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RÉSUMÉ
Utilisées sans le savoir depuis au moins 8000 ans, les enzymes sont des protéines capables de catalyser des réactions chimiques. Les enzymes sont aujourd’hui des outils importants pour fabriquer, stabiliser ou générer les propriétés de nos aliments ; ce sont des produits alimentaires intermédiaires devenus indispensables dans de nombreuses filières : sucre, boulangerie, produits laitiers, brasserie, vinification, jus de fruits.Leur usage industriel systématique pour améliorer les propriétés des aliments date, pour la plupart, de moins d’un demi-siècle.
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Henry Eric SPINNLER : Professeur de technologies alimentaires à AgroParisTech
INTRODUCTION
Aujourd'hui le secteur des industries alimentaires fabrique ses produits grâce aux services rendus par les sociétés des produits alimentaires intermédiaires . Les enzymes en font partie, comme les arômes ou des agents de texture. Utilisées sans le savoir depuis au moins 8 000 ans (par exemple dans les produits laitiers avec la présure issue de la caillette du veau), ce sont des protéines constitutives de tous les êtres vivants. Les enzymes sont des outils importants pour stabiliser ou générer les propriétés de nos aliments.
Le marché des enzymes pour des applications alimentaires a généré 900 millions de dollars en 2008, pour un marché total des enzymes de 3,4 milliards de dollars .
Cet article expose la diversité des usages des enzymes et abordera leur cadre réglementaire. La plupart des enzymes sont des auxiliaires technologiques, c'est-à-dire qu'elles facilitent les opérations de transformation. Leur grande sélectivité offre de nombreux avantages par rapport à des transformations chimiques : une mise en œuvre simple, peu de dérivés dangereux, une meilleure séparation des produits et moins d'effets négatifs sur l'environnement, ce qui se traduit par un coût global moindre. Dans les domaines de la transformation de l'amidon et du sucre, la boulangerie, les produits laitiers, la brasserie, la fabrication du vin, la transformation des fruits et la production des boissons, les enzymes sont devenues indispensables ; en permettant des gains de qualité des produits, des diminutions de coût énergétique ou une amélioration des cinétiques des procédés. Les enzymes peuvent aussi réduire l'émission de déchets et la consommation d'énergie parfois jusqu'à 50 %. Depuis quelques années des applications industrielles des enzymes [bioéthanol, lipochimie, traitement des textiles (jeans délavés), etc.] ont dépassé le poids économique de leurs applications alimentaires et représentent pour les industries productrices d'enzymes un véritable relais de croissance.
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Principales applications des enzymes en industries alimentaires
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3. Grandes classes d'enzymes d'intérêt dans la transformation des aliments
3.1 Hydrolases et lyases actives sur les composants des parois végétales
Ces enzymes sont très largement utilisées pour faciliter la clarification des jus de fruits en améliorant les opérations de filtration ou de décantation. Il peut s'agir de cellulases, pectinases, xylanases, etc.
HAUT DE PAGE
Les cellulases sont des enzymes qui hydrolysent les enchaînements linéaires β-1,4 de glucose. Il peut s'agir de très longues chaînes pouvant atteindre 25 000 résidus glucose. De nombreux champignons filamenteux et bactéries sont capables de produire ces enzymes.
Les Clostridium et une large diversité de genres bactériens ont démontré des activités cellulolytiques. Ils appartiennent dans 80 % des cas aux divisions des Firmicutes ou des Actinobacteria. Néanmoins, ce sont surtout les champignons filamenteux et surtout les activités des genres Trichoderma et Aspergillus qui sont exploitées. Le tableau 2 présente les différentes cellulases produites par Aspergillus niger, très largement utilisé pour produire des enzymes.
La famille des cellulases comprend plusieurs types d'enzymes. Certaines attaquent les fibres de cellulose au milieu de la chaîne, ce sont les
-endoglucanases (EGL). Les cellobiohydrolases (CBH) attaquent les fibres de celluloses aux extrémités et libèrent des tétrasaccharides ou du cellobiose (disaccharide), enfin les
-glucosidases (BGL) hydrolysent le cellobiose ou les tétrasaccharides en résidus glucose, à partir des extrémités non réductrices de la chaîne. La cellulose, comme beaucoup de polysaccharides, peut être sous forme cristalline ou amorphe. La forme amorphe est beaucoup plus facilement dégradée par les enzymes...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - SPINNLER (H.E.) - Transformation et conservation des produits agroalimentaires. - Techniques de l'Ingénieur [F 3 450] (2008).
-
(2) - CBDM.T Market - The enzyme market survey-executive summary. - 11 fév. 2008 (consulté le 10 mars 2012) http://www.cbdmt.com
-
(3) - HORTON, MORAN, OCHS, RAWN, SCRIMGEOUR - Principes de biochimie. - Éd. DeBoeck Universités (1994).
-
(4) - DECLERCK (N.), MACHIUS (M.), JOYET (P.), WIEGAND (G.), HUBER (R.), GAILLARDIN (C.) - Hyperthermostabilization of bacillus licheniformis a-amylase and modulation of its stability over a 50 oC temperature range. - Protein Engineering, 16, p. 287-293 (2003).
-
(5) - GROVES (M.R.), DHANARAJ (V.), BADASSO (M.), NUGENT (P.), PITTS (J.E.), HOOVER (D.J.), BLUNDELL (T.L.) - A 2.3 A resolution structure of chymosin complexed with a reduced bond inhibitor shows that the active site beta-hairpin flap is rearranged when compared with the native crystal structure. - Protein Eng., 11, p. 833-840 (1998).
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...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Sites généraux sur les enzymes (d'après Krischna, 2002)
Adresses internet permettant d'accéder à des informations sur les protéines et les enzymes
Site répertoriant les bases de données spécifiques de certaines familles d'enzymes http://www.oxfordjournals.org/nar/database/subcat/3/10
Sites sur les sociétés productrices d'enzymes
http://www.novozymes.com/en/solutions/food-and-beverages/Pages/default.aspx
http://www.dsm.com/le/en_US/bake/html/role_enzymes.htm
http://www.dsm.com/fr_FR/html/oenology/pc_enzymes.htm
http://www.genencor.com/industries/food_enzymes/
https://www.lesaffre.com/fr/solutions-de-panification/levures-et-ingredients-de-panification/
http://www.amano-enzyme.co.jp/aee/index.html
http://www.chr-hansen.com/products/product-areas/enzymes.html
Syndicats interprofessionnel
http://www.cniel.com/quiFait/Syndicat/SPPAIL/pdf/Ferments_Sppail.pdf
Données...
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