C’est vers la fin des années 50, quand l’industrie est véritablement devenue industrielle, que la production d’arômes a connu son essor. Auparavant, n’existaient sur le marché qu’une poignée d’arômes solubles, destiné à parfumer les boissons aux fruits et les limonades. Le développement des procédés industriels en alimentation a conduit à plusieurs exigences nouvelles. Il fallait en effet obtenir des produits standards, toujours disponibles, constants en qualité et en concentration. De plus, le marché des denrées subit des contraintes climatiques, économiques voir politiques, qui rendent impossible la fabrication de produit répondant à la totalité de ces critères. Les arômes permettent, dans une certaine mesure, de s’affranchir de ces contraintes. Ces arômes que l'on ajoute aux aliments peuvent être de composition entièrement artificielle, ou au contraire d'origine naturelle. Tout dépend des matières premières utilisées. Les arômes sont ensuite combinés entre eux, de façon à imiter ou renforcer les arômes naturels. Nous verrons donc ici toutes les étapes de fabrication des arômes, jusqu'à leur utilisation dans l'alimentation.
1) Les matières premières aromatiques
2) Les choix de la composition : le rôle
de l'aromaticien
3) Conservation des arômes et utilisation
dans l'industrie alimentaire
1)
Les matières premières aromatiques
Les arômes qui sont utilisés comme additifs dans l'alimentation peuvent être de deux types différents : soit ils sont composés de matières premières naturelles (obtenues soit par extraction, soit grâce aux biotechnologies), soit ils sont composés de matière première artificielles.
Les matières premières naturelles obtenues par extraction
La plus grande richesse de substances aromatiques se trouvent évidemment dans la nature. Il existe plusieurs techniques qui permettent d'utiliser ces substances dans l'alimentation.
La première consiste à extraire des plantes les huiles
essentielles ou essences. C'est la technique la plus courante. Les huiles essentielles ont
la particularité d'avoir des caractères relativement constants. Leurs composés
principaux appartiennent à la famille des terpénoïdes.
Il existe deux méthodes d'extraction : l'extraction à froid et la
distillation. La première consiste à extraire l'essence par un procédé mécanique,
lorsque celle-ci se trouve en quantité relativement suffisante et surtout rassemblée et
localisée en des points facilement accessibles : les vésicules des écorces d'agrumes en
sont un exemple évident. Cette méthode est donc surtout utilisée pour l'obtention des
essences d'écorces, ou zestes, de fruits du genre citrus : l'essence est libérée par
action de machines qui provoquent la rupture des sacs oléifères (qui fournissent de
l’huile) de l'épicarpe (tissu le plus externe de ceux qui entourent le noyau) des
agrumes.
Si les essences des écorces d’agrume sont facilement obtenues par
simple pression à froid, la méthode d’extraction la plus ancienne et la plus
élaborée est certainement la distillation, mise au point par les Arabes et apportée en
Occident par les croisées. Elle est utilisée lorsque l'essence des végétaux, plus
repartie, permet de ménager des surfaces d'échanges suffisamment grandes. Dans un
récipient fermé, on injecte de la vapeur d’eau très chaude à travers les
matières végétales broyées; la vapeur entraîne les substances volatiles et un
système de refroidissement permet de les recueillir par condensation. Le mélange hétérogène
(molécule aromatique, eau) est décanté: en effet, les
molécules aromatiques étant insolubles dans l'eau, ce procédé permet d'isoler
l'essence.
Cependant les essences ne sont pas toujours utilisées en l'état.
Assez souvent, elles sont débarrassées d'une partie ou de la totalité des cires et
des terpènes,
qui présentent de nombreux inconvénient, comme leur insolubilité.
La seconde technique consiste à extraire les molécules
aromatiques à l'aide de solvants. Les composés alors
obtenus sont appelés oléorésines. Les tissus végétaux sont dispersés dans un solvant
organique dans lequel se dissolvent les principes odorants, et sont ensuite débarrassés
de ces solvants par évaporation. On utilise par exemple des solvants du type alcool-eau
notamment pour obtenir certains extrait de vanille.
Ils existent encore d'autres techniques qui permettent d'obtenir des
matières premières naturelles : les jus de fruits concentrés, les macérations,
les infusions (obtenues en effectuant l’extraction à chaud), etc... On peut
également parfois combiner plusieurs techniques afin d'obtenir un arôme particulier.
L'emploi de ces aromatisants est à vocation strictement alimentaire.
Il n'est pas toujours évident d'extraire certains arômes : par
exemple, pour obtenir 30 à 80g d'huile essentielle de rose de Damas ou de violette, il
faut une tonne de plante fraîche.
Les substances artificielles permettent à moindre coup d'obtenir de
plus grandes quantités d'arômes. L'utilisation des biotechnologies permet également de
reproduire des substances naturelles en plus grande quantité, et ayant une constitution
identique à celle des matières naturelles.
Les biotechnologies
Les quantités de substances aromatiques disponibles dans la nature ne satisfont pas toujours les besoins d’une industrie qui doit répondre aux désirs d’une population de plus en plus nombreuse et exigeante; en outre, les coûts peuvent être exorbitants. Ainsi, les aromaticiens cherchent à reproduire les molécules de synthèse plus rentables. Par exemple, l'éthylvanilline, un dérivé synthétique de la vanilline, dont l'arôme ressemble à celui de la vanille mais dont la perception est plus forte, est très utilisé par les industriels de l'agroalimentaire.
Les biotechnologies sont fondées sur une meilleure connaissance des
phénomènes biologiques naturels comme les fermentations.
Il s’agit d’exploiter efficacement les réactions naturelles qui donnent à
l’humanité des denrées alimentaires comme le pain, le fromage ou le vin. Ces
techniques étant exclusivement utilisées pour les substances aromatisantes, tous les
produits mis en œuvre sont 100 % naturels ce qui est de plus en plus demandé chez
les consommateurs. Les souches de micro-organismes utilisées doivent être déjà
présentes dans la nature et les méthodes d’extractions doivent être similaires à
celles appliquées aux produits classiques. Les rendements sont, en général, faibles car
les substances aromatiques, sous produit de l’activité des micros organismes, sont
formées en petites quantités; il s’agit dont de procédés coûteux. Cependant,
dans certains cas, les rendements sont meilleurs que ceux de la synthèse chimique et les
molécules, ainsi, reviennent moins cher tout en permettant une application plus large.
Les techniques utilisées sont variées mais fondées sur le même
principe qui, par exemple, permet d’obtenir du vinaigre (acide acétique) à partir
du vin (alcool éthylique) en ensemençant le milieu de culture avec des levures, des
bactéries ou des moisissures, selon le cas. Quand cela est possible, on peut aussi mettre
directement en œuvre les enzymes responsables des réactions chimiques souhaitées.
Cette approche particulière nécessite une grande connaissance de la
biochimie du monde vivant et plus particulièrement des réactions endogènes (celles qui
ont lieues à l’intérieur des organismes vivants); ces dernières, provoquées
grâce à des substances données, les précurseurs, permettent
d’aboutir à des substances spécifiques. Ainsi, selon les matières premières
utilisées, on peut obtenir des milieux plus ou moins riches en molécules aromatiques
qu’il faudra extraire ou des substances concentrées employées telles quelles. Des
centaines de molécules aromatiques sont aujourd’hui disponibles et permettent la
création de compositions aromatisantes naturelles concentrées, très proches, en
qualité, de leurs équivalents synthétiques traditionnels.
La réaction de Maillard ou traitement par la chaleur :
L’étude des arômes des préparations culinaires a fait
apparaître de nouvelles séries de substances aromatiques dues au chauffage.
L’industrie s’est efforcée d’accentuer ces phénomènes pour obtenir des
concentrations supérieures de ces substances.
Les composés obtenus sont en majorités des hétérocycles azote ou oxygène et souvent, des composés
soufrés. De tels extraits sont obtenus lors des réactions de Maillard.
L’opération se fait dans un réacteur en discontinu, mais on a
développé des installations sous forme d’une succession de tubes permettant
d’opérer en continu.
Les matières synthétiques
Comme on l'a vu précedemment, les matières premières naturelles ne sont pas toujours faciles à obtenir, et les procédés sont parfois couteux. Les productions botaniques sont donc souvent insuffisantes, en particulier parce que les plantes aromatiques ont laissé la place à des cultures vivrières. Les matières premières synthétiques présentent donc une autre alternative pour créer des aromatisants.
Les matières de base sont des corps simples extraits des végétaux. Le tableau ci-dessous répertorie les principaux produits utilisés et leurs origines.
| Nom du produit | Origine |
| Citronnellal et Citronnellol | Citronnelle |
| Géraniol | Palmarosa |
| Linalol | Bois de rose |
| Citral | Lemongrass |
| Acide undécylénique et Héptanol (par distillation sèche) Acide cébacique (par fusion alcaline) Acide azélaïque (par oxydation) |
Huile de ricin |
| a-pinène et b-pinène | Essence de térébentine (une des plus importante matière première de la chimie des produits odorants) |
| Liqueurs sulfitiques et autres dérivés | Bois |
| Ethanol | Fermentations diverses |
| Sources minérales, brut de benzoles : benzène, toluène, xylène | Fraction gazeuse de la houille |
| Hydrocarbures à courtes chaînes : méthane, éthane, éthylène | Fraction gazeuse de la houille et cracking des produits pétroliers |
| Goudrons | eaux ammoniacales, naphtes, huiles moyennes et lourdes de la houille |
2)
Les choix de la composition : le rôle de l'aromaticien
La création aromatique est le domaine de l’aromaticien. Traditionnellement, son savoir-faire a été acquis "sur le tas", après un apprentissage long et exigeant, tout comme celui des parfumeurs. L'aromaticien doit mémoriser des centaines d'odeurs et de combinaisons olfactives, mais il doit aussi les goûter. Il se sert donc de ses deux sens, olfactif et gustatif.
Entraîné à l'évaluation sensorielle de tous les produits aromatiques, qu'il s'agisse
des matières premières (naturelles ou synthétiques) ou des compositions aromatisantes
élaborées, l'aromaticien intervient à tous les stades de cette activité. L'aromaticien
est expert en substances aromatiques, mais aussi "goûteur" professionnel. Il
lui est indispensable de posséder une bonne culture culinaire du pays pour lequel il
travaille.
La création aromatique est un travail scientifique et technique
doublé d'une approche presque artistique. En effet, bien qu'aidé par le service
de recherche qui fournit de nombreuses données analytiques, l'aromaticien reste seul
devant ses fioles et, porté par son expérience, il doit suivre son inspiration pour
créer l'arôme "authentique". Souvent, de nombreux essais sont nécessaires,
qui seront humés et goûtés, dans un premier temps, dans des milieux simples comme l'eau
(sucrée ou salée selon le type d'arôme), puis dans des produits alimentaires en
relation avec le projet.
La conception d'un arôme classique, de fruit par
exemple, comprend plusieurs étapes. Une fois les données analytiques assimilées,
l'aromaticien entame le processus de formulation qui peut s'apparenter à la construction
d'un édifice. La base de cette œuvre est constituée par les "notes de
fonde"; il s'agit de molécules lourdes à l'arôme persistant, comme la vanilline.
Ensuite vient le corps, composé par les "notes de cœur" apportées par les
molécules clés de l’arôme; puissantes et volatiles, elles seront libérées dans
la bouche et passeront par la voie rétronasale. La dernière touche est donnée par les
"notes de tête", molécules extrêmement volatiles et destinées presque
exclusivement à l'olfaction, donc à la première impression, tel l'aldéhyde acétique
qui donne de la fraîcheur au jus d'orange tout juste pressé.
L'industrie aromatique oppose, dans son jargon, le "sucré"
(arômes de fruits, de vanille, de chocolat, etc., pour les boissons, desserts et autres
produits sucrés) au "salé" (arômes d'épices, de légumes, de viandes, etc.,
pour sauces, plats cuisinés et autres aliments plutôt salés). Le travail de
l'aromaticien que nous venons de décrire s'applique essentiellement au domaine sucré. Il
peut aussi créer des aromatisants de type viande, fromage ou légumes. Toutefois, en
fonction des applications spécifiques de ce segment de denrées, on fait appel à un
savoir-faire complémentaire, qui consiste à élaborer des mélanges (des
"mixes") de substances aromatiques et sapides. Ainsi, un agent aromatisant
typique de cette activité correspond, par exemple, au produit destiné à l'aromatisation
des chips. Ce produit pulvérulent contiendra non
seulement une fraction aromatique spécifique (une composition complexe venant d'un
aromaticien ou un extrait naturel, comme une huile essentielle) mais encore des poudres de
légumes, d'épices ou de fromage..., des exhausteurs de goût (glutamate,
etc.), du sel, du sucre, des acides, divers ingrédients apportant du "corps" et
parfois des colorants et des végétaux déshydratés pour améliorer l'aspect du produit
final.
L'aromaticien ne peut se contenter d'être un
créateur d'aromatisants ; il se doit de connaître les denrées alimentaires et les
contraintes de chaque type de produits. En effet, le profil d'un arôme (c'est-à-dire les
différentes familles de substances le composant) varie en fonction du milieu
d'application et des traitements que le produit aura à subir. La mise au point d'un
arôme de fraise est différente selon que l'application sera, par exemple, une crème
glacée ou un lait aromatisé. Si le milieu de départ est le même -ici le lait-, on est
en présence de deux produits bien différents. La crème glacée est un produit riche en
matière grasse, foisonné (dans lequel on introduit de l'air) et surgelé. Un lait
aromatisé ne contient, en plus de l'arôme, que du sucre et, éventuellement, un colorant
; c'est un produit thermisé (pour des raisons de qualité microbiologique et de
conservation) qui se garde longtemps à température ambiante; il doit pouvoir se
consommer chaud ou froid. La matière grasse de la glace a tendance à garder les arômes,
donc à les libérer lentement; la consommation glacée nécessite un dosage plus
important, ce qui n'est pas le cas pour des températures ambiantes ou élevées; en
revanche, la conservation au froid préserve mieux les arômes que la température
ambiante, plus élevée, qui accélère leur dégradation.
De même, l'aromatisation d'une boisson implique que l'aromatisant soit
soluble dans l'eau, ce qui nécessite un solvant adéquat ou des propriétés
particulières. En revanche, pour un biscuit, on emploieraune huile essentielle puissante
, incorporable à la matière grasse, non susceptible d'être entraînée par la vapeur
d'eau, le but recherché étant la stabilité à la cuisson.
Autant de paramètres tous différents mais qui ont une incidence sur l'efficacité de l'aromatisant et sur sa perception, et dont l'aromaticien doit absolument tenir compte lors de son travail de création. Les aromaticiens sont également appelés "nez". Leur travail n'est pas toujours apprécié des cuisiniers, qui préfèrent utiliser des produits naturels; en effet, ils n'assemblent jamais autant de molécules qu'il en existe dans la nature. Mais la nécessité des arômes artificiels dans l'industrie alimentaire est bien réelle, la demande étant en augmentation.
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3) Conservation des arômes et utilisation dans l'industrie alimentaire
Conservation
Des procédés plus élaborés, comme l'atomisation ou l'encapsulation, permettent d'obtenir des aromatisants bénéficiant d'une plus longue conservation et d'une meilleure protection contre, notamment, les traitements thermiques. L'atomisation est la méthode employée couramment pour le séchage du lait. Cette technique fait appel à des " tours " au sommet desquelles on injecte une suspension liquide homogène de la substance aromatique avec le ou les ingrédients qui serviront de support solide ; à l'entrée de la tour, un système permet de fractionner ce mélange en fines gouttelettes ; celles-ci rencontrent alors un courant d'air chaud, qui leur permet de sécher en tombant. Le cœur de ces particules contient la fraction aromatique enrobée d'une coque faite des substances solides introduites dans le mélange de départ ; celles-ci jouent un rôle de support et de protection des matières aromatisantes. L'atomisation est une technique simple d'encapsulation. D'autres procédés, plus complexes et employant des ingrédients très divers, permettent de créer un enrobage plus spécifique, assurant une meilleure protection de l'arôme. Ainsi, certaines microcapsules à base de gélatine sont faites pour résister à la température de cuisson mais éclateront sous la dent lors de la mastication. Ces autres formes d'encapsulation sont aussi plus onéreuses.
Utilisation
Ainsi, l’industrialisation de la production des aliments a créé des besoins supplémentaires. D’une part, les différents procédés et ingrédients employés par l’industrie entraînent souvent des pertes ou des lacunes aromatiques qu’il faut essayer de compenser, d’autre part, la création d’aliments fabriqués ( boissons, confiseries ) requiert une aromatisation complète et, parfois, originale.
Un bon exemple de la compensation
d’arômes " perdus " est celui des jus d’orange obtenus
à partir de concentrés. Lors du procédé de concentration, une fraction importante des
huiles essentielles et des diverses substances aromatiques volatiles présentes à
l’intérieur du fruit est entraînée dans la phase aqueuse et séparée du jus
concentré. Certains équipements permettent de la récupérer afin de la réintroduire au
moment de la reconstitution du jus.
Un velouté de champignons préparé et conservé de façon à être
prêt à consommer en l’état ou sous sa forme déshydratée
ne peut apporter toute la fraîcheur aromatique de son équivalent " fait
maison ", tout en contenant de véritables champignons. Un aromatisant adéquat
permet de rectifier cette situation et de s’approcher le plus possible de
l’arôme authentique.
L’arôme rend l’aliment appétissant et agréable à
consommer. Les produits laitiers sont considérés comme des aliments à très haute
valeur nutritionnelle ; leur développement spectaculaire, notamment celui des
yaourts, est dû en grande partie à la variété des produits et des goûts proposés.
Là encore, l’aromatisant joue un rôle primordial. En présence de fruits, il
compense une faiblesse aromatique que ceux-ci ne peuvent apporter, la quantité utilisée
étant trop faible pour donner un goût satisfaisant. En revanche, les aromatisants sont
indispensables dans le cas de yaourts aromatisés ( sans fruits ) tout comme ils le sont
pour créer des produits de confiseries. En effet, il est impossible de donner du goût à
des bonbons ou des chewing-gum sans agents aromatisants élaborés. Alors que, dans
certaines denrées, des zestes de citron ou des feuilles de menthe peuvent être utilisés
tels quels, ici on aura besoin de leur équivalent aromatique concentré, c’est à
dire de l’huile essentielle ou, dans le cas d’un goût de fruit, plus
vraisemblablement d’un arôme de synthèse.
En matière d’aromatisation, les goûts restent très
traditionnels et la demande porte surtout sur des arômes aux notes authentiques.
L’internationalisation des échanges permet de connaître d’autres goûts et les
produits laitiers ont ainsi assurer la popularité des fruits exotiques. Toutefois, il est
extrêmement rare de voir des goûts nouveaux adoptés par le consommateur : le goût
" cola " est une exception marquante.
Avantages et inconvénients
Les raisons d'employer des aromatisants industriels
sont multiples. Dans les exemples évoqués ci-dessus, on retiendra facilement
l'impossibilité technique d'utiliser les produits naturels en l'état. Dans d'autres
applications, on peut craindre le risque d'altérations physiques dommageables ; certains
végétaux pourraient griller ou brûler lors de traitements de cuisson, entraînant la
formation de substances indésirables pour le goût et l'aspect du produit.
L'utilisation d'extraits d'épices à la place des produits naturels,
outre la facilité d'emploi et de stockage, offre des conditions d'hygiène incomparables.
En effet, les épices naturelles sont, en général, fortement contaminées par une flore
microbiologique importante et variée alors que leurs extraits en sont pratiquement
exempts.
Les arômes concentrés, et plus particulièrement ceux obtenus grâce
à des molécules de synthèse, présentent le plus souvent une meilleure stabilité aux
divers traitements industriels, à l'oxydation, à la lumière, etc. ; ils conservent
ainsi leur profil aromatique d'origine plus longtemps et sont donc plus fiables.
Finalement, ces produits aromatisants concentrés, surtout les arômes de synthèse, sont
d'un coût très compétitif et permettent la mise au point de denrées alimentaires ayant
des qualités gustatives plaisantes pour un faible prix.
En revanche, les aromatisants, même de qualité, ne sont jamais
suffisamment complets pour reproduire intégralement l'arôme naturel et peuvent laisser
le consommateur insatisfait. De plus, un aromate apporte diverses substances
complémentaires qu'un produit concentré et purifié n'a pas ; il s'agit soit de
colorants ou même d'agents donnant de la texture (amidons ou fibres, par exemple), soit,
éventuellement, d'oligoéléments, de sels minéraux, etc.
