Composition du chewing-gum
Le chewing-gum est fabriqué à partir d’une gomme de base naturelle ou synthétique, imprégnée de substances nutritives ou arômatisantes, qui sont relâchées graduellement au cours de la mastication.
Nous avons choisi d’étudier la composition de deux chewing-gums, l’un classique contenant du sucre (chewing-gum Hollywood chlorophylle sous forme de lamelle) et un autre dit sans sucre (chewing-gum Wrigley’s Freedent White sous forme de dragée). A partir de ces deux notices, nous avons dégagé les composés qui nous ont semblé les plus importants.
1. La gomme de base
Dans chacun des chewing-gums, on trouve de la gomme de base, substance qui donne l’élasticité à celui-ci. La gomme de base est un mélange de plusieurs constituants dont la composition est rarement mentionnée sur les étiquettes. Elle est insoluble dans l’eau et la salive.
Les gommes de base contiennent toujours un polymère*.
Pour les chewing-gums à base de gomme naturelle, la gomme est un mélange de latex* obtenu à partir d’arbres de caoutchouc qui poussent dans les forêts tropicales ou dans des plantations. La source la plus importante est le latex chicle obtenu à partir de l’arbre Sapotillier du Mexique, d’Indonésie ou de Malaisie. (voir aussi la rubrique: Les effets sur l'environnement)
Le caoutchouc naturel est essentiellement constitué de polyisoprène de configuration* Z. C’est un polymère constitué à partir du monomère* isoprène.
Pour les chewing-gums à gomme synthétique (les plus répandus), du caoutchouc de synthèse est utilisé. C’est un copolymère* constitué à partir de deux sortes de monomères isobutylène avec isoprène ou butadiène.
Exemple copolymère isobutylène-isoprène :
2. Les édulcorants
Les chewing-gums sont des substances sucrées contenant des édulcorants. Un édulcorant est une substance possédant un pouvoir sucrant*, capable de générer la saveur sucrée. Le saccharose (sucre de table) est l’édulcorant de référence. En langage courant, ce sont les molécules à saveur sucrée autres que le sucre qui sont appelées édulcorants.
Pour les chewing-gums contenant des sucres, il y a souvent du saccharose, noté sucre et du glucose sous différentes formes. On commence par celui-ci.
Sirop de glucose
Le glucose est un sucre simple*, à 6 atomes de carbone présentant une fonction aldéhyde* et 5 fonctions alcools*.
Représentation de Fischer* du D-glucose
Sucre ou saccharose
Ce que l’on appelle sucre est en général le saccharose (encore appelé sucrose). Il constitue le sucre de table. Le saccharose peut être obtenu à partir de betterave ou de canne.
Au contraire du glucose, le saccharose n’est pas un sucre simple. Il est constitué par l’association de deux sucres simples que sont le glucose et le fructose. Une molécule de saccharose est donc formée à partir d’une molécule de glucose et de fructose.
Le fructose est un sucre simple, à 6 atomes de carbone présentant une fonction cétone* et 5 fonctions alcools.
Remarque : le glucose comme le fructose peuvent être sous plusieurs formes soit linéaire (comme vu dans la représentation de Fischer) ou encore cyclique.
Représentations cycliques du D-glucose et du D-fructose :
Dans les chewing-gums dits sans sucres, on trouve différentes édulcorants qui dérivent des sucres (mais qui ne sont pas des sucres) ou bien des substances qui ont des structures très différentes des sucres.
Commençons par les sucres-alcools qui dérivent de sucres simples mais qui ne présentent plus de fonction aldéhyde ou cétone.
Sorbitol, xylitol, maltitol
Ce sont des polyols*.
Le sorbitol encore appelé glucitol, dérive du glucose.
Représentation de Fischer du glucitol
Le xylitol dérive du xylose. Le xylose est un sucre simple à 5 carbones avec une fonction aldéhyde et 4 fonctions alcools.
Le maltitol dérive du maltose. Le maltose n'est pas un sucre simple. Il ressemble au saccharose et est composé de deux unités glucose.
Les polyols dérivés des sucres, sont différemment assimilés par l’organisme. Pour cela, ils peuvent être utilisés dans différents régimes (anti-caloriques, diabétiques). Ils présentent un pouvoir sucrant proche de celui du saccharose.
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Polyols |
saccharose |
glucitol |
xylitol |
maltitol |
|
Pouvoir sucrant |
1 |
0,5 à 0,7 |
1 |
0,45 |
|
Valeur énergétique en kJ.g-1 |
17 |
16,3 |
17 |
8 |
(Ces valeurs de pouvoir sucrant on été mesurées pour une concentration de 30 g.L-1 à 20°C)
D’autres édulcorants comme l’aspartame et l’acésulfame K sont aussi utilisés. Ces molécules sont des édulcorants dits intenses c’est-à-dire avec un pouvoir sucrant très élevé, 100 à 1000 fois celui du saccharose. Ils sont utilisés en petites quantités et ont donc un apport énergétique négligeable. Ils ont souvent des structures très différentes de celles des sucres.
L’aspartame est un dipeptide c’est-à-dire constitué de deux acides aminés*, l’acide aspartique* et la phénylalanine*. L’acide aspartique et la phénylalanine sont reliés entre eux par formation d’un amide appelé liaison peptidique.
Acesulfame K
Le sucralose comparé aux 2 autres, dérive du saccharose où 3 atomes de chlore ont été introduits.
Comme la plupart des colorants organiques, la structure du bleu brillant fait apparaître une structure avec plusieurs cycles très fortement conjugués.
Les pouvoirs sucrants de ces substances sont très élevés :
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Polyols |
aspartame |
acésulfame K |
sucralose |
|
Pouvoir sucrant |
200 |
120-200 |
600 |
3- Les arômes
Des arômes sont ajoutés aux chewing-gums pour leur donner un goût agréable. Ils ne sont pas toujours spécifiés sur les étiquettes.
Les arômes naturels sont souvent constitués de plusieurs centaines de molécules, beaucoup présentes à l’état de traces. Ces molécules volatiles* sont des petites molécules de masse moléculaire faible et appartiennent pratiquement à toutes les familles de composés organiques.
L’arôme de menthe qui est l’arôme le plus utilisé dans les chewing-gums, peut être reproduit à partir de trois molécules le menthol, la menthone et la carvone.
Le menthol qui possède une fonction alcool est un composé que l’on trouve dans la menthe poivrée, notamment. La menthone présente une fonction cétone. On la trouve aussi dans la menthe poivrée. La carvone est très présente dans la menthe verte.
4- Les colorants
A côté de ces constituants de base pour le chewing-gum, d’autres substances sont ajoutées :
On peut citer les colorants :
- Le colorant E133 ou bleu brillant est un composé coloré bleu, qui est utilisé dans certains sirops de menthe avec un colorant jaune pour obtenir la coloration verte.
Comme la plupart des colorants organiques, la structure du bleu brillant fait apparaître une structure avec plusieurs cycles très fortement conjugués.
- Le colorant E141 Chlorophylle cuivrique donne une couleur verte à la substance.
Structure d’une chlorophylle avec un cation Cu 2+
- Le colorant E171 dioxyde de titane TiO2 est un colorant blanc utilisé pour l’enrobage des chewing-gums. Attention, il est classé comme probablement cancérogène depuis 2006.
5. Autres composés
Des substances comme les antioxydants sont aussi utilisées.
Antioxydant E321 : butylhydroxytoluène BHT C15H24O
Ce composé est utilisé comme antioxydant qui permet d’éviter les réactions d’oxydation et donc le vieillissement des substances.
Les antioxydants sont souvent des phénols* (représentés en rose) assez encombrés* .
Autre exemple : l’antioxydant BHA hydroxyanisolbutylé
On peut aussi citer les humectants : il s’agit de substances utilisées pour leur capacité à retenir l’eau. C’est le glycérol (E422) qui est utilisé dans les deux chewing-gums. Cette molécule comporte 3 fonctions alcools et est soluble dans l’eau.
Les stabilisants, quant à eux, sont des additifs permettant de maintenir une dispersion uniforme de deux ou plusieurs substances non miscibles dans un aliment.
Le sorbitol (E420), appelé aussi glucitol (cf plus haut) est utilisé dans le premier chewing-gum c’est-à-dire avec sucre. Ici, il peut donc jouer deux rôles.
Dans le chewing-gum sans sucre, l’hydroxyméthylpropylcellulose (E464) a un rôle de stabilisant. La cellulose est le principal constituant des parois cellulaires des végétaux comme le bois. C’est une sorte de polymère de glucose.
L’hydroxyméthylpropylcellulose est un dérivé de la cellulose où certains groupes OH ont été substitués par des groupes méthyles et hydroxypropyles.
Les émulsifiants permettent le mélange homogène de deux ou plusieurs phases non miscibles comme l'eau et l'huile. Ici ils assurent le mélange de tous les ingrédients.
De la lécithine de tournesol est utilisée dans le chewing-gum. Voici une structure typique d’une lécithine :
Les épaississants sont des additifs destinés à épaissir, à augmenter la viscosité d’un aliment.
La gomme arabique (ou gomme d’acacia) est utilisée dans le chewing-gum sans sucre. Ce sont des polysaccharides* extraits de l’exsudat de l’acacia (Sénégal, Soudan, Niger).
D’autres substances comme des agents d’enrobage sont encore utilisées.
Par exemple, le carbonate de calcium CaCO3.est un composé inorganique formant des ions calcium Ca2+ et carbonate CO32-en solution aqueuse.
Les cires* permettent de donner un aspect brillant à la dragée et protègent également le chewing-gum de l’humidité extérieure. Elles empêchent aussi que les dragées collent entre elles. Par exemple, la cire de carnauba (utilisée dans le chewing-gum sans sucres) est une cire que l’on trouve dans des feuilles d'un palmier du nord-est du Brésil, le Copernicia prunifera . Elle contient essentiellement des esters* d’acide gras*.
