance au
cisaillement

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La réticulation de l'amidon est effectuée en faisant réagir une
suspension alcaline (pH 7,5-12) de grains d'amidon à 30-45% de
matière sèche avec un réactif autorisé par la législation. Ces réactifs
sont l'oxychlorure de phosphore, le trimétaphosphate de sodium et des
mélanges d'anhydride adipique et acétique.
La réaction se déroule à 25-50°C pendant des temps variables
pouvant atteindre 24h.

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Les amidons
 Quelque utilisation de l’amidon et ces dérivés en Industrie
 En boulangerie, l’ajout de dextrose dans le pain et dans d’autres
produits de boulangerie permet une fermentation plus rapide et
plus complète. sans oublier la coloration due au brunissement non
enzymatique.
 Dans les conserverie de fruits le sirop de glucose remplace de
plus en plus le saccharose, ce qui aide à maintenir le pourcentage
désiré de produit solide sans donner un goût trop sucré (pouvoir
édulcorant 0,4 à 0,7)

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Les amidons
 En confiserie, le dextrose et le sirop de glucose sont utilisés.
L’amidon et l’amidon modifié sont employés dans la
fabrication de dragées, de caramels, de gommes dures et
tendres, de fondants
 L’amidon est utilisé en papeterie: collage des couche de
papier et carton plier, et pour améliorer la qualité
d’impression du papier...

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Les amidons
 L’amidon joue un rôle important dans l’industrie textile:
protection des fils, finition de vêtement (fermeté) et permet
l’impression de certaine couleurs sur le tissu.
 L’amidon peut servir d’excipient dans la composition d’un
médicament de par son faible apport énergétique et de sa non
toxicité. Il est également utilisé dans le capsulage des gélules.

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Les amidons
 Les cyclodextrines permettent d’augmenter la solubilité et
l’absorption des médicaments. La quantité nécessaire de
produit étant ainsi très réduite, elle entraîne une diminution des
effets indésirables tels que les irritations d’estomac et des
coûts financiers.

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Chimiquement: polymères linéaires de l’acide galacturonique relié par des
liaisons α(1-4).
Une partie des groupements carboxyles des acides galacturoniques est
estérifiée par le méthanol.

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Les Pectines sont utilisées comme un ingrédient fonctionnel dans différentes
industries alimentaire grâce à ces propriétés gélifiantes.
Exemple: confitures et gelées, préparations de fruits, concentré de
boissons de fruits, jus du fruits, desserts et produits laitiers fermentés.
Les pectines commerciales sont classées selon leur degré d'estérification
(DE):
HM (hautement estérifiées/méthylées);
LM (Faiblement estérifiées)
et LMA (Faiblement estérifiées amidées).
4- Les polysaccharide dans les aliments
 Les Pectines (E440)
Extraction à partir: Marc de pomme, zeste de citrus, la pulpe de
betterave sucrière, tournesol, pomme de terre...

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4- Les polysaccharide dans les aliments
Comment se forment les gels de pectines?
Un gel c’est un réseau moléculaire qui piège l’eau à son intérieur
Les Pectines LM: les fonctions Carboxylique et Alcools sont chargé négativement
et empêcheraient le rapprochement entre les molécules de pectines. Celles-ci ne
peuvent former de gel qu’en présence d’ion bivalent tel que le calcium.

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