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Additifs Alimentaires Édulcorants; Aperçu, Types et Effets sur La Santé

La douceur est l’un des 6 goûts de base [1]. L’humanité ressent depuis très longtemps le besoin de sucrer certains aliments qu’elle consomme. Les aliments riches en sucre et en glucides tels que le miel et la mélasse sont utilisés pour sucrer les aliments depuis l’Antiquité. (Pour des informations plus détaillées sur les additifs alimentaires, voir Additifs Alimentaires; Définition, classification et codes E)

La découverte du sucre cristallisé par les Indiens cristallisant le sucre de la canne à sucre au 4ème siècle après JC a ouvert une nouvelle porte dans l’édulcoration des aliments. Depuis lors, le sucre cristallisé est largement utilisé pour édulcorer les aliments.

Si l’on considère la chimie du travail, la raison pour laquelle les aliments comme le miel, la mélasse et le sucre cristallisé sont sucrés est qu’ils contiennent de grandes quantités de glucides ou sont entièrement composés de glucides.

En effet, les glucides sont des composés sucrés et le glucose, un monomère glucidique, tire son nom du mot grec “gluco” signifiant “sucré”. Le fait que les glucides soient des substances sucrées leur a valu le nom de “sucres”.

Au début du XIXe siècle, la découverte accidentelle de certaines substances “douces” comme la saccharine [2] a ouvert une toute autre fenêtre sur l’édulcoration des aliments. La saccharine et la classe formée par ces substances sucrées découvertes plus tard sont aujourd’hui appelées “ édulcorants”.

Les édulcorants présentent des avantages significatifs par rapport aux glucides. Leur principal avantage est que bien que les glucides soient une source importante de calories, les édulcorants contiennent peu ou pas de calories. De cette manière, les édulcorants offrent la possibilité de sucrer les aliments auxquels ils sont ajoutés sans augmenter les calories.

C’est un plus important en termes de santé corporelle et ouvre la voie aux personnes qui ne peuvent pas consommer d’aliments contenant du glucose, comme les diabétiques, pour sucrer leurs aliments. Un autre avantage important des édulcorants est que de très petites quantités suffisent pour sucrer les aliments.

À ce stade, il est nécessaire de développer la notion de “degré de douceur”. Toutes les substances sucrées ne sont pas également sucrées; les degrés de douceur sont différents. Le degré de douceur des édulcorants est déterminé en le comparant avec le “goût sucré conféré par le saccharose”.

Dans ce contexte, le goût sucré du saccharose a été accepté à 100 et le goût sucré d’autres substances sucrées a été déterminé en le comparant avec le saccharose. Par exemple, le lactose (sucré 20) est moins sucré que le saccharose, tandis que l’édulcorant artificiel aspartame (sucré 10 000 à 20 000) est beaucoup plus sucré que le saccharose. Le tableau ci-dessous montre les niveaux de douceur des substances sucrées;

NomDegré de douceur
Saccharose100
Glucose70
Fructose180
Lactose20
Maltose30
Xylose40
Raffinose23
Sucre inverti130
Sirop de maïs (sirop de fructose)100
Xylitol (E 967)100
Sorbitol (E 420)60
Mannitol (E 421)40
Monellin [3]300.000
Stévia (E 960a – E 960c)25.000
Thaumatine (E 957)75.000-160.000
Saccharine (E 954)30.000-50.000
Aspartame (E 951)10.000-20.000
Cyclamate (E 952)3.000
Acésulfame K (E 950)13.000-20.000
Néohespéridine DC (E 959)40.000-60.000
Néotame (E 961)700.000-1.300.000

Comme on le sait, le saccharose est un glucide disaccharide présent dans le sucre cristallisé [4]. La structure disaccharide est constituée de monosaccharides de glucose et de fructose.

Comme on peut le voir dans le tableau, le glucose a un degré de douceur de 70 et le fructose a un degré de douceur de 180, tandis que le degré de douceur du saccharose, formé par la combinaison des deux, est de 100.

Par conséquent, si le saccharose est décomposé en ses éléments constitutifs, le goût sucré augmentera, même si la quantité reste inchangée. Si le saccharose est traité avec un acide (comme l’acide citrique, l’acide formique et l’acide acétique), la liaison entre le fructose et le glucose est rompue et des quantités égales de D-glucose et de D-fructose sont libérées [5]. Le nouveau degré de douceur du mélange obtenu est de 130.

Ce produit est appelé “sucre inverti” et est fréquemment utilisé dans l’industrie. De cette façon, plus de douceur est obtenue à partir de la quantité unitaire et moins de sucre est utilisé. L’utilisation de sucre inverti peut également empêcher la cristallisation du sucre dans le produit.

De cette manière, un avantage de coût est obtenu dans l’industrie et les éventuels problèmes structurels pouvant être rencontrés dans le produit sont éliminés [6].

La condition selon laquelle les disaccharides peuvent devenir plus sucrés une fois décomposés est également observée dans le lait sans lactose. Le lactose est le type de glucide présent dans le lait et a un niveau de douceur de 20.

Certaines personnes souffrent d’un problème digestif appelé “intolérance au lactose” lorsqu’elles consomment des aliments contenant du lactose. Par conséquent, ces personnes ne peuvent consommer aucun aliment contenant du lactose.

Certains développeurs de produits ont choisi de décomposer le lactose présent dans le lait pour résoudre ce problème. Ils ont ainsi développé une méthode permettant aux personnes intolérantes au lactose de consommer du lait et des produits laitiers.

Comme on le sait, ces produits sont disponibles sur le marché sous le nom de “lait sans lactose” [7]. Dans cette méthode, l’enzyme “lactase” est ajoutée au lait et le lactose qu’il contient est décomposé. Ainsi, le problème du lactose est résolu. Lorsque le lactose est décomposé, ses monomères D-glucose et D-galactose sont libérés.

Cependant, ces monomères sont plus sucrés que le lactose, ce qui donne un lait plus sucré qu’il ne devrait l’être. Par conséquent, le “lait sans lactose” consommé est perçu comme plus sucré que le lait normal.

Le sirop de maïs (également appelé sirop de fructose ou sirop de maïs à haute teneur en fructose) est obtenu par hydrolyse de l’amidon de maïs suivie d’une série de traitements. Essentiellement, l’amidon est composé de monomères de glucose. Cependant, une fois l’amidon hydrolysé et le glucose libéré, le glucose est converti en fructose par l’enzyme isomérase.

Comme le montre le tableau ci-dessus, le fructose est une molécule très sucrée par rapport au glucose (fructose; 180, glucose; 70). Par conséquent, avec ce processus, la douceur de la quantité unitaire est augmentée. De cette manière, un avantage de coût est obtenu. Les sirops de maïs ont différentes variétés contenant du fructose telles que 42 %, 55 % et 90 %.

Le reste des pourcentages est principalement constitué de glucose et de très petites quantités d’autres composants. À mesure que le taux de fructose dans le sirop augmente, le goût sucré augmente également. Aujourd’hui, on estime que l’utilisation de sirop de maïs représente 40 % de l’utilisation totale d’édulcorants.

Effets des édulcorants sur la santé

La consommation de quantités élevées de fructose peut causer certains problèmes en termes de santé humaine. Le métabolisme du fructose dans l’organisme est très différent de celui du glucose. L’absorption du glucose par l’intestin nécessite une dépense énergétique (ATP), tandis que l’absorption du fructose ne nécessite pas d’énergie.

En conséquence, la grande quantité de fructose absorbée par les intestins s’accumule dans le foie. Une quantité élevée de fructose, qui est métabolisée dans le foie, n’affecte pas la libération d’hormones d’insuline et de leptine comme le fait le glucose, permettant d’obtenir une énergie élevée sans créer de sensation de satiété dans le corps. Cette situation constitue le premier maillon d’une chaîne de problèmes de santé.

Des chercheurs ont suggéré qu’une consommation élevée de fructose pouvait provoquer un stress oxydatif, une intolérance au glucose, une résistance à l’insuline, un diabète de type 2, l’obésité, une hypertension et des troubles cardiovasculaires; on rapporte qu’il pourrait également avoir des effets nocifs sur le système nerveux (Ross et al. 2009).

Un autre aspect négatif du sirop de maïs est qu’il peut être contaminé par du mercure lors de sa production (Karaoğlu 2011). Comme on le sait, le mercure a un effet toxique sur le corps humain.

En plus d’être utilisé comme additif alimentaire, le sirop de maïs est fréquemment utilisé comme aliment pour les abeilles en apiculture. Il est rapporté que l’utilisation du sirop de maïs en apiculture peut avoir des effets toxiques sur les abeilles et entraîner la détérioration des colonies d’abeilles.

En conséquence, on peut dire que l’utilisation généralisée du sirop de maïs, économique et facilement disponible, n’est pas très adaptée.

Certains chercheurs suggèrent que certains édulcorants comme l’aspartame et la saccharine ont des effets négatifs sur la santé humaine. Aujourd’hui, l’opinion selon laquelle ces édulcorants ont des effets négatifs sur la santé est largement acceptée dans la société.

Cependant, la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis donne la réponse suivante à ces allégations : “Les experts en sécurité alimentaire s’accordent généralement sur le fait qu’il n’existe aucune preuve convaincante d’une relation de cause à effet entre ces édulcorants et des effets néfastes sur la santé humaine. La FDA surveille les plaintes des consommateurs concernant d’éventuels effets indésirables depuis plus de 15 ans. Par exemple, il n’a pas été démontré que l’aspartame provoque des réactions indésirables ou allergiques dans des études cliniques soigneusement contrôlées”.

En revanche, en juillet 2023, l’Organisation mondiale de la santé (OMS) a déclaré que l’aspartame est “possiblement cancérigène”. Cependant, il n’existe aucune preuve définitive, l’OMS fonde cette déclaration sur trois études scientifiques sur le cancer du foie. L’OMS n’a pas interdit l’utilisation d’aspartame et la limite de consommation quotidienne n’ont pas modifié la limite de 40 mg par kilogramme.

Cette approche de l’OMS est interprétée comme « éviter une consommation excessive ». Aujourd’hui, l’aspartame est utilisé dans environ 6 000 produits, principalement des aliments diététiques.

Concernant les effets négatifs des édulcorants sur la santé, la Food Standards Agency (Royaume-Uni) fait des déclarations similaires à la FDA. La FSA rapporte que des fonds sont prévus pour des recherches dans ce sens et que l’aspartame n’entraîne aucun effet néfaste sur la santé à la suite de ces études.

Concernant l’aspartame, il est nécessaire de donner les informations suivantes; L’aspartame est une molécule contenant l’acide aminé “phénylalanine”. Certaines personnes souffrent d’une maladie héréditaire rare appelée phénylcétonurie (PCU).

Les patients atteints de phénylcétonurie ne peuvent consommer aucun aliment contenant de la phénylalanine. Par conséquent, les aliments contenant de l’aspartame ne doivent pas être consommés par les patients atteints de phénylcétonurie. Bien que l’aspartame ne contienne qu’une petite quantité de phénylalanine, les étiquettes des aliments et des boissons contenant de l’aspartame doivent inclure une déclaration déclarant la présence de phénylalanine pour les personnes atteintes de phénylcétonurie.

Référencé;

Ross, A.P., Bartness, T.J., Mielke, J.G., Parent,. M.B. 2009. Un régime riche en fructose altère la mémoire spatiale chez les rats mâles. Neurobiologie de l’apprentissage et de la mémoire, 92 : 410-416 (Anglais).

Karaoğlu, M. 2011. “Yüksek fruktozlu mısır şurubu. ” Gıda Mühendisliği Dergisi 33 : 1-12 (Turc).

[1] Les autres saveurs de base sont le goût salé, l’amertume, l’acidité, le goût métallique et le goût umami.

[2] La saccharine a été découverte accidentellement en 1873 et a été le premier édulcorant artificiel à être utilisé. La découverte de la saccharine a été suivie par celle du cyclamate dans les années 1950, de l’aspartame en 1965 et de l’acésulfame K en 1967.

[3] La monelline est une protéine sucrée d’origine végétale. Étant une protéine, sa structure est dénaturée dans les applications de traitement thermique. Son utilisation dans l’industrie agroalimentaire est donc assez limitée. Il n’a pas de statut juridique dans l’Union européenne, aux États-Unis d’Amérique et en Turquie. Il n’est donc pas utilisé comme édulcorant dans l’industrie alimentaire de ces pays. Cependant, il est approuvé comme additif au Japon.

[4] Le sucre cristallisé est produit à partir de canne à sucre et de betterave sucrière. Le sucre cristallisé est composé à 99,9 % de saccharose. En général, 1 kg de sucre cristallisé est obtenu à partir de 7 à 8 kg de betterave. Bien que leurs sources soient différentes, il n’y a aucune différence chimique dans le sucre cristallisé obtenu à partir des deux plantes et ils ont des propriétés nutritionnelles égales.

[5] Outre le traitement acide, il est possible de décomposer le saccharose grâce à des enzymes appelées “invertase”.

[6] L’utilisation de sucre inverti peut réduire le problème de cristallisation du sucre. Cependant, une utilisation excessive de sucre inverti entraîne des problèmes d’adhésion dans le produit; s’il est moins utilisé, il peut provoquer une cristallisation et un aspect rugueux du produit.

[7] En fait, il serait plus juste d’appeler ce type de lait “lait fracturé au lactose” plutôt que “lait sans lactose”.

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