Agar agar : définition et propriétés

Un galactane extrait d'algues rouges

L'agar-agar est un produit gélifiant obtenu à partir d'algues rouges, essentiellement des genres Gelidium, Pterocladia et Gracilaria. Ce polysaccharide est souvent utilisé en référence pour comparer les gélifiants entre eux. Le nom vient du malais. Chimiquement, il s'agit d'un galactane, c'est-à-dire un polymère de galactose, présent dans la paroi cellulaire de ces algues où il assure la souplesse du thalle. L'extraction se fait à l'eau chaude, suivie d'une purification, d'une déshydratation et d'un broyage. On obtient ainsi l'agar-agar sous forme de poudre, la seule sous laquelle il est commercialisé, en petite boîte pour la cuisine comme en sac de 25 kg pour l'industrie.

Le produit industriel n'est pas une molécule unique mais un mélange de deux fractions aux rôles distincts. L'agarose, neutre et faiblement substituée, porte l'essentiel du pouvoir gélifiant. L'agaropectine, chargée en groupements sulfate et pyruvate, gélifie mal et se comporte plutôt comme un épaississant. Le rapport entre les deux dépend de l'espèce d'algue et du procédé, et il explique pourquoi deux poudres d'origine différente ne donnent pas la même consistance à dose égale. La ressource algale elle-même et sa gestion sont traitées dans macroalgues tropicales, une ressource durable d'avenir.

L'hystérésis, la propriété qui fait toute la différence

Un gel d'agar prend en refroidissant vers 35 °C et ne refond qu'au-delà de 85 °C. Cet écart de cinquante degrés entre prise et fusion s'appelle hystérésis thermique, et aucun autre gélifiant courant n'en présente d'aussi fort. C'est la propriété qui fait l'intérêt de l'agar-agar. Il a une conséquence pratique immense, un gel d'agar tient à température ambiante et même à 40 °C, ce qui interdit à la gélatine tout emploi comparable en climat chaud ou en produit non réfrigéré.

Le mécanisme tient à la conformation des chaînes. En solution chaude, l'agarose est en pelote statistique désordonnée. Au refroidissement, les chaînes s'enroulent en doubles hélices qui s'agrègent ensuite en faisceaux, et c'est cette agrégation, très stable, qu'il faut vaincre pour refondre le liquide. La base physico-chimique de ces réseaux est exposée dans gels de biopolymères naturels pour formulation agroalimentaire.

Le choix entre gélifiants se joue sur peu de chose, et trois comparaisons suffisent à trancher en formulation.

• Face à la gélatine, l'agar-agar donne un gel cassant et net là où la gélatine donne un gel élastique qui fond en bouche. Il est d'origine végétale et donc vegan, ce que la gélatine porcine ou bovine n'est pas, et il gélifie avec 2 g par litre quand la gélatine en réclame 15, soit près de 7 fois moins de matière.
• Face à la pectine, il ne réclame ni sucre ni acidité particulière pour prendre, alors qu'une pectine hautement méthylée exige plus de 55 % de matière sèche soluble.
• Face aux carraghénanes, autres extraits d'algues rouges, il ne réagit pas avec les protéines du lait, ce qui le rend utilisable dans une préparation lactée sans risque de floculation.

Un piège de mise en œuvre revient constamment. La poudre ne se disperse pas à froid, il faut la porter à ébullition dans le liquide une minute au moins pour hydrater complètement les chaînes, sinon le gel ne prend pas ou prend mal. Le conseil vaut pour toutes les recettes, professionnelles ou domestiques. Une deuxième précaution concerne les préparations acides, un pH inférieur à 4 hydrolyse partiellement le polymère à chaud et fait chuter la force du gel. Ajouter le jus de citron au bout de la cuisson règle la question, et permet de réaliser une gelée de fruits sans perte de tenue.

Du milieu de culture au dessert, en passant par le gel d'électrophorèse

Le premier usage historique de l'agar-agar n'est pas alimentaire, il est microbiologique. Le gel supporte la stérilisation à 121 °C, reste solide à 37 °C pendant toute l'incubation, et pratiquement aucune bactérie ne sait le dégrader, ce qui en fait le support de culture universel depuis la fin du XIXe siècle. Les milieux gélosés à 15 g par litre restent la base de la microbiologie appliquée, y compris pour le contrôle de l'air décrit dans les aérosols microbiens dans l'air du temps et pour l'identification des contaminants de moisissures sur les documents graphiques.

La fraction agarose purifiée de l'agar-agar sert de support aux gels d'électrophorèse des acides nucléiques, où la taille des pores contrôle la séparation des fragments. On trouvera là une des rares applications où c'est la structure du réseau, et non sa tenue mécanique, qui est obtenue pour elle-même.

En agroalimentaire, l'agar-agar joue le rôle de gélifiant et d'épaississant dans les gelées, les desserts, les garnitures et les produits de confiserie, secteur traité dans produits de confiserie. La quantité se joue au gramme près, 2 g d'agar-agar par litre donnent une gelée souple, 8 g un bloc ferme qu'on peut découper. Ces valeurs sont à retenir avant de se lancer dans des recettes converties depuis la gélatine. En cuisine, la même règle vaut pour un flan ou un gâteau monté, avec la contrainte que le goût est neutre et n'apporte rien au profil aromatique. Le classement de l'agar-agar parmi les consommables de laboratoire ou parmi les additifs alimentaires dépend donc du seul degré de purification.

On peut trouver à ce propos beaucoup d'affirmations sur les bienfaits de l'agar-agar, qui relèvent de la nutrition et non des propriétés du matériau. Ce qui est établi tient en une ligne, il s'agit d'une fibre soluble non digérée par les enzymes humaines, employée à quelques grammes par litre.

L'agar-agar sort aussi de l'assiette. La cosmétique emploie l'agar-agar comme agent de texture, sujet couvert par formulation des polymères naturels en cosmétique, aux côtés d'autres polysaccharides d'origine microbienne présentés dans obtention d'exopolysaccharides bactériens et applications en cosmétique. Les usages biomédicaux des galactanes marins, eux, font l'objet de les polysaccharides marins et leurs applications dans le domaine de la santé.