Gélatine

Gélatines
Général
No CAS	9000-70-8
No EINECS	232-554-6
No E	E441
Propriétés physiques
Solubilité	Sol dans l'eau chaude, le glycérol, l'acide acétique; Insol dans les solvants organiques, l'alcool, le chloroforme, l'éther[1]
Masse volumique	0, 68 g∙cm-3 (20°C) [2]
Précautions
NFPA 704[2]
0 1 0
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

La gélatine est une substance solide translucide, transparente ou un peu jaune, presque sans goût et sans odeur, obtenue par l'ébullition prolongée de la peau animale et des tissus conjonctifs. Elle possède de nombreuses applications dans le domaine culinaire, de la médecine ou de l'industrie.

En outre, la gelatine est reconnue comme un ingrédient en termes d'étiquetage (norme européenne^[3]) et non pas comme un additif, c'est pourquoi elle n'a pas de numéro E. On peut néanmoins toujours la trouver avec l'attribut E441, dans la mesure où elle reste reconnue par certaines firmes agro-alimentaires comme un additif gélifiant.

Propriétés physiques

La gélatine est un produit protéiné obtenu par hydrolyse partielle du collagène extrait de la peau, des os, des cartilages, des ligaments, etc. Les liaisons moléculaires entre les brins de collagène sont alors brisés. La gélatine fond quand elle est chauffée et se solidifie quand elle est refroidie. Mélangée à de l'eau, elle forme un gel colloïdal semi-solide.

Production

À l'échelle industrielle, la gélatine est fabriquée à partir de sous-produits de l'industrie du cuir et de la viande, essentiellement les os et dépouilles des bovins. Les phoques et les requins sont aussi d'excellentes sources de collagène, alors que les os de porcs et autres os de seconde qualité ne sont pas utilisés pour cela ^[4]. Au contraire de l'idée reçue, la corne n'est pas utilisée. Les matériaux bruts sont préparés par des procédés de séchage, des procédés acides et des procédés basiques, qui sont employés pour extraire le collagène, ce qui peut prendre plusieurs semaines. La production mondiale est de l'ordre de 250 000 tonnes par an.

Le maintien à ébullition de certains cartilages ou os permet d'obtenir de la gélatine dissoute dans l'eau. Suivant sa concentration, le bouillon obtenu peut former naturellement une gelée par refroidissement. C'est un procédé utilisé par exemple dans la préparation du pot-au-feu.

Le processus de fabrication de la gélatine consiste en trois étapes :

1. des prétraitements pour préparer la matière brute à l'étape d'extraction et pour éliminer les impuretés qui pourraient avoir des effets négatifs sur les propriétés physico-chimiques de la gélatine finale,
2. l'étape d'extraction, effectuée essentiellement avec de l'eau chaude ou des solutions d'acide diluées, pour hydrolyser le collagène en gélatine,
3. les traitements de raffinement incluant la filtration, la clarification, l'évaporation, la stérilisation, le séchage, le broyage et le tamisage.

Prétraitements

Si le matériau brut de la production est des os, des solutions diluées d'acide sont utilisés pour éliminer le calcium et les minéraux semblables. S'il s'agit de peau ou de cuir, les prétraitements principaux sont le lavage, l'arrachage des poils et le dégraissage.

De l'eau chaude ou différents solvants peuvent être utilisés pour dégraisser. Le taux de graisse ne devra pas excéder 1 % avant la première étape d'extraction.

Le matériau brut est préparé pour l'extraction par trois méthodes différentes : l'acide, l'alcali ou les traitements enzymatiques :

• le traitement à l'acide est spécifiquement utilisé pour des matériaux moins réticulés comme le collagène de la peau de porc. Il dure normalement de dix à quarante-huit heures. La gélatine obtenue est nommée gélatine type-A.
• le traitement à l'alcali est utilisé pour des collagènes plus complexes comme ceux du cuir de bovin. Ce processus nécessite normalement plusieurs semaines. Son objectif est de détruire les réticules chimiques toujours présents dans le collagène. La gélatine obtenue est nommée gélatine type-B.
• les traitements enzymatiques sont assez nouveaux et présentent des avantages comparé au traitement à l'alcali : le processus est rapide, le rendement est quasiment de 100 %, la gélatine est plus pure et les propriétés physiques de la gélatine obtenue sont meilleures.

Extraction

Le collagène partiellement purifié est converti en gélatine par extraction avec soit de l'eau soit des solutions d'acide à des températures adaptées. L'ensemble des processus industriels utilisent un pH neutre ou acide car un pH basique accélère la conversion mais facilite les processus de dégradation. La concentration en acide fluctue cependant selon les processus. L'extraction a lieu en plusieurs étapes et la température augmente le plus souvent dans les dernières. Cette procédure assure une dégradation thermique minimale de la gélatine extraite.

Raffinement

Cette étape permet la filtration, la clarification, l'évaporation, la stérilisation, le séchage, le broyage et le tamisage de la gélatine obtenue. Ces opérations dépendent de la concentration et du type de gélatine. Pour minimiser la dégradation, la température est limitée tant que envisageable et les processus sont rapides.

Gélatine comestible

La gélatine comestible est commercialisée sous forme de feuillets, de granules ou en poudre. Certaines formes peuvent être ajoutées directement dans la préparation culinaire, d'autres nécessitent un trempage préalable dans de l'eau.

Des variétés spécifiques de gélatine peuvent être préparées à partir de poisson ou de certains animaux de façon à être halal ou kasher. Les végétariens ou les végétaliens peuvent utiliser d'autres produits tels l'agar-agar, la pectine ou le konjac (quelquefois appelé de manière incorrecte «gélatine végétale»). Ces produits, des glucides, et la gélatine, constituée de protéines, sont complètement différents d'un point de vue chimique. Cependant, le nom gélatine est quelquefois utilisé pour qualifier l'ensemble des types de gels et de gelées, mais, de manière correcte, le terme ne s'applique qu'aux produits issus de protéines animales. Il n'existe pas de gélatine d'origine végétale.

Utilisations

Son usage le plus connu est probablement celui d'agent gélifiant en cuisine. De la gélatine de différents types et de différentes qualités est utilisée dans la plupart d'applications, dans le domaine alimentaire comme pour des produits non-alimentaires.

Usages alimentaires

La plupart de produits alimentaires contiennent de la gélatine, comme par exemple le Jell-O, les aspics ou la guimauve. La gélatine est parfois utilisée comme épaississant, stabilisant ou agent texturant dans des produits comme les crèmes glacées, les confitures, les yaourts, la margarine… Elle est aussi utilisée dans les produits allégés pour stimuler la sensation de gras en bouche et créer du volume sans ajouter de calories.

La gélatine est utilisée pour éclaircir des jus, surtout le jus de pomme, mais aussi le vinaigre.

Dans l'industrie

• La gélatine fait partie des principaux constituants des gélules contenant des médicaments.
• Elle est utilisée pour maintenir les cristaux d'halogénure d'argent en émulsion dans presque l'ensemble des films photographiques. Malgré de nombreux efforts, aucun substitut n'a été mis au point qui présente la même stabilité et le même coût faible que la gélatine.
• Elle est utilisée comme agent enrobant ou pour la séparation de certaines substances. Elle rend le β-carotène soluble dans l'eau, ce qui permet d'obtenir une couleur jaune pour de nombreuses boissons.
• Elle est utilisée comme agent collant pour les têtes d'allumettes et le papier de verre.
• Certains produits cosmétiques contiennent un dérivé de la gélatine, le «collagène hydrolysé».
• Utilisée comme durcisseur de surface, elle sert à rendre plus lisse le papier d'impression brillant ou les cartes à jouer, et de maintenir les plis du papier crépon.
• La gélatine est utilisée pour la clarification des vins par collage. Du gel de silice et des tanins peuvent être utilisés en complément.

Autres usages

• Les blocs de gélatine sont utilisés pour simuler les tissus humains sous forme de cibles pour le test des armes à feu ou des munitions.
• Elle est utilisée en natation synchronisée pour maintenir les cheveux au cours de l'évolution.

Propriétés médicales

Pendant des décennies, la gélatine a été présentée comme une source de protéines. Elle avait aussi la réputation d'agir comme fortifiant pour les ongles et les cheveux. Cependant, il n'existe que particulièrement peu de résultats scientifiques pour soutenir cette hypothèse, qui sont plutôt liées aux techniques de marketing efficaces utilisées dans les années 1890. En réalité, le corps humain produit en quantités importantes les protéines constituant la gélatine. De plus, les problèmes de fragilités des ongles sont plus liés à un manque d'humidité qu'à celui de protéines.

Bien que la gélatine soit constituée à à peu près 98-99 % (en poids à sec) de protéines, le corps humain n'est pas capable de l'utiliser directement. Elle possède par conséquent une valeur nutritionnelle spécifiquement faible. Les acides aminés constituant la gélatine sont : la glycine (21 %), la proline (12 %), l'hydroxyproline (12 %), l'acide glutamique (10 %), l'alanine (9 %), l'arginine (8 %), l'acide aspartique (6 %), la lysine (4 %), la sérine (4 %), la leucine (3 %), la valine, la phénylalanine et la thréonine (2 %), l'isoleucine et l'hydroxylysine (1 %), la méthionine et l'histidine (< 1 %) et la tyrosine (< 0,5 %). Ces valeurs sont variables (surtout pour les constituants minoritaires) et dépendent de la source de matériaux bruts et de la technique de préparation.

La gélatine contient un taux ingénéralement élevé d'acides aminés non essentiels, la glycine et la proline (qui sont produits par le corps humain), tout en étant déficitaire en acides aminés essentiels (non produits par le corps humain). Il fait partie des rares aliments dont la consommation exclusive occasionne un déficit en protéines. Elle ne contient pas de tryptophane et est déficitaire en isoleucine, thréonine et méthionine. Quelques personnes moururent des suites de malnutrition dans les années 1970, tout en suivant un régime particulièrement populaire de «protéines liquides».

Sécurité alimentaire

Des règlementations strictes s'appliquent à l'ensemble des étapes du processus de fabrication de la gélatine. Celle-ci est produite à partir de matières premières naturelles provenant d'animaux examinés et homologués pour la consommation humaine par les autorités vétérinaires. Les règles sanitaires relatives aux matières premières fraîches sont appliquées et chaque lot de matière première livré à l'usine de fabrication est immédiatement vérifié et documenté.

Au delà de la qualité des matières premières, le processus de production forme en lui-même une mesure efficace d'assurance qualité. Dans le processus de production, un dispositif de surveillance complet assure que des risques potentiels sont réduits à leur minimum. Aux États-Unis, l'Organisme de certification des aliments et des médicaments (FDA - Food and Drug Administration) a étudié depuis 1997, avec l'appui du Comité Consultatif TSE, le risque potentiel de transmission à l'homme de maladies animales, et surtout de l'encéphalopathie spongiforme bovine (BSE). Cette étude a scientifiquement prouvé que le procédé de fabrication de gélatine forme une barrière efficace contre la prolifération d'envisageables prions BSE.

Les tests se sont appuyés sur un scénario catastrophe dans lequel la matière première provenait de bétail contaminé par le BSE. Aucun prion BSE n'a pu être détecté dans la gélatine produite quelle que soit la méthode industrielle utilisée. Les injections de ces gélatines dans le cerveau d'animaux expérimentaux n'ont pas permis de reproduire le BSE.

À la suite à ces expériences, le FDA a confirmé la sécurité de la gélatine issue d'os bovins. Préalablement au FDA, le Comité de pilotage Scientifique (SSC - Scientific Steering Committee) de l'Union Européenne a réaffirmé en 2003 que le risque associé à la gélatine d'os bovins était quasi nul. En 2006, l'Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA) a entériné l'avis du SSC et confirmé que le risque de BSE lié à la gélatine d'os était particulièrement réduit et qu'il n'y avait aucune raison d'exclure le crâne et les vertèbres des bovins âgés de plus de 12 mois des matières premières utilisées dans sa fabrication.

Tous les fabricants sérieux de gélatine suivent actuellement le dispositif de qualité ISO 9001 afin d'être conformes à la totalité des standards de production et de qualité physique, chimique, microbiologique et technique exigés. Ainsi, l'ensemble des étapes de fabrication respectent les règles mondiales et des paramètres de qualité spécifiques aux clients et sont garanties et documentées. Pour les gélatines de catégorie pharmaceutique, les règles strictes du FDA et du CPMP Européen et de la Pharmacopée Européenne doivent être appliquées. Un point détaillé des dispositions réglementaires relatives à la production de gélatine est disponible dans le «Gelatine Handbook» (Schrieber et Gareis, 2007), en pages 99-101.

Tabou alimentaire

La consommation de gélatine est haram selon l'islam si elle provient de porcs ou même d'autres animaux (car les animaux doivent être abattus selon le rite islamique), mais d'autres sources Islamiques rendent licite la gélatine dans la mesure où elle a subi des transformations.

Elle est aussi interdite, non casher, dans le Judaisme, provenant du porc ou de tout autre animal.

Histoire (XIX° siècle)

Suite à la Révolution française, pour palier les disettes, l'administration chercha à promouvoir de nouveaux types d'aliments. Le chimiste Joseph d'Arcet s'enthousiasma spécifiquement pour la gélatine. De nombreuses recherches furent faites à la suite, surtout de 1841 à 1846 par Claude Bernard, sur les conseils de son maître Magendie, qui avait démontré l'obligation d'une source externe d'élément azoté. Ces expériences furent peu concluantes, mais c'est uniquement au début du XX° siècle que la raison en fut comprise, autrement dit l'absence dans la gélatine d'acides aminés "essentiels" (non fabriqués par l'organisme). ^{[réf.  incomplète][5]}

Notes et références

Annexes

Liens externes

• (en) Gelatin Production and Prion Theory - Dr. Roland Heynke, General Information about Gelatin and Mad Cow Disease including references to various studies
• (en) Gelatin Food Science - Dr Bernard Cole
• (en) Inactivation of the bovine-spongiform-encephalopathy (BSE) agent by the acid and alkali processes used in the manufacture of bone gelatine - Grobben, A. H. ; Steele, P. J. ; Somerville, R. A. ; Taylor, D. M., Biotechnology and Applied Biochemistry (2004), 39, 329-338 - Login indispensable [pdf]

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La version présentée ici à été extraite depuis cette source le 05/11/2009.
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