Dicarbonate de diméthyle

Le dicarbonate de diméthyle (DMDC) ou pyrocarbonate de diméthyle est un composé organique de la famille des esters de carbonate. Il est utilisé comme additif alimentaire (E242[6]) pour la conservation des boissons et n'affecte ni le goût, ni l'odeur, ni la couleur.

dicarbonate de diméthyle
Identification
Nom UICPA Méthoxycarbonyle méthyle carbonate
Synonymes
  • DMDC
    * Ester diméthylique de l'acide pyrocarbonique
    * Diméthyle pyrocarbonate
    * Oxydiformate de diméthyle
    * Velcorin ®
No CAS 4525-33-1
No ECHA 100.022.601
No CE 224-859-8
PubChem 3086
No E E242
SMILES
InChI
Apparence Liquide incolore[1]
Propriétés chimiques
Formule C4H6O5  [Isomères]
Masse molaire[2] 134,0874 ± 0,0051 g/mol
C 35,83 %, H 4,51 %, O 59,66 %,
Propriétés physiques
T° fusion 17 °C[1]
T° ébullition 172 °C avec décomposition[1]
Solubilité Soluble dans l'eau 3,65 %, s'hydrolyse rapidement. Miscible dans le toluène[3]
Masse volumique 1,25 g·ml-1[1] (20 °C)[4]
Point d’éclair 85 °C[4]
Pression de vapeur saturante 0,07 kPa (20 °C)[4]
Viscosité dynamique 2,1 mPa·s (20 °C)[4]
Précautions
Directive 67/548/EEC

T
Écotoxicologie
DL50 260 mg·kg-1 rat oral,
589 mg·kg-1 souris oral[5].
CL50 711 mg·m-3 rat inhalation[5]
Composés apparentés
Isomère(s) Acide malique
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.

Structure et propriétés

Structure

Le DMDC est composé de 2 carbonates de diméthyle attachés par un oxygène. Sa formule chimique est C4H6O5, c'est un isomère de l'acide malique.

Propriétés physiques

Le DMDC est un liquide incolore[1] soluble dans l'eau (3,65 %[4]) et miscible dans le toluène[3].

Le DMDC est sous forme solide en dessous de 16 à 18 °C et se vaporise vers les 172 °C[1].

Hydrolyse

En présence d'eau, le DMDC s'hydrolyse complètement et rapidement. Sa décomposition conduit à la formation de dioxyde de carbone (CO2) et de méthanol[4].

DMDC + H2O → 2CH3OH + 2CO2

À pH compris entre 2 et 6, la vitesse d'hydrolyse est indépendante de la concentration de l'ion hydronium et de la présence de CO2 (boisson carbonée) mais dépendante de la température[4] :

  • à 21 °C, la demi-vie du DMDC est de 13 minutes,
  • à 10 °C, l'hydrolyse est complète après 4 heures et 20 minutes,
  • à 20 °C, après 80 minutes, plus de 6 demi-vies soit env. 99% disparus
  • à 30 °C, après 50 minutes.

L'hydrolyse se produit dès que le DMDC est en présence d'eau, ainsi il se décompose donc dans toutes les boissons alimentaires.

Autres réactions

Le DMDC peut réagir sur les groupes hydroxyle, aminé, et thiol des composés présents dans la boisson (polyphénols, acides aminés, glucides, acides) cependant les produits créés sont en trop faible quantité pour être détectés.

Propriété stérilisante

Le DMDC agit sur les enzymes glutamate décarboxylase et acétate kinase des microorganismes présents dans la boisson en les inactivant[7]. La DMCM réagit avec l'acide aminé histidine en la méthoxycarbonylant[4].

Le DMDC détruit ainsi les levures, les mycodermas, et bactéries de fermentations quand utilisé à faible concentration. À forte dose il détruit ou inactive les bactéries plus pathogènes, les champignons et certains virus[4].

Dans une étude sur le vin, le DMDC utilisé à son niveau maximum est un conservateur efficace pour contrôler un faible taux de levure, cependant il s'avère inefficace contre les bactéries du type Lactobacille et Acetobacter[8].

Application

Le DMDC est principalement utilisé comme agent conservateur (E242[9]) dans les boissons aromatisées sans alcool, les vins sans alcool et concentré liquide de thé[6]. Sa concentration est limitée à 250 mg·l-1.

Dans les vins, il est utilisé pour les stériliser et éliminer ou réduire les levures brettanomyces[10].

Dans les autres boissons, il permet la réduction de la concentration des autres conservateurs tels que le sorbate de potassium et le benzoate de sodium.

Réglementation

Europe

Le DMDC est utilisé en Allemagne dans les boissons sucrées sans alcool depuis 1978[4].

Depuis 1995, il est autorisé dans les boissons aromatisées sans alcool, les vins sans alcool et concentrés liquides de thé[6]. En octobre 2005, le Comité économique et social européen a donné un avis favorable pour l'utilisation du DMDC en tant que nouvelle pratique œnologique pour réduire l'utilisation du dioxyde de soufre[11]. Deux mois plus tard[12], le DMDC est autorisé en Europe dans les pratiques et traitements œnologiques[13] afin d'assurer la stabilisation microbiologique du vin en bouteille contenant des sucres fermentescibles. Son emploi est limité à 200 mg·l-1 et ne s'applique que pour les vins ayant une teneur en sucres égale ou supérieure à 5 g·l-1. Le règlement entre en vigueur en mai 2006[14]. D'abord considéré comme auxiliaire technologique, il n'était pas demandé de spécifier son utilisation dans la liste des ingrédients, il est maintenant nécessaire de le mentionner au même titre que les autres additifs.

USA

Le DMDC est autorisé dans les vins aux États-Unis par la Food and Drug Administration depuis octobre 1988. Son taux de concentration ne devant pas dépasser 200 ppm. Il est considéré comme un agent de procédé par la FDA ainsi il n'apparait pas sur la liste des ingrédients[4].

Reste du monde

En Nouvelle-Zélande et en Australie, le DMDC est approuvé comme conservateur pour les vins[4].

Le codex alimentarius limite l'utilisation du DMC à 200 ppm dans les vins et hydromels et à 250 ppm dans les cidres, et boissons à base de cafés, thés, infusions et boissons aromatisées[15].

Production

Le DMDC est vendu sous la marque Velcorin[4] avec un degré de pureté minimum de 99,8 % et doit contenir moins de 0,2 % de carbonate de diméthyle[1].

Précaution d'emploi

La manipulation de DMDC pur implique dans les usines d'embouteillage des mesures strictes de sécurité[4].

Phrases de risque et conseil de prudence

Le DMDC est corrosif pour les yeux et la peau et toxique par inhalation et ingestion[1]. Il doit être conservé dans des containers à l’abri de l'humidité[3].

En l'absence d'eau la DMDC se conserve à 20–25 °C pour un an[4].

T-Toxique
Exposé des risques et mesures de sécurité[16]
R: 22 Nocif en cas d'ingestion.
R: 23 Toxique par inhalation.
R: 34 Provoque des brûlures.
S: 18 Manipuler et ouvrir le récipient avec prudence
S: 26 En cas de contact avec les yeux, laver immédiatement et abondamment avec de l'eau et consulter un spécialiste.
S: 28 Après contact avec la peau, se laver immédiatement et abondamment avec ... (produits appropriés à indiquer par le fabricant).
S: 36/37/39 Porter un vêtement de protection approprié, des gants et un appareil de protection des yeux/du visage.
S: 38 En cas de ventilation insuffisante, porter un appareil respiratoire approprié.
S: 45 En cas d'accident ou de malaise, consulter immédiatement un médecin (si possible, lui montrer l'étiquette).
224-859-8 Étiquetage CE.

Notes et références
  1. Commission des Communautés Européennes, « Directive 2008/84/CE de la commission du 27 août 2008 portant établissement de critères de pureté spécifiques pour les additifs alimentaires autres que les colorants et les édulcorants », Journal officiel de l'Union européenne, no L 253,‎ , p. 1-175 (lire en ligne) [PDF]
  2. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
  3. (en) JECFA, « Monograph 1 Dimethyl pyrocarbonate - INS N° 242 », Food additive Monograph, sur http://www.fao.org, FAO, (consulté le ), p. 1-4 [PDF]
  4. (en) MC Calisto, « DMDC's role in bottle stability - dimethyl dicarbonate », Wines & Vines,‎ (lire en ligne)
  5. (en) ChemIDplus, « Dimethyl pyrocarbonate - RN: 4525-33-1 », sur chem.sis.nlm.nih.gov, U.S. National Library of Medicine (consulté le )
  6. Parlement européen et Conseil de l'europe, « La Directive 95/2/CE concernant les additifs alimentaires autres que les colorants et les édulcorants », Journal officiel de l'Union européenne, no L 61,‎ , p. 1-56 (lire en ligne). [PDF]
  7. (en) ChemBank, « dimethyl dicarbonate ChemBankID: 2034 », sur http://chembank.broad.harvard.edu (consulté le )
  8. (en) A Costa, A Barata, M Malfeito-Ferreira & V Loureiro, « Evaluation of the inhibitory effect of dimethyl dicarbonate (DMDC) against wine microorganisms », Food Microbiol., vol. 25, no 2,‎ , p. 422-427 (DOI doi:10.1016/j.fm.2007.10.003, résumé)
  9. « Noms de catégorie et système international de numérotation des additifs alimentaires », CAC/GL 361989, sur http://www.codexalimentarius.net, Codex alimentarius, (consulté le ), p. 1-35 [PDF]
  10. http://www.sofralabtechnologies.com/uploads/thumbnails/Velcorin-Mai09.pdf
  11. Comité économique et social européen, « Avis du Comité économique et social européen sur la «Proposition de règlement du Conseil modifiant le règlement (CE) no 1493/1999 portant organisation commune du marché vitivinicole» - 26 octobre 2005. », Journal officiel de l'Union européenne, no C 28,‎ , p. 68 (lire en ligne) [PDF]
  12. Conseil de l'europe, « Règlement (CE) No 2165/2005 du 20 décembre 2005 modifiant le règlement (CE) no 1493/1999 portant organisation commune du marché vitivinicole », Journal officiel de l’Union européenne, no L 345,‎ (lire en ligne) [PDF]
  13. Commission des Communautés Européennes, « Règlement (CE) No 423/2008 du 8 mai 2008 fixant certaines modalités d'application du règlement (CE) no 1493/1999 du Conseil et instituant un code communautaire des pratiques et traitements œnologiques », Journal officiel de l’Union européenne, no L 127,‎ , p. 13-57 (lire en ligne) [PDF]
  14. Commission européenne, « Règlement (CE) No 643/2006 de la Commission du 27 avril 2006 modifiant le règlement (CE) no 1622/2000 fixant certaines modalités d'application du règlement (CE) no 1493/1999 portant organisation commune du marché vitivinicole, et instituant un code communautaire des pratiques et traitements œnologiques, et le règlement (CE) no 884/2001 portant modalités d’application relatives aux documents accompagnant les transports des produits vitivinicoles et aux registres à tenir dans le secteur vitivinicole », Journal officiel de l’Union européenne, no L 115,‎ , p. 6-9 (lire en ligne)
  15. (en) Codex Alimentarius Commission, « Updated up to the 31st Session of the Codex Alimentarius Commission for Dimethyl dicarbonate (242) », GSFA Online, sur http://www.codexalimentarius.net, Codex Alimentarius, (consulté le )
  16. Merck, « Fiche de données de sécurité Merck selon la directive 91/155/CEE - Dicarbonate de diméthyle - Code produit 818758 », sur http://assets.chemportals.merck.de, Merck, (consulté le ), p. 1-4 [PDF]

Articles connexes

Liens externes
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