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.

Identification
dicarbonate de diméthyle

Nom UICPA	Méthoxycarbonyle méthyle carbonate
Synonymes	DMDC * Ester diméthylique de l'acide pyrocarbonique * Diméthyle pyrocarbonate * Oxydiformate de diméthyle * Velcorin ®
N^o CAS	4525-33-1
N^o ECHA	100.022.601
N^o CE	224-859-8
PubChem	3086
N^o E	E242
SMILES	O=C(OC(=O)OC)OC PubChem, vue 3D
InChI	InChI : vue 3D InChI=1/C4H6O5/c1-7-3(5)9-4(6)8-2/h1-2H3
Apparence	Liquide incolore[1]
Propriétés chimiques
Formule	C₄H₆O₅ [Isomères]
Masse molaire[2]	134,087 4 ± 0,005 1 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 Symboles : T : Toxique Phrases R : R22 : Nocif en cas d’ingestion. R23 : Toxique par inhalation. R34 : Provoque des brûlures. Phrases S : S18 : Manipuler et ouvrir le récipient avec prudence. S26 : En cas de contact avec les yeux, laver immédiatement et abondamment avec de l’eau et consulter un spécialiste. S28 : Après contact avec la peau, se laver immédiatement et abondamment avec … (produits appropriés à indiquer par le fabricant). S38 : En cas de ventilation insuffisante, porter un appareil respiratoire approprié. S45 : En cas d’accident ou de malaise, consulter immédiatement un médecin (si possible, lui montrer l’étiquette). S36/37/39 : Porter un vêtement de protection approprié, des gants et un appareil de protection des yeux/du visage. Phrases R : 22, 23, 34, Phrases S : 18, 26, 28, 36/37/39, 38, 45,
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. Il a la même formule brute que l'acide malique, mais sa structure et ses propriétés chimiques sont complètement différentes.

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 20 °C, la demi-vie du DMDC est de 17 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]. À un pH physiologique, le DMCM réagit de préférence avec l'acide aminé histidine en le méthoxycarbonylant[4].

Ainsi, le DMDC détruit les levures et les bactéries de fermentation lorsqu'il est 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, à sa concentration la plus élevée, était un conservateur efficace pour contrôler les levures de fermentation, mais il était moins efficace contre les bactéries Lactobacillus 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. Le DMDC est vendu par la société Lanxess sous le nom commercial Velcorin®.

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 utilisation est limitée à 200 mg·l-1 dans le vin.5 g·l^-1. Jusqu'à présent, l'utilisation était autorisée à partir d'une teneur en sucres résiduels de 5 g/l de vin, selon le dernier règlement (CE) n° 315/2012 (Annexe 6), le DMDC ne peut être utilisé que pour les demi-secs, vins moelleux et liquoreux[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]. Dans d'autres boissons comme les boissons non alcoolisées, le cidre ou le hard seltzer, l'ajout de 250 ppm est autorisé.

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 commercialisé sous la marque Velcorin® par la société Lanxess[4]. Il doit avoir un degré de pureté minimum de 99,8 % et 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 20–30 °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

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, n^o L 253,‎ 20 septembre 2008, p. 1-175 (lire en ligne) [PDF]
Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
(en) JECFA, « Monograph 1 Dimethyl pyrocarbonate - INS N° 242 », Food additive Monograph, sur http://www.fao.org, FAO, 2006 (consulté le 3 octobre 2008), p. 1-4 [PDF]
(en) MC Calisto, « DMDC's role in bottle stability - dimethyl dicarbonate », Wines & Vines,‎ octobre 1990 (lire en ligne)
(en) ChemIDplus, « Dimethyl pyrocarbonate - RN: 4525-33-1 », sur chem.sis.nlm.nih.gov, U.S. National Library of Medicine (consulté le 30 septembre 2008)
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, n^o L 61,‎ 20 février 1995, p. 1-56 (lire en ligne). [PDF]
(en) ChemBank, « dimethyl dicarbonate ChemBankID: 2034 », sur http://chembank.broad.harvard.edu (consulté le 3 octobre 2008)
(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, n^o 2,‎ 2008, p. 422-427 (DOI doi:10.1016/j.fm.2007.10.003, résumé)
« Noms de catégorie et système international de numérotation des additifs alimentaires », CAC/GL 361989, sur http://www.codexalimentarius.net, Codex alimentarius, 1989 (consulté le 14 septembre 2008), p. 1-35 [PDF]
http://www.sofralabtechnologies.com/uploads/thumbnails/Velcorin-Mai09.pdf
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, n^o C 28,‎ 3 février 2006, p. 68 (lire en ligne) [PDF]
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, n^o L 345,‎ 28 décembre 2005 (lire en ligne) [PDF]
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, n^o L 127,‎ 15 mai 2008, p. 13-57 (lire en ligne) [PDF]
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, n^o L 115,‎ 28 avril 2006, p. 6-9 (lire en ligne)
(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, 2008 (consulté le 3 octobre 2008)
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, 25 novembre 2004 (consulté le 3 octobre 2008), p. 1-4 [PDF]

Liens externes

(en) Result for EC#: 224-859-8 sur ESIS
(en) COMPOUND: C11592 Diethyl pyrocarbonate www.Genome.net
(en) Toxicological evaluation of some food additives including anticaking agents, antimicrobials, antioxidants, emulsifiers and thickening agents. WHO food additives Series No. 5 - 1974

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