Hydrogénation de la matière grasse
Définition :
L'hydrogénation des acides gras insaturés constituant les lipides sera utilisée pour rendre solide, semi-solide ou plastique une matière grasse liquide à température ambiante, pour diminuer les réactions d'oxydation et de dégradation de la matière grasse.
Définition :
La matière grasse liquide est traitée en présence d'hydrogène moléculaire et d'un catalyseur (cuivre ou nickel) à une température comprise entre 140°C et 225°C. La réaction est hétérogène car il y a trois phases en présence : une phase gaz avec l'hydrogène, une phase liquide avec le corps gras à hydrogéner et une phase solide avec le catalyseur finement divisé. La réaction est exothermique et dégage de l'ordre de 100 à 150 kJ par mole de double liaison. L'hydrogénation peut être sélective, il s'agira dans ce cas de diminuer spécifiquement le taux d'acide linolénique des huiles en acide linoléique. L'hydrogénation pourra être non sélective, elle a pour but de préparer de la matière grasse solide pour la fabrication des margarines par exemple. Ce type d'hydrogénation vise à saturer dans une forte proportion voire parfois totalement les doubles liaisons des acides gras insaturés.
Remarque :
L'indice d'iode permettra de suivre la réaction d'hydrogénation car cet indice correspond au poids (en grammes) d'iode fixé sur les doubles liaisons par 100g de matière grasse. Il suffira de connaître la variation de cet indice pour en déduire le taux d'hydrogénation.
Remarque :
Au cours de la réaction d'hydrogénation, il n'y a pas que la saturation des doubles liaisons qui intervient mais aussi un remodelage de la molécule au point de vue de l'isomérisation cis et trans associée à une hydrogénation partielle de la molécule.
On peut définir un rapport sélectif mesurant les vitesses de transformation des acides gras insaturés en saturés.
Le rapport sélectif Rs est donné par :
Remarque :
Ce qui veut dire que par exemple le linoléate est hydrogéné 12 fois plus vite que l'oléate. En jouant sur la nature du catalyseur, on peut modifier le rapport sélectif. Le catalyseur généralement utilisé est un métal fixé sur charbon (nickel de Raney) mais il est aussi possible d'utiliser le palladium. La matière grasse liquide est adsorbée sur le catalyseur de façon à obtenir la rupture de la double liaison selon le mécanisme qui est reporté dans la figure suivante.
Comme on pourra le remarquer il sera possible d'obtenir une hydrogénation totale de l'acide gras insaturé mais il pourra être aussi accompagné par des produits insaturés qui peuvent présenter des isoméries différentes. On constate que le palladium donne des rendements d'hydrogénation supérieurs à celui obtenu par le Ni de Raney mais avec une présence plus importante d'isomères trans.
Il faut rappeler que les acides gras trans sont des isomères géométriques des acides gras insaturés naturels qui sont habituellement de configuration cis . Ils se comportent dans notre organisme de la même manière que des acides gras saturés car les liaisons trans donnent une forme linéaire aux chaînes carbonées. Au niveau membranaire, ils se retrouvent donc rangés en série dans les membranes et serrés les uns contre les autres. La membrane est dans ce cas rigide et les échanges sont figés.
Par contre les acides gras cis permettent la fluidité membranaire. Ainsi, seuls les acides gras cis-cis présentent une activité biologique tandis que les cis-trans et les trans-trans sont inactifs.
Remarque :
Des études ont montré que l'exposition à des acides gras trans affaiblit les récepteurs des lipoprotéines ce qui conduit à une augmentation des risques d'hypercholestérolémie, d'athérosclérose, d'obésité et de résistance à l'insuline. De la même manière que les acides gras saturés, les acides gras trans ont la propriété de faire augmenter le taux de « mauvais cholestérol » (LDL-Cholestérol) et, par conséquent le taux de cholestérol total dans le sang. Les effets défavorables des acides gras trans, sur les lipides plasmatiques et sur le risque coronarien sont bien établis. D'après des études, une augmentation de 5 % de la consommation de graisses trans augmente le risque de 93 %. Les effets négatifs des acides gras trans sont essentiellement le fait de l'acide élaïdique (18:1 trans
), qui est un isomère de l'acide oléique issu des huiles végétales hydrogénées. Le rôle de l'acide trans-vaccénique (18:1 trans
) est moins évident. A l'heure actuelle, en France, la présence des acides gras de configuration trans dans les produits de consommation ne fait l'objet d'aucune réglementation.
En revanche, des pays tels que le Danemark ont déjà mis en place un certain nombre de contrôles. En effet, depuis le 1er juin 2003, la teneur en acides gras trans ne doit pas dépasser 2 % dans les huiles et les graisses, et ceci, qu'elles soient danoises ou d'importation.
