Les algues: première lignée végétale - 04/09/2005

• A - Les algues comestibles :

Certaines algues sont comestibles et consommées depuis très longtemps, traditionnellement en Chine et au Japon principalement.

Culture algues Japon

On pense que les Japonais cultivaient les algues aux V et VIèmes siècles déjà et de nombreuses gravures représentent cette activité. Les piquets en bois sont ensemencés et surveillés pendant toute la durée de croissance et l'algue est récoltée au meilleur moment (il ne faut pas qu'elle devienne dure).

L'algue Porphyra mubilicalis ou P. yezoensis : « laver » anglais ou « nori » du Japon

Porphyra

Et Undaria pinnatifida ou wakamé au Japon, aussi cultivée en Bretagne.

Undaria Wakame

Himanthalia elongata
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sont des algues comestibles très connues.

• B - La culture des algues :

La culture de Laminaria japonica représente, en quantité, la plus importante culture d'algues avec 3 millions et demi de tonnes de tissu frais et ce chiffre augmente puisque la Chine annonce, à elle seule maintenant, des tonnages équivalents. Cette algue est cultivée aussi bien pour l'alimentation que pour l'industrie des alginates.

En Bretagne on fait des essais de culture de Laminaria digitata, plus adaptée au climat mais qui peut être utilisée comme Laminaria japonica.

La culture est basée sur la maîtrise du cycle de développement et les méthodes sont les mêmes qu'en agriculture traditionnelle : sélection des géniteurs, protection des jeunes, milieu favorables, engrais azotés…L'espèce devient fertile en mai et fabrique des spores. Ces spores sont capables de nager à l'aide de leurs 2 flagelles latéraux et vont se fixer pour germer et donner un gamétophyte. Les gamétophytes mâles sont fins et bourgeonnent en « buissons », les gamétophytes femelles sont courts et massifs. La gamétogénèse s'effectue à des conditions de température très précises entre 12 et 17 degrés. Le gamète mâle vient, en nageant, féconder le gamète femelle. Ceci forme un zygote qui va se développer en algue visible, le sporophyte à 2N chromosomes qui donnera les spores au bout de 2 ans de croissance.

Laminaire

La culture de cette algue, calquée sur le cycle naturel, comprend plusieurs étapes :

1 - l'ensemencement des collecteurs :

Ce sont des supports artificiels sur lesquels les spores vont se fixer spores obtenues à partir de thalles géniteurs sélectionnés avec beaucoup de soins et cultivés depuis la saison précédente.

2 - la phase de croissance :

Surveillée en écloserie dans un milieu enrichi en nitrate d'ammonium et phosphate de potassium, soit dans de grands bacs (Chine) soit dans de plus petits bacs (Japon), ce qui, en cas d'infection de culture coûte moins de pertes.

3 - une phase de mise en culture en eau calme :

En mer pour que les plantules de quelques millimètres s'habituent au milieu ; durant cette période le cultivateur surveille attentivement ces cordages pendus dans l'eau à des bouées et les remonte régulièrement pour les nettoyer. Les plantes passent de 20 cm à 4 m durant l'hiver.

4 - le développement en mer avec engrais quand la plante atteint 4 m.

Diverses manipulations sont effectuées sur la culture, en particulier un changement dans la disposition des cordages qui supportent les algues. D'abord verticaux, pendus à leurs bouées, on les met ensuite à l'horizontale, une fois que les plantes sont bien fixées et on les « arrose » d'engrais tous les 15 jours.

5 - la récolte :

Elle intervient environ 8 mois après quand les thalles mesurent 6-7 m et sont larges de 30 cm environ. Il faut que le rapport entre le poids frais et sec soit de 7 à 1 pour un rendement optimal.

Les utilisations industrielles :

Indépendamment de la fabrication d'engrais (les goemoniers exercent un très vieux métier !) qui utilise les algues telles quelles en les incorporant ou non à d'autres produits comme du compost ou de la terre, plusieurs produits sont extraits des algues. Maintenant les groupes d'algues pouvant fournir tel ou tel composé sont bien connus, même si les méthodes de culture sont, dans bien des cas, encore partiellement en phase de recherche pour le passage à l'exploitation industrielle.

Les 3 produits suivants constituent 40% des gélifiants et épaississants du marché : les alginates avec 10%, les carraghénanes avec 18% et les agars avec 12%. Pour comparaison on peut mentionner la gélatine d'origine animale en diminution avec 16% et la pectine, essentiellement de pommes avec 14%.

Les caractéristiques de ces produits sont diverses et ils sont employés de manière spécifique.

• 1 - L'acide alginique :

Il a été découvert par Standford en 1883 sur Laminaria digitata est actuellement exploité sur diverses espèces de cette famille. C'est l'additif alimentaire E 400.
Polymère du mannose, sucres liés par des ponts oxygène, l'acide mannuronique M et l'acide guluronique G, les alginates sont des chaînes à parties dures (1 seul monomère) MMMMMMMM ou fragiles (les 2 monomères alternés) soit : MGMGMGMG. Insoluble dans l'eau, il peut absorber 140 fois son volume d'eau, et devient soluble sous forme de sels de Na, K, NH4. Les séquences dures améliorent le pouvoir gélifiant et la meilleure proportion est de M/G = 0,5.

Ils sont utilisés dans les sauces comme liant (l'alginate de sodium est l'additif alimentaire E 401), couches culottes comme absorbant, appareils dentaires comme pâte de moulage, pansements comme absorbant. Ils sont aussi utilisés dans la précipitation des impuretés des eaux usées, dans la gélatine des films, etc. La production mondiale est 200.000 t sèches/an , principalement produites aux USA, en Chine, en Norvège. Ceci correspond à plus de 30.000 t acide alginique/an.

Acide alginique. MMM

Les alginates sont très importants dans l'agroalimentaire où ils servent notamment à la fabrication des fruits reconstitués. Un faible pourcentage d'alginate est incorporé à une purée de fruits, puis on provoque la gélification de la purée à plat et on découpe, par exemple, des tranches de pommes reconstituées qui ont toutes la même taille pour les tartes industrielles ou encore des poivrons pour farcir les olives etc.

Acide alginique. GGG

• 2 - Les agars :

Ils donnent spontanément des gels dans l'eau si on chauffe à plus de 85 degrés et qu'on laisse refroidir le mélange.
Sont utilisées pour la production d'agars, les algues de l'ordre des Gelidiales pour 44%, mais aussi de l'ordre des Gigartinales avec Gracilia, une algue intertropicale utilisée en Chine, au Chili, au Japon.

L'agar est employé depuis 200 ans et est maintenant commercialisé sous le nom de E 406 ! Les agars sont des polymères du galactose, un sucre, associé à des ions sulfate. Certains gels d'agar supportent des traitements au delà de 100 degrés ce qui permet la stérilisation (Gelidium sesquipedale ou latifolium).

Les utilisations sont essentiellement agroalimentaires avec 88% de la production : confitures, yaourts, terrines, sauces, confiserie, etc. à des concentrations souvent plus petites que 1%. Mais il existe aussi des utilisations plus discrètes, moins connues du public, mais très importantes dans des domaines comme la pharmacie, la recherche et le diagnostic, en particulier les électrophorèses et les milieux de culture en bactériologie .

• 3 - Les carraghénanes :

Troisième grande catégorie de produits extraits des algues (additif alimentaire E 407), sont aussi des polymères du galactose, mais avec beaucoup plus de groupes sulfate que les agars. On les extrait des parois des Gigartinales, le même ordre que ci-dessus et des parois des Cryptonemiales.

Ces carraghénanes sont consommés depuis longtemps en Europe de l'ouest et à l'est des USA, on a actuellement une production de 30.000 t de carraghénanes raffinés et 18.000 t de semi-raffinés. Ces produits élèvent la viscosité du milieu mais ne provoquent pas de gel spontané, sauf avec le lait en présence de calcium, ce qui représente 57% de ses usages : yaourts, crèmes diverses et desserts deviennent onctueux…