L'alginate de propylène glycol (PGA) est une biomolécule polysaccharide synthétisée par réaction d'estérification de l'acide alginique extrait d'algues brunes, qui présente d'excellentes propriétés d'émulsification, d'épaississement, d'expansion, de résistance aux acides et de stabilité, etc. Elle peut être largement utilisée comme additif alimentaire dans toutes sortes d'aliments aux États-Unis, au Japon, en Corée du Sud, en Russie, etc., avec des méthodes d'utilisation mûres et des exigences normalisées ; la Chine a approuvé son utilisation en tant qu'additif alimentaire en 1988. Aux États-Unis, au Japon, en Corée, en Russie et dans d'autres pays et régions, il peut être largement utilisé comme additif alimentaire dans divers types d'aliments, avec des méthodes d'utilisation éprouvées et des exigences normalisées ; la Chine a approuvé son utilisation en tant qu'additif alimentaire en 1988.

Aujourd'hui, le PGA, nouveau type de stabilisateur d'émulsification, est largement utilisé dans la production de yaourts et de boissons lactées acides.

La demande d'élargissement du champ d'application de l'AGP pour les pâtes fermentées, le pain, les pâtisseries, etc. a été annoncée par le biais de la Commission nationale de la santé en novembre 2017, par conséquent, l'alginate de propylène glycol, en tant qu'additif alimentaire marin avec d'excellentes performances, jouera certainement un rôle plus important dans les domaines d'application du lait et des produits laitiers, de toutes sortes de boissons, de crèmes glacées, de pâtes alimentaires, ainsi que de pains, de pâtisseries et d'autres aliments cuits au four.

Emulsification, stabilisation et résistance à l'acide du PGA

Le PGA peut être dissous dans l'eau pour former un colloïde visqueux, et peut être dissous dans une solution d'acide organique, 1% de la solution elle-même pH=3~4, avec une bonne résistance à l'acide, et peut former un gel dans une solution acide pH=3~4, mais ne produira pas de précipitation.

Le PGA présente une forte résistance au sel et est stable aux ions métalliques tels que le calcium et le sodium, ce qui peut améliorer la stabilité de l'acide alginique dans les denrées alimentaires et prévenir l'effet de précipitation causé par le calcium et d'autres ions métalliques à haute valence dans les denrées alimentaires.

Combinant les propriétés d'émulsification, de résistance aux acides et de stabilisation, le PGA est largement utilisé dans des produits tels que le yaourt, les boissons lactées et les jus de fruits.

1.1 Application dans le yaourt
L'application du PGA dans le yaourt peut donner au yaourt une texture et un goût naturels, empêcher efficacement la formation de surfaces rugueuses et bosselées peu attrayantes et rendre le produit lisse et brillant ; dans la production actuelle, il se mélange bien avec tous les autres ingrédients et peut être utilisé dans des environnements acides de pH 3~5 pour améliorer la viscosité du yaourt, empêcher la précipitation des protéines et le soulèvement du lactosérum.

Wei Xiaoying et al. ont ajouté différentes quantités de PGA au lait cru pour la fermentation du yaourt, et ont constaté qu'après l'ajout de PGA, la viscosité du yaourt était 1 fois plus élevée que celle du yaourt sans PGA à la même vitesse de rotation, et que différentes quantités de PGA pouvaient affecter la structure du yaourt à différents degrés, et que le meilleur effet était obtenu avec l'ajout de 0.2% ; à ce moment, la capacité de rétention d'eau du yaourt a augmenté de 10,9%, la quantité de précipitation de lactosérum a diminué de 26,0%, et la dureté a atteint 8g, et la récupérabilité a atteint 8g. À cette époque, la capacité de rétention d'eau du yaourt a augmenté de 10,9%, la précipitation du lactosérum a diminué de 26,0%, et la dureté a atteint 8g, avec la meilleure récupération.

Chen Yingqi a ajouté différentes fractions de masse d'alginate de propylène glycol (PGA) et de pectine pour fabriquer du yaourt brassé, et a constaté que le PGA avait un meilleur effet sur l'épaississement du yaourt lorsque la quantité ajoutée de PGA et de pectine était supérieure à 0,13%. L'inhibition de la production d'acide après le yaourt et la stabilité de la résistance à l'acide du PGA étaient meilleures que celles de la pectine, ce qui permettait au yaourt de conserver la stabilité de sa texture, de son goût et de sa saveur pendant une période de stockage relativement longue.

Une autre étude a montré que le PGA et l'amidon modifié en tant que combinaison d'agents épaississants dans l'application du yaourt brassé ont un bon effet synergique, la quantité optimale des deux étant de 0,15% et 1,20% (W/W), la qualité du yaourt dans ces conditions est optimale.

1.2 Application dans les boissons lactées
Les problèmes de qualité les plus courants dans la production et le stockage des boissons lactées mélangées sont la sédimentation et la délamination. Fan Suqin et al. ont ajouté 0,2% (W/W) de PGA, 0,3% de carboxyméthylcellulose sodique, 0,1% de pectine à haute teneur en ester et 0,015% d'ester de saccharose au traitement des boissons lactées acides, ce qui a permis d'obtenir le meilleur goût et la plus grande stabilité de la boisson lactée.

Tang Zhenrui a étudié l'effet de sept épaississants, y compris l'alginate de propylène glycol, sur la stabilité de la boisson au café et au lait, et a constaté que la quantité d'additif de chaque épaississant monomère était de 1,1 g/kg d'alginate de propylène glycol, 1,4 g/kg de cellulose microcristalline, 1.7 g/kg de gomme arabique, 0,25 g/kg de gomme xanthane, 0,15 g/kg de gomme colloïdale gélifiée et 0,10 g/kg de ι-carraghénane, respectivement, le carraghénane de type κ à 0,05 g/kg ayant des effets relativement bons sur le système de stabilisation de la boisson lactée au café.

Les recherches de Zhong Huafeng sur la formulation et la stabilité de la boisson lactée au jus d'ananas ont abouti à la formulation optimale suivante : concentré de jus d'ananas 11%, lait en poudre 4,5%, sucre 4%, acide lactique 0,24%, tripolyphosphate de sodium 0.06%, citrate de sodium 0,04%, pectine 0,25%, carboxyméthylcellulose sodique résistante aux acides 0,02%, alginate de propylèneglycol 0,02%, monoglycérol distillé moléculairement 0,01%, saccharose 0,01% et carboxyméthylcellulose sodique 0,02%. 0,01%, ester d'acide gras de saccharose 0,05%.

1.3 Application dans les boissons à base de jus de fruits
L'aspect idéal d'une boisson à base de jus de fruits en suspension doit être la clarification du jus, la suspension uniforme des particules de fruits ou le mélange uniforme de la pulpe, sans phénomène évident de stratification. Dans la production actuelle, la suspension de boissons à base de jus de fruits constitue un défi technique.

Dans les boissons à base de jus, les particules de pulpe formées par la suspension, mais aussi la pectine, les protéines et la formation de la véritable solution, et même les lipides formés par l'émulsion, la suspension. Il existe une grande différence de densité entre les particules de l'émulsion et la boisson au jus, ce qui est la principale raison de l'instabilité.

L'ajout d'une petite quantité d'AGP à la boisson au jus peut grandement atténuer cette difficulté technique, ce qui permet de mettre les particules de fruits en suspension de manière uniforme et d'éviter tout phénomène de délamination pendant la période de stockage, tout en améliorant la stabilité de la pulpe de fruit, de sorte que le jus a un goût plus épais et une meilleure texture.

Kong Jin et al. ont étudié le meilleur effet de stabilisation de la boisson à base de pulpe de fruit fermentée par des bifidobactéries en ajoutant quatre stabilisants composés, à savoir 0,15% de gélatine, 0,08% d'alginate de sodium, 0,08% de gomme xanthane et 0,01% de PGA.

1.4 Application dans les crèmes glacées
La crème glacée est appréciée des consommateurs pour son organisation lisse et délicate, sa forme compacte et douce, son goût moelleux et durable, ainsi que pour sa richesse nutritionnelle et son goût frais. Toutefois, en raison de la complexité de son système de composants et de sa technologie de transformation, la crème glacée est sujette à des problèmes de qualité au cours des processus de production et de stockage.

Il a été constaté que l'ajout d'AGP à la crème glacée peut améliorer de manière significative la dispersion des matières grasses et des particules solides contenant des matières grasses, ainsi que le goût, la structure interne et l'aspect de la crème glacée, tout en améliorant la stabilité de la dispersion et les propriétés anti-fusion de la crème glacée. En outre, l'AGP peut empêcher la formation de cristaux de glace de lactose dans la crème glacée.

Hydratation, anti-âge et amélioration des tissus du PGA

Lorsque le PGA est appliqué aux pâtes alimentaires et aux produits de boulangerie, le groupe amino de la protéine de gluten dans la farine forme un complexe avec le groupe anionique du PGA par interaction électrostatique, ce qui réduit l'hydrophobicité de la protéine de gluten et améliore le taux d'absorption d'eau de la pâte ;

Dans le processus de stockage des produits, le PGA peut contrôler la migration de l'eau dans le système du produit et maintenir les molécules d'eau dans un état relativement stable ;

Grâce à ses excellentes caractéristiques d'émulsification, le PGA interagit avec les molécules d'amidon pour former une structure composite stable, qui peut ralentir de manière significative le vieillissement de l'amidon ;

La combinaison d'AGP et de protéines de gluten dans la pâte améliorera également la structure du réseau de gluten, améliorant ainsi les caractéristiques de texture du produit et obtenant un meilleur effet d'amélioration de l'organisation.

Les propriétés d'hydratation, d'anti-âge et d'amélioration des tissus de l'AGP sont applicables aux produits de nouilles crus et secs, aux produits de nouilles crus et humides, aux produits de riz et de nouilles pratiques, aux produits de riz et de nouilles surgelés, au pain, aux pâtisseries et à d'autres produits de boulangerie.

2.1 Application dans les nouilles

Les nouilles, en tant qu'aliment traditionnel de la Chine, ont une longue histoire, la marque et la couleur des nouilles du marché actuel sont très présentes, mais il y a beaucoup de nouilles au goût de saccharine, sans gluten, le taux de rupture a augmenté, la soupe boueuse est plus grave et d'autres phénomènes, l'application de l'AGP dans les produits de nouilles peut être un meilleur moyen d'améliorer ces problèmes.

Yu Peipei et al. ont étudié l'effet de l'AGP sur le taux de rupture et la qualité de cuisson des nouilles de pommes de terre violettes et ont montré que l'AGP améliorait le taux de rupture et la perte de cuisson des nouilles de pommes de terre violettes à différents degrés, et que la quantité optimale d'additif était de 0,3%~0,4%.

Liu Ranran a constaté que l'application d'AGP à faible teneur en ester dans les nouilles peut améliorer efficacement la qualité des nouilles, et lorsque la quantité d'AGP à faible teneur en ester ajoutée est comprise entre 0,2% et 0,3%, elle peut augmenter la dureté, la mastication et la viscosité des nouilles dans une plus large mesure, et en même temps, réduire le taux d'absorption d'eau et de dissolution de l'amidon, de manière à rendre les nouilles gluantes, lisses, et à obtenir le meilleur goût possible à la consommation. (b) ;

Yang Yan et al. ont constaté que l'ajout de PGA aux nouilles à un niveau de 0,3% avait l'effet le plus évident sur l'amélioration de la qualité des nouilles et permettait d'obtenir des nouilles à la texture tendineuse et élastique.

2.2 Application dans la pâte

La technologie des pâtes congelées a d'abord été appliquée dans l'industrie de la boulangerie, et les gens ont cherché des moyens d'améliorer les problèmes des pâtes congelées, tels que la perte d'humidité, la mauvaise stabilité et le phénomène des fissures congelées dans le produit fini. L'utilisation de colloïdes pour améliorer la qualité des pâtes congelées est également plus avancée.

Yin Xiaojie a étudié l'effet du PGA sur la qualité et les propriétés de la pâte congelée en ajoutant différentes quantités de PGA sur les propriétés de traction, le taux de perte d'eau et la teneur en eau congelable. Les résultats ont montré que la qualité de la pâte congelée avait tendance à diminuer avec l'allongement de la durée de congélation, et que dans la même durée de congélation, la structure interne de la pâte congelée était stabilisée, le taux de perte d'eau et la teneur en eau congelable étaient réduits, et la qualité de la pâte était meilleure lorsque la quantité d'AGP ajoutée était de 0,2%.

2.3 Application dans le pain

Avec la prolongation du temps de stockage, le pain est sujet au vieillissement, à la détérioration de la texture et de la saveur, à la réduction de la durée de conservation du produit, ce qui est le problème abhorré de nombreux fabricants de pain. Les études ont montré que les hydrocolloïdes présentent de bons avantages d'application dans l'industrie de la boulangerie, ce qui peut améliorer la qualité du pain.

Liu Haiyan a constaté que l'ajout de PGA pouvait améliorer la qualité de la poudre et les propriétés de traction de la pâte, augmenter de manière significative l'absorption d'eau de la pâte, prolonger le temps de stabilisation de la pâte, améliorer l'indice d'évaluation de la qualité de la poudre et augmenter l'extensibilité, la résistance à la traction et le rapport de traction de la pâte lors de l'étude de l'effet du PGA sur les propriétés rhéologiques de la pâte et les caractéristiques de cuisson du pain.

Lors de l'évaluation des caractéristiques de cuisson du pain, il a été constaté que l'ajout de PGA pouvait augmenter le volume spécifique du pain, améliorer de manière significative l'élasticité du pain, réduire la dureté du pain, améliorer la texture du pain et améliorer l'évaluation sensorielle du pain.

Au cours d'un stockage à long terme, les gâteaux présentent également des phénomènes de vieillissement tels qu'une structure rugueuse, une dureté molle et sèche, et une détérioration de l'élasticité et de la saveur. Zhang Juanjuan et al. ont étudié la formulation d'un améliorateur de qualité des gâteaux : alginate de sodium 0,15%, alginate de propylène glycol 0,15%, gomme xanthane 0,10%, qui peut améliorer le poids spécifique de la pâte à gâteau, améliorer les caractéristiques texturales et sensorielles du gâteau, de sorte que l'élasticité du gâteau est meilleure, la dureté est considérablement réduite et le degré de vieillissement au cours de la phase de stockage est considérablement réduit d'une année sur l'autre.

Stabilité de la mousse de PGA

L'alginate de propylène glycol a une bonne capacité de moussage et d'émulsification, il est largement utilisé comme stabilisateur de mousse de bière, il peut augmenter la performance de moussage de la bière, rendre la mousse délicate et durable.

Zhang Liqun et al. ont ajouté une quantité appropriée de PGA dans la bière et ont constaté que le PGA peut augmenter de manière significative la stabilité de la mousse de bière et le pouvoir de rétention de la mousse, même en présence de graisse ou de résidus de stérilisation et de lavage, et qu'il peut également résister à la rupture.

Liu Changhai et al. ont étudié les effets de divers additifs alimentaires sur les propriétés moussantes de la bière et ont constaté que l'AGP était un bon améliorateur de mousse et que l'ajout de 30 mg/L pouvait améliorer de manière significative la persistance de la mousse de la bière.

Propriétés synergiques du PGA et d'autres colloïdes

Le PGA présente une bonne solubilité mutuelle avec la carboxyméthylcellulose sodique, l'amidon modifié, l'alginate de sodium, la gomme arabique, la pectine, la gomme de pêche et ainsi de suite, et peut être mélangé et composé. Yinna a sélectionné trois stabilisants ayant un meilleur effet stabilisant et les a mélangés pour améliorer la stabilité de la bière de lait de jument.

La quantité optimale de stabilisants était CMC-Na %:PGA %:pectine % = 0,02:0,03:0,03, sous laquelle la vitesse de sédimentation centrifuge de la bière de lait de jument était de 4,85%, et l'état de l'échantillon était le plus stable.

Wang et al. ont montré que l'effet stabilisant du stabilisateur composé de PGA 0,2% + monoglycéride 0,1% + NaH2PO4 0,05% était meilleur que celui du stabilisateur monomère PGA dans le yaourt au jus d'orange brassé en étudiant la qualité sensorielle et la stabilité du yaourt au jus d'orange brassé.

Outre les propriétés fonctionnelles de l'AGP dans les catégories d'aliments susmentionnées, il possède également des propriétés d'émulsifiant, de modificateur de bière, etc. qui sont également largement utilisées.

Perspectives d'application de l'AGP

Avec le développement de la société, l'alimentation mondiale tend à devenir plus saine. En tant qu'additif alimentaire fonctionnel provenant de l'océan, l'alginate de propylène glycol, avec sa résistance à l'acide unique, sa stabilité d'émulsification, son hydratation et son amélioration des tissus, sera certainement appliqué à diverses industries alimentaires, exerçant de grands effets fonctionnels et créant davantage d'opportunités et de valeurs d'application.