Qu’est-ce qu’un agent chélateur ?
Les agents chélateurs sont des agents qui forment des complexes avec les ions métalliques et provoquent divers effets indésirables, afin de réduire leur activité.
L’EDTA et le DTPA en sont des exemples typiques, mais le type d’ions métalliques auxquels ils se lient et leur solubilité dans l’eau diffèrent, de sorte qu’ils sont sélectionnés en fonction de leur utilisation.
La notion de structure d’acide aminocarboxylique se réfère à une structure comportant à la fois des groupes amino (-NH2) et des groupes carboxyle (-COOH) dans la molécule.
Utilisations des agents chélateurs
1. Utilisations industrielles
Les agents chélateurs sont utilisés pour équilibrer les solutions et ajuster les concentrations d’ions en raison de leur grande solubilité dans l’eau et de leurs propriétés stabilisantes. D’autres applications comprennent la récupération de métaux précieux et le tri et l’élimination de métaux dangereux en utilisant des agents chélatants qui se lient et réagissent uniquement avec des métaux spécifiques.
2. Utilisations médicales
La surcharge en fer est une maladie dans laquelle un excès de fer s’accumule dans l’organisme pour une raison quelconque, provoquant divers symptômes tels que la fatigue et des douleurs dans les articulations du corps. Le fer fonctionne bien en quantité adéquate, mais sa présence en excès a un effet négatif.
Des agents chélateurs du fer sont disponibles sous forme de médicaments pour remédier à cette situation. Les principaux ingrédients sont des molécules organiques telles que la déféroxamine et le déférasirox. Elles forment des complexes chélatés avec le fer et l’éliminent de l’organisme. De cette manière, les composants métalliques et les substances radioactives présents en excès dans l’organisme peuvent être expulsés et correctement contrôlés.
3. Utilisations domestiques
Les agents chélateurs sont principalement ajoutés aux détergents pour lave-vaisselle et aux détergents pour lave-linge, où ils protègent les tensioactifs responsables de leurs performances de nettoyage contre les ions métalliques.
Propriétés des agents chélateurs
Dans le cas de l’EDTA, l’agent chélateur le plus typique, le composé formé par la réaction des ions métalliques avec l’agent chélateur est appelé complexe chélateur. Il reste soluble dans le liquide sans précipitation. L’EDTA est connu pour former des liaisons de coordination avec les ions métalliques dans un rapport 1:1 en solution aqueuse.
Le complexe se forme dans une structure tridimensionnelle rappelant des ciseaux de crabe, et le métal est piégé à l’intérieur du complexe, exerçant ainsi un effet de scellement du métal. L’action de blocage des métaux signifie que les ions calcium et fer présents dans l’eau ne peuvent pas se lier à d’autres ions.
Par exemple, les détergents à lessive contiennent des agents chélateurs qui visent à empêcher les agents de surface chargés négativement de se lier aux ions de calcium et de fer présents dans l’eau du robinet. Les surfactants étant des détergents, leur capacité de nettoyage est considérablement réduite s’ils se lient aux ions métalliques présents dans l’eau. C’est pourquoi des agents chélateurs ayant des propriétés de blocage des métaux sont ajoutés pour empêcher les ions métalliques de se lier de manière réactive aux agents de surface.
Une large gamme d’agents chélateurs tels que l’EDTA, le DTPA et l’HEDTA peut être sélectionnée en fonction de l’application. Étant donné que le type et la performance des ions métalliques auxquels ils se coordonnent et se lient diffèrent selon le type, il convient de faire preuve de prudence et de confirmation lors de la sélection du bon type d’agent chélateur.
Types d’agents chélateurs
Il existe de nombreux types d’agents chélateurs utilisés dans les aliments, en fonction de leur objectif et de leur application. Les quatre agents chélateurs les plus courants sont l’acide éthylènediaminetétraacétique, l’acide citrique, l’acide phytique et l’acide gluconique.
1. Acide éthylènediaminetétraacétique (EDTA)
L’EDTA disodique et l’EDTA disodique calcique sont désignés comme antioxydants. Ils piègent les ions métalliques qui favorisent l’oxydation. Certaines restrictions sont en place et l’EDTA ne peut être utilisé que dans les aliments en conserve et en bouteille. Selon les critères d’utilisation, l’EDTA disodique doit être inactivé par l’EDTA disodique calcique avant que l’aliment final ne soit terminé.
2. Acide citrique
Utilisé comme acidifiant pour améliorer la saveur des aliments. Il est bien connu en tant que principal ingrédient des agrumes tels que les citrons et les oranges. Il forme des complexes de chélates avec les minéraux dans l’organisme, ce qui facilite leur absorption.
3. Acide gluconique
L’acide gluconique régule la fermentation des aliments et est utilisé comme alternative au miso et au sel. Il peut également être largement utilisé comme agent masquant les odeurs, ajusteur de pH et inhibiteur de changement de couleur. Il est ajouté à des ingrédients tels que le gluconate de sodium et le glucono-delta-lactone.
4. Acide phytique
Cette substance est utilisée comme décolorant et antioxydant et est abondante dans le son de riz et les fruits à coque. Elle forme et retient des complexes chélatés avec des minéraux tels que le calcium, le fer, le cuivre et le zinc. On craint que des niveaux élevés de cette substance n’inhibent l’absorption de minéraux essentiels en raison de son action chélatrice trop forte.
Autres informations sur les agents chélateurs
Comment calculer la quantité d’agent chélateur ajoutée ?
La valeur de chélation (CV) est un indicateur de la quantité d’ions métalliques avec lesquels un agent chélateur peut former un complexe. Elle est définie comme le nombre de mg de carbonate de calcium avec lesquels 1 g d’agent chélateur peut former une liaison de coordination, en mgCaCO3/g.
Dans le cas de l’EDTA-4H, le CV est de 342 mgCaCO3/g et cette valeur peut être calculée comme suit : étant donné que l’EDTA et les ions calcium se lient dans un rapport 1:1, 1 mole de carbonate de calcium est également nécessaire pour saturer 1 mole d’EDTA-4H en ions calcium.
Par conséquent, si le poids moléculaire du carbonate de calcium est de 100 et celui de l’EDTA/4H de 292, 1 g d’EDTA/4H est nécessaire pour lier 342 mg de carbonate de calcium. Si l’on connaît la quantité de métal qu’un agent chélateur peut séquestrer de cette manière, il est possible de calculer la quantité approximative à ajouter lors de l’utilisation effective de l’agent chélateur.