Carraghénane

Lescarraghénanes(ou carraghénines) sont despolysaccharidessoufrés (galactanessulfatés) extraits d'algues rouges, servant d'agents d'épaississement et destabilisationdans l'industrie alimentaire. Ils portent collectivement le codeE407de la classification desadditifs alimentaires.
Les carraghénanes permettent de former desgelsà chaud (jusqu'à60°C) et présentent donc un intérêt par rapport auxgélatinesanimales traditionnelles.
Des scientifiques ont été amenés à se poser de sérieuses questions sur latoxicitéde cet additif dans l'alimentation. À partir d'études effectuées sur des animaux, il a été démontré des cas d'inflammation intestinale, desulcérationset descoliquesen ajoutant cet additif alimentaire dans l'eau de boisson.
Le carraghénane est surtout extrait duKappaphycus alvareziiet duEucheuma denticulatum. LeChondrus crispus(la mousse irlandaise), bien qu'étant la source originelle du carraghénane, n'est presque plus utilisé à ces fins.
LeBetaphycus gelatinumproduit un type particulier de carraghénane, alors que certaines algues de l'Amérique du Sud sont de plus en plus prisées par les producteurs de carraghénane pour diversifier les sources d'algues disponibles et pour extraire des qualités de carraghénanes distincts.Gigartina skottsbergii,Sarcothalia crispataetMazzaella laminaroidessont les espèces aujourd'hui ayant le plus de valeur, toutes sont cueillies au Chili. LaGigartina canaliculataest récoltée en petites quantités au Mexique etHypnea musciformisest récoltée au Brésil.
Sur le littoral duMassif armoricain, en particulier enBretagne, lesgoémoniers(personnes pratiquant la récolte desalgues rougesà basse mer) cueillent (sous le nom commun de petit goémon) leChondrus crispus(mousse irlandaise), mais cela concerne également, quoiqu'à un moindre degré,Mastocarpus stellatusetIridaea cordata.
Trois grandes catégories de carraghénanes sont commercialisées aujourd’hui :
Chacune de ces catégories présente une structure et des propriétés distinctes. Les principales différences au niveau de la structure moléculaire sont le nombre et la position des groupements sulfates ainsi que le nombre de ponts 3,6-anhydro-galactoses (3,6-AG). La position des groupements sulfatés peut être déterminée parspectrophotométrieinfrarouge.
Le kappa-carraghénane possède seulement un groupement sulfate et un pont 3,6-anhydro-galactose. Il est formé dans l’algue grâce à l’enzyme dékinase. Cette dékinase supprime les coudes dans la structure en retirant le sulfate en C-6, permettant alors la formation d’un pont 3,6-anhydro-galactose. Le kappa-carraghénane est composé de 28 à 35% de ponts3,6-anyhydrogalactoseet de 25 à 30% de groupements sulfates.
L’iota-carraghénane a une structure similaire à celle du kappa-carraghénane mais possède deux groupements sulfatés, avec un pourcentage de groupements sulfates compris entre 28 et 30 %. L’iota-carraghénane possède une quantité de 3,6-AG comprise entre 25 et 30 %. Le lambda-carraghénane est composé de 32 à 39% de groupements sulfates mais ne contient pas de 3,6-AG.
La viscosité dépend de la nature du composé, plus le degré de substitution sur le squelette degalactoseest faible, plus les gels formés seront durs et résistants. Entre les trois types de carraghénanes mentionnés ci-dessus, c’est le kappa-carraghénane qui possède le moins de groupements sulfates. Le kappa-carraghénane va donc être à l’origine d’un gel fort. L’iota-carraghénane a un niveau intermédiaire de substitution et a donc un pouvoir gélifiant plus faible que le kappa-carraghénane. Cependant, l’iota-carraghénane est capable de former un gel très flexible qui possède aussi la capacité de contrôler lasynérèse.
Le lambda-carraghénane, quant à lui, ne possède pas de propriété gélifiante. Cela s’explique par le fait que le lambda-carraghénane a le plus haut degré de substitution (et donc le plus de groupements sulfates) des trois types de carraghénanes. La sulfatation en 6 du lambda-carraghénane forme un coude et empêche la formation d’unedouble hélice. L’association de doubles hélices permet de former un réseau3Dqui est à l’origine de la formation d’un gel thermoréversible.
Du fait de leurs propriétésgélifiantes, les carraghénanes sont utilisés dans la plupart des desserts lactés (crèmes desserts,flans,etc.) industriels. Ils sont utilisés comme alternatives à lagélatinepour les végétariens et végétaliens.
Les études du Laboratoire américain d'oncologie cellulaire de l'Institut national du cancerdeBethesdadans leMarylandsuggèrent que le carraghénane peut fonctionner comme microbicide contre lesinfections sexuellement transmissibles. Les études en laboratoire ont montré un large spectre d’activité antivirale pour le carraghénane.
Il serait possible qu'un gel à base de carraghénane offre une protection contre levirus de l'herpèsHSV-2(en)en se combinant auxrécepteursduvirus, empêchant ainsi le virus de se fixer sur les cellules. Chez la souris, le taux de protection de ce gel est de 85 %.
Leslubrifiants anatomiqueset le lubrifiant despréservatifscontiennent du carraghénane, et certains de ces produits se sont révélés être des inhibiteurs potentiels lors de cette étude (bien que d'autres en contenant ne l'aient pas été). (VoirHerpès).
Des études en laboratoire ont montré que le carraghénane est un inhibiteur efficace contre l'infection par lePapillomavirus humain(HPV)in vitroet chez les animaux. Des études cliniques ont été révélées à la conférence International du Papillomavirus en 2010 (Montréal,Canada) montrant qu'un lubrifiant anatomique à base de carraghénane appeléCarraguardest efficace dans la prévention de l’infection par le HPV chez la femme. Les études cliniques suggèrent que certains gels lubrifiants, tels que le DivineNo 9et le Bioglide, seraient aussi efficaces contre ces infections.
Uneétude clinique dephaseIIIfaite par lePopulation Council(en)a évalué l'efficacité d'un gellubrifiantà base de carraghénane comme leCarraguardcontre lesinfections sexuellement transmissibleset particulièrement leVirus de l'immunodéficience humaine(VIH) chez la femme. Une étude menée entre 2004 et 2007, sur 4 000 femmes d'Afrique du Sudvient compléter cette étude, mais cette dernière, statistiquement, ne trouva aucune différence chez les femmes utilisant ou pas de lubrifiant. Une des conclusions est que le gel n'augmente pas les risques de transmission et n'a pas d'effets secondaires, il pourrait donc être utilisé comme support pour l'administration d'antirétrovirauxdans de futures études.
D'autres études, réalisées chez lesmacaques, démontrent la même efficacité du gel à base de carraghénane que lesétudes cliniqueseffectuées, mais pour leVirus de l'immunodéficience simienne(VIS). En opposition directe avec les résultatsin vitroobtenus, où l'utilisation du gel démontra une augmentation des infections par le VIH et le VIS, bien qu'apparemmentune faute dans le mode opératoire des études cliniques appliquée aux études de l'animalpourrait expliquer les différences.
Uneétude cliniquesuggère que le carraghénane serait une substance efficace contre lerhume(en diminuant les symptômes et le taux de virus des sécrétions nasales). Marinomed Biotechnologie GmbH, une compagnieautrichienne, a fait une étude en 2010 suggérant que leur spray nasal, contenant du carraghénane, pouvait être efficace comme traitement contre lesvirusdu rhume.
Des scientifiques ont été amenés à se poser de sérieuses questions sur latoxicitéde cet additif dans l'alimentation. À partir d'études effectuées sur des animaux, il a été démontré des cas d'inflammation intestinale, desulcérationset descoliquesen ajoutant cet additif alimentaire dans l'eau de boisson. Certains praticiens recommandent d’éviter la consommation d'aliments contenant des carraghénanes, spécialement pour les personnes souffrant de problèmes gastro-intestinaux.
Depuis les années 1960, les carraghénanes soulèvent des questions quant à leur(s) impact(s) sur la santé humaine. Leur consommation a été estimée a 0 à 7g/jourpar personne, ou entre 0 et 1ppm/jour. Bien que des recherches témoignent d’un lien entre les carraghénanes et les problèmes gastro-intestinaux constatés chez des animaux modèles, les controverses sont nombreuses et alimentées par le manque de preuves scientifiques.
Les poligéenanes, aussi appelés carraghénanes dégradés, sont des produits d’hydrolyse des carraghénanes. La réaction peut se produire lors de chauffage à hautes températures (>80°C) et une forte acidité. Ils pèsent entre 10 et 20 kDa et sont à l’origine desinflammationset des lésions constatées sur le tractus digestif si ingérés à hautes doses. Toxiques, ils sont souvent utilisés par les scientifiques pour induire une inflammation tissulaire, afin de tester les médicaments anti-inflammatoires sur les animaux de laboratoire. Un comité scientifique travaillant pour laCommission européennea recommandé que la dose de carraghénane dégradé (donc à masse moléculaire faible) soit d'un maximum de 5 % (ce qui est la limite de détection) sur la masse totale de carraghénane. Des tests sur des aliments contenant de fortes doses de carraghénane ont montré que beaucoup étaient contaminés par du carraghénane dégradé (à masse moléculaire faible). Se basant sur les recherches concluant qu'il peut entrainer le cancer du colon chez les animaux de laboratoire, Le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) reconnait le carraghénane comme possiblecancérogène. En 2002, il a été reconnu que l’administration orale de carraghénanes n’était pas cancérigène à long terme, et qu’il n’y avait pas de preuves supportant l’effet inducteur de tumeurs ou cancérigène chez les rats. Une étude de 2007 confirme l’effet non cancérigène d’une exposition prolongée aux carraghénanes à 5%.
Depuis les années 1960, la recherche a fait le lien entre le carraghénane alimentaire et les problèmes gastro-intestinaux chez les animaux de laboratoires.
Une étude publiée en 2006 indique que le carraghénane provoque l'inflammation descellules épithélialesde l'intestin lors de la culturein vitro, se faisant par la voie desrécepteurs des cellules BCL10, entraînant l'activation deNF-κBet d'Interleukine 8. Le carraghénane peut donc êtreimmunogène(entraînant une réponse du système immunitaire) à cause de son lien inhabituel avec l'alpha-1,3-galactosidique. La consommation de carraghénane peut jouer un rôle dans l'inflammation intestinale, vu que les récepteurs BCL10 ressemblent auxNOD2(Nucleotide-binding Oligomerization Domain-containingprotein 2), cette mutation étant connue dans laMaladie de Crohn.
Le carraghénane peut interférer avec l’activité desmacrophages. Des études faites sur desrats, des cochons d'Inde, et des singes indiquent que l'ingestion de carraghénanes alimentaires peut causer des ulcérations dans la sphère gastro-intestinale et augmenter (mais pas initier) le développement de cancer de l'appareil digestif humain. D'autres expériences utilisant des tissus cellulaires humains ont montré des résultats similaires, mais aucune n'a donné de résultats définitifs.
La dose maximale autorisée dans les formulations de produits pour enfants était de 300ppm(mg/kg). En 2007, la JECFA déconseille l’utilisation de carraghénanes ou procédés à base de carraghénanes, notamment pour les produits destinés à cette population. En 2011, Une commission de laFAOet de l'OMSsur lesadditifs alimentairesdit que :« sur base des informations disponibles, il est déconseillé d'utiliser le carraghénane ou des extraits d'algue alimentaireEucheumadans l'alimentation pour enfants ».
Pour donner suite à ces avertissements, des études ont été menées afin d’affirmer la sécurité du dosage des carraghénanes dans ces formulations, de 0 à 2 500ppm. Les tests ont été conduits sur des porcelets, sur une période de 28 jours, ce qui correspond à la période 0-23 mois chez l’humain. Durant cette période, la barrière intestinale infantile est immature, ce qui permet à de grosses quantités de macromolécules de passer l’épithélium et d’atteindre la circulation sanguine. La série de paramètres mesurés (analyses sanguines, impact sur le système immunitaire...) et notamment les analyses concernant les mastocytes n’ont pas révélé d’effets néfastes.
En 2015, la “JECFA conclut que l’utilisation de carraghénanes dans les préparations pour nourrissons et les préparations destinées à des usages médicaux particuliers pour nourrissons à des concentrations allant jusqu’à 1 000ppm(mg/ L) est sans risques.”.
Des organisations non gouvernementales, telles que leCornucopia Institute(en), une ONG surveillant la législation alimentaire et agricole, ont demandé que le carraghénane soit retiré de l'alimentation biologique certifiée par leDépartement de l'Agriculture des États-Unis(USDA).
Les inquiétudes sanitaires imputées au carraghénane ont conduit à une augmentation mondiale des prix, de par une plus grande législation de son utilisation commeadditif alimentaire. Cela a aussi conduit à une forte augmentation des prix pour l'utilisation non-alimentaire, en particulier dans les matériaux artistiques. Une alternative artificielle pour beaucoup d'applications serait leméthylcellulose, qui est aussi un additif alimentaire, ayant une plus grande part du marché auxÉtats-Unisque le carraghénane.
L'agar-agarest un autre produit gélifiant dérivé d'algues rouges.