Les fibres alimentaires : de quoi s'agit-il ?

Les fibres alimentaires ? Leur définition a évolué, avec leur meilleure compréhension.

Acte I

En matière alimentaire, et surtout depuis les explorations du microbiote intestinal (les micro-organismes qui sont dans notre système digestif, et contribuent à notre digestion), on parle beaucoup de "fibres alimentaires"... mais de quoi s'agit-il au juste ?
Observons que le terme fut initialement introduit pour désigner les constituants non digestibles des aliments : surtout présents dans la paroi cellulaire des tissus végétaux : la cellulose, l'hémicellulose et la lignine.

Là, commençons par expliquer que les fruits, légumes -brefs, les "tissus végétaux"- sont faits de petits "sacs" collés les uns aux autres : les "cellules".

Ces cellules sont vivantes, individuellement, même si elles ont réunies en "organismes". Elles sont limitées chacune par une "membrane", et elles sont "collées" entre elles par ce que l'on nomme la "paroi", en l’occurrence on dit aussi "paroi végétale".

Et on peut imaginer cette "paroi" de la façon suivante : il y a, pour chaque cellule des "piliers" de cellulose", qui sont liés entre eux par des sortes de cordages, que son des molécules de pectines.

Les celluloses ? Ce sont des composés de la famille des polysaccharides, dont les molécules résultent de l'enchaînement de "sucres" élémentaires, essentiellement du glucose.
Bien sûr, ce n'est pas la juxtaposition de molécules de glucose, mais j'ai bien pris soin de dire que les molécules "résultent" de l'enchaînement des molécules de glucose ; lors de la réaction d'assemblage, des atomes sont perdus, et c'est la raison pour laquelle les molécules de celluloses, elles, ne contiennent plus que des "résidus de molécules de glucose", et non pas des "molécules de glucose".

Les hémicelluloses ? Une variation des premières.

Les lignines ? Encore des composés fascinants, présents dans les tissus végétaux et dont la molécule comporte de très nombreux "groupes aromatiques", ce qui ne signifie pas qu'ils aient une odeur, mais une propriété chimique qu'ils partagent avec un chef de file qui a nom "benzène".

Acte II

Mais revenons à la définition des fibres alimentaires. Quand on a poursuivi leur exploration, on a été conduit à ajouter des caractéristiques physiologiques pour préciser les définitions : aujourd'hui, les fibres alimentaires sont définies comme "les restes des squelettes de cellules végétales résistantes à la digestion (hydrolyse) par les enzymes de l'homme".

Avec cette définition, la liste initiale s'est augmentée de gommes, de celluloses modifiées, de composés du mucilage et la pectine.

Les gommes, les mucilages : des substance mucilagineuses et transparentes, provenant de l'exsudation naturelle ou provoquée de certains végétaux.

Le mucilage ? Toute substance particulièrement répandue dans les racines de guimauve et les graines de lin, les lichens et les algues, qui se gonfle au contact de l'eau sans s'y dissoudre mais en formant une matière visqueuse, comparable à la gomme, et dont les propriétés épaississantes la font utiliser en médecine.

On voit surtout que c'est moins les matières, faites principalement d'eau et de composés polysaccharidiques, qui sont visées par la définition, que les polysaccharides présents, et qui sont variés.

Les pectines ? Là, les sucres qui sont enchaînés sont principalement des "acides galacturoniques", mais avec plein d'autres sucres ; je n'entre pas dans les détails, sauf pour signaler que si les pectines sont facilement dissociées lors d'un chauffage en milieu acide (comme quand on fait les confitures), les molécules de cellulose, elles, sont très résistantes, au point que nous pouvons laver nos chemises en coton (le coton, c'est de la cellulose presque pure) sans qu'elles ne se dissolvent !

Acte III

Et, en 2009, la définition des fibres a encore évolué avec la mise au point de nouvelles méthodes d'analyse chimique, de sorte que le Codex Alimentarius (une sorte d'agrément international pour régler le commerce des denrées alimentaires) a défini les fibres alimentaires comme des "polymères glucidiques à dix unités monomères ou plus, qui ne sont pas hydrolysés par les enzymes endogènes dans l'intestin grêle humain".

Évidemment, toute définition est dangereuse, car il peut y avoir des hydrolyses limitées. Et, à la limite de dix résidus (les "unités monomères", ce qui est un pléonasme : on devrait dire "des monomères"), il y a aussi une frontière bien difficile à tracer entre des oligomères à neuf ou dix unités, résistants à l'hydrolyse, et des oligomères à plus de dix unités, mais plus fragiles.

Mais bon, voilà ce que nous avons aujourd'hui à ce propos.

J'ajoute que si nous centrifugeons une carotte, du persil, un poireau, etc., nous récupérons du jus, d'une part, et des "fibres", de l'autre part. Avons-nous suffisamment pensé à utiliser ces matières en cuisine ? C'était en tout cas la proposition du dixième International Contest for Note by Note Cooking.

Je vous présente les celluloses

Aujourd'hui je vous présente les celluloses.  Parmi  les additifs, dans cette liste positive de composés tous testés et  finalement approuvés par les autorités sanitaires des aliments, il y a diverses formes de la cellulose.  Mais des dérivés de la cellulose ne sont pas de la cellulose.
Cellulose ? C'est d'abord un mot, comme "lipide", "protéine", "acide acétique"... Le plus souvent, dans les discussions publiques, les entités qui sont ainsi désignées sont singulièrement absentes de l’esprit de ceux qui en prononcent le nom ! Mais je ne suis pas ici pour dénoncer à nouveau l' "achimisme", mais, au contraire, pour expliquer.

Et rien de mieux que l'expérience pour bien fixer les idées :  mettons des carottes  dans un extracteur à jus, une "centrifugeuse" de cuisine. Les carottes broyées sont transformées en  un jus orange et épais, et il reste dans la machine  un résidu solide, légèrement orange.. que l'on jette le plus souvent (erreur, comme nous le verrons !). Conservons ce résidu et faisons le bouillir à grande eau. Même après un très long moment de "cuisson", il reste une matière solide, blanche que nous allons filtrer : dans le temps, j'aurais été fautif en disant que ce résidu était de la cellulose, mais on se souvient que je cherche à être de plus en plus précis, afin de ne pas laisser de place aux confusions dont le diable (les Tyrans, aurait dit Denis Diderot) s'empare.
Regardons ce résidu solide au microscope : on le voit constitué de fibres. Et avec un microscope qui montrerait les molécules, on verrait des molécules linéaires, plutôt d'ailleurs des chaînes que des fils, puisque l'oeil du chimiste reconnaît que les "maillons"  ressemblent tous à la molécule de glucose. Ces enchaînements sont des molécules de cellulose. Et comme il y a des molécules plus ou moins longues, je propose de parler plutôt de celluloses au pluriel que de cellulose au singulier. 
Or il y a ces molécules dans les  végétaux, auxquels elle assure de la rigidité,  avec ces autres composé que sont la lignine, les hémicelluloses, les pectines, etc. Beaucoup de ces derniers sont lessivés au cours de notre expérience, quand on fait bouillir dans l'eau, mais les molécules de cellulose, elles, sont très résistantes chimiquement, au point que nous puissions laver nos chemises en coton à l'eau bouillante des milliers de fois, sans qu'elle ne disparaissent dans les  eaux de  lavage. Le coton, c'est de la cellulose, en grande majorité, et le coton hydrophile est quasiment exclusivement fait de celluloses.
Comment les celluloses sont-elles fabriquées ? Dans les végétaux, la sève brute, faite essentiellement d'eau et de sels minéraux, monte vers les feuilles ; là, l'énergie de la lumière permet  aux feuilles, à partir de l'eau et du dioxyde de carbone qui est dans l'air,  de synthétiser -j'ai bien dit synthétiser-  des sucres que sont le glucose, le fructose, le saccharose, mais aussi des tas d'autres composés comme les acides aminés. Ces composés fabriqués par la plante dans les feuilles sont alors redescendus  par des canaux vers les autres organes des plantes : tige, racines, tubercules... Et notamment, le sucres sont utilisés  par les plantes pour synthétiser les celluloses.

En cuisine, je crois qu'il faut surtout se souvenir que les celluloses dont des molécules qui donnent de la rigidité aux plantes. Ce qui signifient qu'elles peuvent aussi donner de la rigidité aux plats. Cela ne signifie pas nécessairement dureté, mais changement de consistance, et c'est ainsi que j'ai proposé, il y a plusieurs années, d'ajouter des celluloses dans des gelées ou des confitures, afin de faire plus intéressant que de mornes gelées.
Morne gelée, morne plaine : il nous faut des vallons, des collines, de montagnes, pour ce qui concerne la consistance de nos mets, et les celluloses sont des composés bien utiles pour ces travaux culinaires.