Propriétés
Définition :
Les alginates sont susceptibles de donner des gels par entassement des chaînes les unes avec les autres pour former des structures qu'on appelle en « boite d'œufs »
Cet entassement résulte d'une interaction avec le calcium comme dans le cas des pectines faiblement méthylées. L'interaction avec le calcium se prête plus facilement avec les régions renfermant une forte proportion d'acide guluronique (20 à 30 résidus) car ils forment des cavités électronégatives dont la taille et la géométrie permettent l'accès de l'ion calcium. La coordination avec le calcium s'effectue par interaction avec :
L'oxygène du COOH en position C6, celui du cycle pyranique, celui de la liaison glycosidique et ceux de deux fonctions hydroxyles.
Dans la fabrication des gels, il y a d'abord une dimérisation de la molécule par leur partie guluronique puis agrégation ultérieure des dimères obtenus par d'autres ions calcium. Les séquences polymannuroniques ou les séquences mixtes cassent l'ordonnancement spatial et permettant l'association avec plusieurs chaînes (réseau tridimensionnel). Les qualités du gel obtenu dépendent donc des structures des chaînes mais aussi des ions. Par exemple les gels obtenus avec le magnésium ou le baryum sont beaucoup plus durs et cassants que ceux obtenus avec le calcium.
Pour pallier aux problèmes de qualité de gels et surtout d'approvisionnement en alginate, il est possible d'envisager la production d'alginate par voie fermentaire. Ainsi Azotobacter vinelandii ou Pseudomonas aeruginosa sont des micro-organismes qui peuvent produire des « alginates like ». En effet ils biosynthétisent au niveau intracellulaire des polymères de mannuronate. Ces polymères seront excrétés et, au cours de leur translocation au niveau de l'espace péri-plasmique une mannuronate-5-épimérase va transformer le D-mannuronate en L-guluronate. Le produit final est donc un enchaînement d'acide mannuronique et guluronique. La quantité de guluronate est plus ou moins importante et c'est en fonction de l'étendue des zones à guluronate que l'on va obtenir des gels plus ou moins forts. Les performances des gels obtenus par bioproduction sont très nettement inférieures à ceux obtenus chez le végétal car les zones à acide guluronique sont beaucoup moins étendues.
Les alginates sont utilisés pour leur propriété de gélification ou épaississante dans les produits à base de lait (glaces et crèmes glacées), les pâtisseries et les produits restructurés.