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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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Réglementations sur les enzymes dans les aliments
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1. Structures et activités des enzymes
L'usage industriel des enzymes s'est largement développé dans un premier temps du fait de leur intérêt dans les lessives (qui reste quantitativement un de leurs débouchés majeurs), mais le recours à leur usage systématique pour améliorer les propriétés des aliments date de moins d'un demi-siècle. La figure 1 montre la diversité des usages alimentaires des enzymes autorisées par l'arrêté du 19 octobre 2006 qui régit l'autorisation d'usage de ces enzymes.
1.1 Action cinétique
Les enzymes facilitent les réactions chimiques ayant lieu dans les organismes vivants. C'est la principale famille de molécules capable de catalyse chimique chez les êtres vivants. Le tableau 1 donne un exemple de l'accélération des réactions en présence de diverses enzymes.
Les enzymes mises en œuvre peuvent avoir plusieurs origines :
-
les matières premières constituant l'aliment (lipoxygénase et hydropéroxyde lyase du soja, phénols oxydases des fruits et légumes, cathepsines du muscle…) ;
-
elles peuvent aussi provenir des micro-organismes dans les produits fermentés (β-galactosidase des bactéries lactiques, méthionine γ-lyases des bactéries et levures d'affinage, nitrate réductase des staphylocoques technologiques du saucisson…) ;
-
elles peuvent aussi être ajoutées à l'aliment sous forme purifiée (chymosine mise en œuvre pour la fabrication fromagère, hémicellulases utilisées en panification…).
1.2 Nomenclature
Les enzymes sont classées selon une nomenclature internationale (Enzyme Classification, EC), composée de quatre chiffres (EC A.B.C.D.). Le premier chiffre correspond à la classe d'enzyme (par exemple, EC 3.B.C.D. = hydrolase), le deuxième chiffre précise le type de modification (par exemple, EC 3.4.C.D = hydrolyse d'une liaison peptidique), le troisième chiffre précise la catégorie précédente (par exemple, EC 3.4.22.D est une cystéine endopeptidase), le dernier chiffre donne un numéro dans la catégorie.
Par exemple la papaïne trouvée dans la papaye...
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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).
-
...
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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