Esters de saccharose, émulsifiants spéciaux

Les esters de saccharose d’acides gras, communément appelés esters de saccharose (E473), sont un type spécial d’émulsifiants.

Les esters de saccharose présentent plusieurs avantages en plus de l’émulsification, tels que l’interaction de l’amidon, la protection des protéines, la cristallisation du sucre et l’aération. Dans cet article, la fonctionnalité d’émulsification sera mise en évidence.

Les aspects les plus intéressants des esters de saccharose sont leur solubilité dans l’eau et leur valeur élevée d’Équilibre Hydrophile-lipophile (HLB).

Solubilité dans l’eau

Dans toutes les émulsions typiques, il y a de petites gouttelettes (phase dispersée) en suspension dans un liquide (phase continue). Dans une émulsion huile-dans-eau, l’huile est la phase dispersée, tandis que l’eau est la phase continue. Lorsque l’huile et l’eau sont mélangées, quel type d’émulsion se formera; H/E ou E/H? La règle de Bancroft (du nom de Wilder Dwight Bancroft, physico-chimiste américain) stipule: « La phase dans laquelle un émulsifiant est plus soluble sera la phase continue ». Donc, même s’il peut y avoir une formule composée de 60% d’huile et de 40% d’eau, si l’émulsifiant choisi est plus soluble dans l’eau, cela créera un système huile dans l’eau.

Les esters de saccharose sont solubles dans l’eau, ils créeront donc une émulsion huile dans l’eau.

Valeur HLB

Les émulsifiants sont caractérisés par leur valeur HLB. L’équilibre hydrophile-lipophile d’un tensioactif est une mesure du degré auquel il est hydrophile (aimant l’eau) ou lipophile (aimant l’huile), déterminée par le calcul ou la mesure de valeurs pour les différentes régions de la molécule. Un émulsifiant à haute valeur HLB est soluble dans l’eau, un émulsifiant à faible valeur HLB est soluble dans l’huile. Les émulsifiants avec différentes valeurs HLB ont des fonctionnalités différentes:

Faible HLB 3-6 bon émulsifiant E / H

Moyen HLB 7-9 bon agent mouillant

Haut HLB 10-18 bon émulsifiant H / E

Dans l’industrie alimentaire, un certain nombre d’émulsifiants sont couramment utilisés. Ce tableau donne un aperçu des émulsifiants commerciaux, de leur numéro e et de leur gamme HLB:

Un émulsifiant soluble dans l’huile à faible teneur en HLB peut être « forcé » à créer une émulsion huile-dans-eau. Plusieurs exemples de cela peuvent être trouvés dans le supermarché. Cela peut être fait en ajoutant de l’huile à l’eau pendant le cisaillement. Cependant, cela n’aboutira jamais à la meilleure stabilité de l’émulsion. La stabilité d’une émulsion dépend fortement de la taille des gouttelettes d’huile; des gouttelettes d’huile plus petites entraînent une meilleure stabilité.

Les esters de saccharose, tels que ceux produits par Sisterna, offrent d’excellentes propriétés émulsionnantes, ce qui conduit à des émulsions avec de très petites gouttelettes d’huile. Vous trouverez ci-dessous des images microscopiques (magnitude 400 *) du pansement (huile à 20%).

Vinaigrette avec 1% de Mono-di glycérides

Pansement avec des émulsions à 0,5% de Sisterna SP70

avec des esters de saccharose ont:

• Globules gras plus petits / gouttelettes d’huile
• Stabilité améliorée
• Sensation en bouche crémeuse améliorée (un grand nombre de petites gouttelettes d’huile donnent l’impression d’une teneur en matières grasses plus élevée)
• Perception de saveur améliorée
• Couleur plus blanche (la lumière est dispersée différemment sur les gouttelettes d’huile plus petites)
• La graisse / l’huile est mieux protégée contre, par exemple, l’oxygène et la lumière (inhibition oxydation / rancissement dans, par exemple, fudge
• La graisse / l’huile est mieux divisée à travers le produit (anti-collant dans, par exemple produits à haute teneur en sucre)

Le pouvoir émulsion des esters de saccharose peut être utilisé dans de nombreux produits parfois inattendus. Voici un bref aperçu de certaines possibilités.

Mayonnaise et vinaigrette

Pour l’émulsification on utilise traditionnellement du jaune d’oeuf, mais celui-ci est de plus en plus remplacé par des composants émulsifiants tels que des protéines ou des émulsifiants. Les esters de saccharose peuvent être une telle alternative au jaune d’oeuf. Les types de HLB élevés sont solubles dans l’eau froide et conviennent donc à l’émulsification à froid ainsi qu’à un processus d’émulsification à chaud. Ce qui rend les esters de saccharose exceptionnels, c’est leur valeur HLB élevée qui aide à créer de très petites gouttelettes d’huile. Il en résulte une sauce stable très blanche avec une sensation de bouche crémeuse et un goût doux. Cette fonctionnalité est particulièrement utile pour faire une sauce faible en gras sans diminuer l’onctuosité. Bien que les esters de saccharose soient sensibles à un pH faible (inférieur à 4), l’acidité de la mayonnaise ne doit pas être un problème. Lorsque le pH est légèrement inférieur à 4, la meilleure façon de travailler est de préparer l’émulsion, avant d’ajouter les composants acides. De cette façon, les esters de saccharose sont partiellement dissous dans la gouttelette d’huile, où ils sont moins sensibles à l’acide.

Sauces (blanches)

Dans la plupart des sauces, les protéines, telles que le lait en poudre ou le lactosérum en poudre, sont utilisées pour l’émulsification et la stabilisation. Les esters de saccharose peuvent remplacer les protéines laitières et améliorer la stabilité de l’émulsion. Les protéines agissent comme des émulsifiants huile dans l’eau, mais les esters de saccharose sont des émulsifiants beaucoup plus puissants.

Il est même possible de diminuer la teneur en amidon ou en stabilisant. Avec les esters de saccharose, l’émulsion a une stabilité suffisante et ne doit pas dépendre d’une viscosité élevée. Avec moins de stabilisants, la sauce deviendra moins lourde et gluante, mais sera satinée et aura une excellente libération de saveur.

Au cours de la pasteurisation ou de la stérilisation, une réaction de Maillard peut avoir lieu entre les protéines et les sucres, entraînant la formation d’une couleur brun-grisâtre. C’est un problème important dans la cuisson de sauces à la crème qui devraient avoir une couleur claire, comme la sauce béchamel. Lorsque les protéines sont remplacées par des esters de saccharose, aucune réaction de Maillard ne peut avoir lieu. La sauce blanche aux esters de saccharose est blanche, lisse, stable et savoureuse.

Afin de conserver le goût et la texture typiques des protéines laitières dans la sauce, un remplacement partiel par des esters de saccharose est une bonne option.

Émulsions spéciales

Les ingrédients liposolubles tels que les oméga-3 et certains colorants naturels sont principalement disponibles sous forme de poudres, de flocons de graisse ou d’huiles. Pour les boissons, les produits laitiers et les confiseries, il existe un intérêt croissant pour les ingrédients sous forme liquide et dispersible dans l’eau. Une émulsion d’huile concentrée (dans du glycérol ou de l’eau) pourrait être une solution.

Sisterna a développé une technologie pour fabriquer des émulsions d’huile concentrées. Les fabricants d’oméga-3, de stérols ou de colorants naturels, par exemple, peuvent utiliser cette technologie, à base d’huile dans le glycérol, avec des esters de saccharose comme émulsifiant. Les émulsions sont fluides à coller et ont une stabilité à long terme. L’émulsion peut être utilisée dans des aliments solides tels que la confection, ainsi que dans des applications peu visqueuses et acides douces telles que les boissons aux fruits. Lorsque les boissons gazeuses nécessitent une stabilité acide améliorée, les esters de saccharose peuvent être combinés avec de la lécithine ou du Datem.

Image de l’émulsion oléorésine / glycérol de Paprika avec des esters de saccharose de Sisterna

La technologie d’émulsion concentrée avec des esters de saccharose permet de créer une émulsion avec de très petites gouttelettes d’huile (environ 1 µm), avec un équipement simple comme un mélangeur à fort cisaillement. Cette émulsion concentrée peut être diluée avec (par example) de l’eau, ce qui permet de former une émulsion stable à faible viscosité.

Alternatives au lait

De plus en plus de gens recherchent des alternatives pour les produits laitiers; de nos jours, en particulier dans les boissons, il existe de nombreuses options disponibles, à base de soja, d’amandes, de riz, de noix de coco, etc. Les esters de saccharose ont deux fonctionnalités dans ces produits.

Les esters de saccharose émulsionneront l’huile dans le produit. Surtout dans les produits à faible viscosité comme les boissons, il est important d’obtenir de très petites gouttelettes d’huile. Dans les boissons, la stabilité de l’émulsion n’est pas favorisée par la viscosité et dépend fortement de la taille des gouttelettes d’huile et de la puissance de l’émulsifiant. Les esters de saccharose et un homogénéisateur à haute pression travailleront ensemble pour atteindre des gouttelettes d’huile ultra petites, empêchant un anneau d’huile (dans le cas d’une bouteille) et rendant le « lait » plus blanc.

Les substituts au lait contiennent tous des protéines. Et tout comme le caséinate, ces protéines ont également un point iso-électrique. Certains sont encore plus sensibles à l’acide que le lait. Les esters de saccharose interagiront avec ces protéines, stabilisant l’alternative au lait contre la floculation.

Produits laitiers aérés

Les desserts laitiers aérés comme la crème glacée, la mousse et la garniture fouettée nécessitent des fonctionnalités opposées à celles d’un émulsifiant. Dans le mélange liquide, un émulsifiant à haute valeur HLB (comme les esters de saccharose) est le meilleur. Les esters de saccharose remplaceront rapidement les protéines du globule gras (le vieillissement peut être plus court). Le mélange est stable; aucune séparation de graisse et aucun barattage n’aura lieu.

Lorsque le produit est aéré, l’émulsion doit être légèrement déstabilisée, afin de former un réseau de graisse autour des cellules d’air. Les émulsifiants à faible valeur HLB conviennent mieux à cela.

Les meilleurs résultats sont obtenus en combinant des esters de saccharose à haute teneur en HLB avec des émulsifiants à faible teneur en HLB tels que les émulsifiants MDG ou à tendance α (par exemple, les esters d’acide lactique).

Les esters de saccharose diminuent fortement la tension superficielle entre l’eau et l’air, de sorte que l’aération entraînera rapidement un dépassement élevé.

Outre les avantages techniques, les esters de saccharose donneront aux desserts laitiers aérés une sensation en bouche fraîche et moins grasse car il y a moins de graisse libre pour former un film gras gras dans la bouche. Les saveurs seront beaucoup plus prononcées, ce qui est particulièrement important dans les produits aux arômes naturels délicats ou au goût de chocolat.

Garnitures à faible teneur en matières grasses

Les garnitures les plus couramment utilisées sont constituées de matières grasses à la crème (40%) dans lesquelles des composants tels que le sucre, le lait en poudre, la poudre de cacao sont dispersés pour créer la bonne saveur.

Un bon moyen de réduire la graisse dans les obturations est de faire un remplissage continu à l’eau. Seule une petite partie de graisse ou d’huile (6 à 15%) est émulsionnée dans la phase aqueuse. Ce type de garniture peut avoir une texture semblable à une mousse avec une densité beaucoup plus faible qu’une garniture à la crème.

Les esters de saccharose émulsionneront la graisse ou l’huile dans la phase aqueuse et faciliteront l’aération.

Image du remplissage aéré à faible teneur en matières grasses; À gauche sur la base d’esters de saccharose HLB moyens, à droite sur la base d’esters de saccharose HLB élevés.

Pour assurer la stabilité microbienne, la phase aqueuse doit contenir des ingrédients gonflants tels que des fibres solubles et d’autres ingrédients qui diminuent l’activité de l’eau. Comme il y aura beaucoup d’eau dans de telles garnitures, elles ne peuvent être utilisées que dans des produits « humides » comme le gâteau (activité similaire de l’eau).

Barres de céréales et autres produits collants à haute teneur en sucre

L’adhérence peut être une difficulté dans la production de produits à haute teneur en sucre. Le produit colle aux courroies de transport ou à l’équipement de coupe, ce qui entraîne une perte de produit et des arrêts de production plus fréquents pour le nettoyage.

L’ester de saccharose facilite le mélange des graisses dans le produit sucré, par exemple dans le sirop de liaison des barres de céréales. Les petites gouttelettes d’huile créées à l’aide d’esters de saccharose agissent comme un agent de démoulage. Les esters de saccharose optimisent la capacité de lubrification des graisses et des huiles, ce qui entraîne une réduction significative de l’adhérence.

Bonbons mous à mâcher et fudge

Les bonbons mous à mâcher, comme le caramel, le fudge ou les mastications, sont des exemples dans lesquels les esters de saccharose peuvent améliorer la douceur. Les molécules d’ester de saccharose accélèrent la cristallisation et forment une couche autour des cristaux de sucre. Cette couche inhibe la croissance des cristaux, améliorant ainsi une texture douce.

De plus, la teneur en matières grasses peut être augmentée; les esters de saccharose dispersent la graisse dans de très petites gouttelettes d’huile donnant une bonne sensation en bouche sans risque d’huilage.

Photo de fudge; à gauche avec de la lécithine, à droite avec Sisterna SP50

Cet emballage serré des gouttelettes d’huile dans la matrice de sucre rendra la graisse moins accessible pour l’oxygène et la lumière, les initiateurs de l’oxydation. Cela entraînera un retard dans l’oxydation de la graisse et améliorera l ‘ »anti-rancissement » des bonbons mous.

Fruit aéré

Une mousse est également un type d’émulsion, un mélange d’eau (phase) et d’air, normalement non miscible. Les émulsifiants qui émulsionnent l’huile dans l’eau seront également de bons agents aérants. Les esters de saccharose diminuent fortement la tension superficielle entre l’eau et l’air, de sorte que l’air est facilement incorporé dans un produit aqueux. Les esters de saccharose, en particulier les types HLB moyens, stabiliseront également la mousse. Cependant, pour assurer une longue durée de conservation sans synérèse ni retrait, un mélange de stabilisants et d’agents gélifiants sélectionnés doit être choisi.

Photo de préparation de fruits aérés avec des esters de saccharose sur du yaourt. Densité gauche 0,6 g / cm3, droite 0.8 g / cm3

L’ester de saccharose de Sisterna peut être utilisé dans de nombreux autres produits alimentaires, et pour plusieurs autres raisons également. Dans les applications décrites, la fonctionnalité principale des esters de saccharose est l’émulsification. Cependant, les esters de saccharose ont plus de capacités. Les fonctionnalités les plus importantes à côté de l’émulsification sont la protection des protéines, l’interaction de l’amidon et la cristallisation du sucre. Ces options supplémentaires font des esters de saccharose des ingrédients précieux pour les produits laitiers, les produits de boulangerie et les confiseries.

Enfin quelques avantages généraux des esters de saccharose:

• Émulsifiants de haute qualité
• Large gamme HLB
• Neutre en goût, odeur et couleur
• Soluble dans l’eau (froide)
• Stable dans des conditions UHT
• Matières premières naturelles et renouvelables
• Casher , Halal, sans OGM, végétarien, sans gras trans

À propos de Sisterna

Sisterna, leader européen du marché des esters de saccharose, est fier de démontrer l’effet multiforme des esters de saccharose dans les émulsions. Sisterna se distingue comme un partenaire flexible qui aidera à trouver des solutions techniques dans le développement, l’amélioration et l’optimisation des processus des produits alimentaires. Depuis les Pays-Bas, Sisterna présente le service le plus à jour en matière de support commercial et de développement des connaissances. Contactez Sisterna pour tous les avantages pouvant être obtenus avec les esters de saccharose.

Pour plus d’informations sur Sisterna BV ou les esters de saccharose, veuillez consulter www.sisterna.com .

À propos de l’auteur

Lia Bax

Lia est formée en ingénierie alimentaire et possède plus de 25 ans d’expérience en tant que technologue alimentaire dans les émulsifiants, stabilisants et fibres, et leur application dans l’industrie alimentaire, principalement la boulangerie, les produits laitiers, la confiserie et les sauces & émulsions spéciales. Elle a commencé dans un laboratoire pour rechercher les possibilités d’application de toutes sortes d’ingrédients alimentaires, et travaille maintenant dans un rôle plus commercial, axé sur les esters de saccharose.