Huiles végétales, margarines et matières grasses industrielles : les solutions technologiques à la réduction des acides gras trans (AGT)

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Afin de réduire la présence d'acides gras trans dans les matières grasses végétales concernées, les fournisseurs de matières premières ont engagé de nombreuses recherches : travail sur la technique d'hydrogénation partielle pour mieux la maîtriser (couple temps/température) ; choix optimisé des corps gras utilisés ; procédés alternatifs à l'hydrogénation partielle... De leur côté, les industriels utilisateurs ont adapté leurs recettes à ces nouvelles matières premières pour fabriquer des produits aux qualités technologiques et organoleptiques répondant aux attentes des consommateurs. La combinaison de tous ces efforts a permis de mettre sur le marché des produits avec une teneur en acides gras trans réduite voire nulle.

« Huiles végétales, margarines et matières grasses industrielles : les solutions technologiques à la réduction des acides gras trans (AGT) » Les AGT issus de la production et de la transformation des huiles et des corps gras végétaux sont liés à la mise en oeuvre de deux procédés : l’hydrogénation partielle et l’application de températures élevées lors de la dernière étape du raffinage des huiles (désodorisation). Les traitements à haute température conduisent à la formation d’isomères trans des acides gras polyinsaturés (AGPI) linoléique (C18 :2 n-6) et linolénique (C18 :3 n-3) alors que le procédé catalytique d’hydrogénation partielle génère des isomères trans monoinsaturés (C18 :1t n-9, acide élaïdique majoritaire).

A la différence des doubles liaisons cis (les plus courantes), les insaturations trans conduisent à des molécules à la géométrie plus droite (proche de celle des acides gras saturés) qui s’intègrent plus aisément dans le réseau cristallin formé par les matières grasses : ainsi, le comportement à la fusion des AGT se situe entre celui des acides gras saturés et celui des acides gras insaturés cis. Cette propriété explique pourquoi les AGT ne sont pas neutres en termes de fonctionnalité et que leur substitution dans certaines applications où ils remplissent en partie la « fonction solide » puisse poser quelques difficultés de formulation.

L’adaptation des huiles et des corps gras aux besoins technologiques

Certains aliments incorporant des matières grasses nécessitent que celles-ci soient concrètes (ou solides) pour répondre à des exigences particulières de stabilité à l’oxydation et aux propriétés fonctionnelles de texture (croustillant, croquant ou fondant) qu’ils requièrent. La dureté d’un corps gras dépend de sa composition en acides gras (saturés, monoinsaturés, polyinsaturés) et surtout de la structure des triglycérides, leurs constituants majoritaires et le principal « véhicule » des acides gras. Cette structure triglycéridique, c’est- à-dire la manière dont les acides gras sont estérifiés sur les trois fonctions alcool du glycérol, conditionne le rapport « solide » / « liquide » d’un corps gras à une température donnée. Le % en solide d’une matrice grasse est ainsi un indicateur essentiel pour le choix d’une matière grasse adaptée à l’application visée.

Les matières grasses concernées sont les margarines, pâtes à tartiner (qui sont des produits émulsionnés), shortenings (mélange de matières grasses anhydres, pré-cristallisé ou non selon l’utilisation, destiné principalement à la biscuiterie) ou équivalents du beurre de cacao.

Les produits alimentaires mettant en oeuvre ces matières grasses sont les produits de boulangerie pâtisserie (viennoiseries, cookies, biscuits, crackers ...), céréales pour petit déjeuner à matières grasses ajoutées, potages en poudre, confiseries (bonbons, barres chocolatées ...), snacks, etc.

L’hydrogénation

Ce procédé a pour but de saturer les doubles liaisons des acides gras insaturés des huiles végétales et des corps gras. Une fois hydrogénée, l’huile plus riche en acides gras saturés est de ce fait moins sensible à l’oxydation et présente un rapport « solide » / « liquide » augmenté qui lui confère des propriétés de texturation adaptées à certaines applications.

On appelle hydrogénation partielle une réaction qui a donné lieu à un % de saturation donné (inférieur à 100%) : ce procédé conduit à la formation d’isomères trans dont la quantité varie avec les paramètres de la réaction. La réaction se fait en présence de catalyseur à des températures généralement comprises entre 100 et 180°C. La figure 1 montre que le % d’AGT formés dépend de la qualité du catalyseur et de la température de la réaction. Pour un degré de saturation donné (% de saturation ou d’hydrogénation), il est ainsi possible de maîtriser la formation d’AGT [1].

Hydrogénation

On appelle hydrogénation totale une réaction d’hydrogénation conduite jusqu’à son terme, c’est-à-dire où tous les acides gras insaturés ont été transformés en acides gras saturés : l’huile totalement hydrogénée ne contenant plus de doubles liaisons, ne contient évidemment plus d’isomères trans.

Procédés mis en oeuvre pour réduire la formation d’AGT dans les matières grasses devant répondre à des besoins technologiques

Dès la fin des années 90, des solutions technologiques avaient été mises en place pour réduire les quantités d’AGT dans les margarines et shortenings utilisés dans certains produits alimentaires. C’est en particulier le cas des margarines et matières grasses à tartiner avec pour certaines d’entre elles, un ensemble de reformulations aboutissant à une gamme de produit contenant moins de 1% d’AGT en 1996 [2].

En ce qui concerne les shortenings utilisés sur la même période, les données, plus diversifiées, montraient déjà une tendance à la réduction de l’apport en AGT.

Ces évolutions sont dues à la fois à un choix optimisé de matières premières et à la mise en oeuvre de procédés alternatifs à l’hydrogénation partielle.

Le fractionnement

Le fractionnement des corps gras est un procédé physique de transformation qui a pour but de séparer les triglycérides « solides » (les plus riches en acides gras saturés) de ceux plus insaturés sont plus fluides ou « liquides ». Cette séparation est réalisée par un refroidissement contrôlé du corps gras, provoquant la cristallisation d’une fraction « stéarine » solide, ensuite séparée d’une fraction « oléine », plus fluide.

La composition en acides gras des deux fractions obtenues est évidemment différente de celle du corps gras de départ.

L’huile de palme constitue la principale application de ce procédé. Le fractionnement peut être opéré une seconde fois sur les premières fractions obtenues, aboutissant ainsi à une gamme de fractions présentant des températures de fusion échelonnées de moins de 20°C à plus de 50°C.

Ces fractions sont utilisées en tant que composant des phases grasses pour margarines et en tant qu’équivalents ou substituts de beurre de cacao.

L’interestérification

L’interestérification est un procédé qui a pour but de redistribuer les acides gras sur le glycérol, provoquant ainsi une modification des propriétés de fusion de l’huile. L’interestérification d’une huile ne modifie pas sa composition en acides gras totaux.

Ainsi, un mélange initial qui contient 46% de « solides » à 60°C avec une température de fusion de 65°C peut être transformé par interestérification en un mélange de nouveaux triglycérides avec une température de fusion de 50°C et un taux de solides à 60°C très significativement abaissé à 5,5%.

Combinaisons de procédés générant peu ou pas d’AGT

L’objectif de produire une matière grasse à teneur réduite ou nulle en AGT, continuant à répondre aux attentes organoleptiques, peut ainsi être atteint en faisant un choix approprié de matières premières (huiles fluides ou semi-fluides ou graisses concrètes) et en combinant plusieurs des procédés formant peu ou pas d’AGT [1].

Par exemple, des huiles fluides peuvent être totalement hydrogénées pour donner des matières grasses concrètes (teneur en AGT < 1 %) ; celles-ci peuvent être interestérifiées avec des huiles fluides pour moduler le comportement à la fusion et réduire la teneur en solides, cette orientation pouvant être au besoin parachevée par un fractionnement complémentaire.

D’un autre côté, des « huiles » ou graisses solides ou semi-fluides pourront par fractionnement donner une fraction stéarine moyennement solide, elle-même susceptible d’être modifiée par interestérification.

Sans que ces procédés soient systématiquement tous mis en oeuvre, ils constituent des voies alternatives disponibles pour obtenir des phases grasses répondant aux fonctionnalités requises par les différentes applications.

La production de phases grasses optimisées fait toujours l’objet de recherche comme par exemple le programme NUTRISAT (*) qui vise à ce que les solutions alternatives proposées répondent aux contraintes technologiques et aux exigences organoleptiques (goût, texture) de certains "produits difficiles", tout en prenant en compte les recommandations nutritionnelles (nature et quantité d’acides gras saturés) en intégrant une étude nutritionnelle (sur modèle animal) centrée sur les paramètres sanguins du risque cardiovasculaire.

Le raffinage des huiles et des corps gras

Le raffinage a pour but de maintenir ou d’améliorer les caractères organoleptiques et la stabilité des corps gras alimentaires. La désodorisation, dernière étape du raffinage, consiste à injecter sous vide, de la vapeur d’eau dans l’huile portée à des températures comprises entre 180 et 240°C. Il s’agit donc au cours de cette dernière opération de maîtriser et limiter la formation d’acides gras isomères trans.

Les paramètres qui conditionnent l’efficacité de la désodorisation sont la température et la durée de l’opération. La figure 2 représente les limites de ces paramètres température - durée au-delà desquelles un certain degré d’isomérisation des deux acides gras polyinsaturés linoléique (1% dans cet exemple) et linolénique (10%) présents dans les huiles végétales (par exemple tournesol, colza et soja) est dépassé. Ainsi une température de 230°C pendant 1,5 heure conduit à des degrés d’isomérisation inférieurs à 1% de l’acide linoléique et à 10% de l’acide linolénique. Mais une température de 245°C avec le même temps de séjour, conduirait à dépasser les 10% pour l’acide linolénique et à atteindre les 1% pour l’acide linoléique. Les modèles à la base de l’établissement de ces abaques permettent de maîtriser la formation d’AGT au cours du procédé [3].

Désodorisation

Dès la fin des années 90, il était ainsi possible de produire des huiles raffinées dont les AGT totaux étaient en moyenne inférieurs à 1% des acides gras totaux sans jamais dépasser 2%.

Huiles végétales, margarines et matières grasses industrielles : une évolution dès la fin des années 90

Au début des années 90, la teneur en AGT des produits de boulangerie pâtisserie (biscottes, craquelins, tartes, cookies, biscuits, gaufres, etc.) ainsi que de certaines céréales pour petit déjeuner comprenant des matières grasses ajoutées, des pommes de terre frites, des potages en poudre et de certaines confiseries et en-cas pouvait varier de manière considérable en fonction du type de matière grasse utilisé [4].

Dans son avis sur les acides gras trans publié en 2004, l’AESA (Autorité européenne de sécurité alimentaire) [4] a souligné que depuis les années 1995-1996, de nouvelles données indiquaient que les concentrations en AGT de la plupart des matières grasses comestibles étaient inférieures à 1-2% et que les huiles végétales contenaient une faible proportion d’AGT, généralement inférieure à 1%.

Conclusion

En matière de réduction des AGT dans les matières grasses d’origine végétale, des solutions technologiques et des formulations alternatives ont déjà été développées et mises en oeuvre.

Ces solutions ont été encouragées dès 1995 par les codes de bonne pratique de fabrication (fédérations professionnelles IMACE (**) et FEDIOL (***) pour la formulation des margarines & matières grasses à tartiner et pour le raffinage des huiles végétales polyinsaturées.

De même, dès 1998, le syndicat de la biscuiterie a recommandé à ses adhérents de travailler sur les matières grasses utilisées pour obtenir des teneurs en AGT inférieures à 5% des lipides totaux, ce qui correspond à environ 1g d’AGT pour 100g de biscuit.

(*) Soutien ACTIA, Association de Coordination Technique pour l’Industrie Agroalimentaire — Partenaires : industrie (producteurs de phases grasses et pâtisserie industrielle) et Centres Techniques Industriels (CTCPA - Centre Technique de la Conservation des Produits Agricoles et coordination Iterg).
(**) International Margarine Association of the Countries of Europe
(***) European Union Oil and Proteinmeal Industry

Sources et références

  1. VAN DUIJN G. — Technical aspects of trans reduction in margarines. Oléagineux Corps gras Lipides (OCL), 2000, 7, 95-98.
  2. BUSSON V. — Préoccupation nutritionnelle et communication de l’industrie. Oléagineux Corps gras Lipides (OCL), 2000, 7, 99-100
  3. HÉNON G. — Modèle prédictif de l’isomérisation trans des acides gras polyinsaturés au cours de la désodorisation industrielle des huiles végétales. Oléagineux Corps gras Lipides (OCL), 2000, 7, 91-94.
  4. EFSA (AESA). - Avis du groupe scientifique sur les produits diététiques, la nutrition et les allergies sur une question de la Commission relative à la présence d’acides gras trans dans les aliments et aux effets sur la santé humaine de la consommation d’acides gras trans. Résumé d’avis adopté le 8 juillet 2004 (Question n° EFSA-Q-2003-022), The EFSA Journal, 2004, 81, 1-49.

Pour en savoir plus

  • MORIN O. — Acides gras trans : récents développements. Oléagineux Corps gras Lipides (OCL), 2005, 12, 414-421.
  • MORIN O. - Huiles végétales et margarines : évolution de la qualité - Les solutions technologiques à la réduction des acides gras trans. Cah. Nutr. Diét., 2007, 42 (5) : 247-53 (dont est tiré l’essentiel de cette mise au point).
  • VAN DUIJN G. — Technical aspects of trans reduction in modified fats. Oléagineux Corps gras Lipides (OCL), 2005, 12, 422-426.

(Odile MORIN, Communication Scientifique et Technique, ITERG - Petit-déjeuner scientifique de l’IFN : « Mise au point sur les acides gras trans », 10 juin 2008)

SOURCE : Institut Français pour la Nutrition

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