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Conclusion et perspectives
Transglutaminase - Propriétés et applications dans l’industrie agroalimentaire
F4750 v1 Article de référence

Conclusion et perspectives
Transglutaminase - Propriétés et applications dans l’industrie agroalimentaire

Auteur(s) : Abdul-Hamid Klandar

Date de publication : 10 déc. 2025 | Read in English

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1 - Propriétés enzymatiques de la transglutaminase

  • 1.1 - Impact des ions
  • 1.2 - Poids moléculaire
  • 1.3 - Température et pH

2 - Origines de la transglutaminase et préparations enzymatiques

  • 2.1 - Transglutaminase animale
  • 2.2 - Transglutaminase microbienne
  • 2.3 - Purification de la transglutaminase microbienne
  • 2.4 - Préparations enzymatiques de la transglutaminase

3 - Applications de la transglutaminase dans l’industrie agroalimentaire

4 - Aspects réglementaires de la transglutaminase

  • 4.1 - Aspect nutritionnel et allergénique
  • 4.2 - Auxiliaire technologique

5 - Conclusion et perspectives

6 - Glossaire

7 - Sigles, notations et symboles

Sommaire

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RÉSUMÉ

La transglutaminase est une enzyme qui catalyse la formation de liaisons iso-peptidiques irréversible entre les protéines ou les peptides en améliorant la fermeté, la viscosité, l'élasticité, et la capacité de rétention d'eau des produits alimentaires. Cette enzyme a été produite et isolée par fermentation traditionnelle à partir de Streptoverticillium mobaraensis en 1989 (Ajinomoto, Japon). Sa propriété de réticulation est largement utilisée dans les industries agroalimentaires. Cet article présente un aperçu des applications de la transglutaminase dans l’industrie des produits laitiers, de la viande et des fruits de mer, de produits de boulangerie et des analogues alimentaires.

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Auteur(s)

  • Abdul-Hamid Klandar : Responsable du laboratoire développement application enzymatique des produits laitiers et analogues, Paris, France

INTRODUCTION

Les enzymes ont été utilisées bien avant le développement des technologies de production d’enzymes par fermentation avec des micro-organismes. Cependant, avec l’essor de bioprocédés avancés utilisant la technologie de l'ADN recombinant, des enzymes sont purifiées et produites à plus grande échelle, ce qui a permis leur utilisation et leurs applications dans différentes industries alimentaires. Ce sont des agents qui jouent un rôle important dans les propriétés physiques et physicochimiques des différents aliments.

Le développement de l’ingénierie des protéines avec l’évolution dirigée sur le site actif a permis de créer de nouvelles enzymes dotées d’activités améliorées. Parmi les enzymes industrielles, les plus utilisées sont les hydrolases et les glucidases. Les hydrolases, telles les lipases et les protéases, sont le type dominant dans de nombreuses industries alimentaires, principalement laitières. Les glucidases comprennent les amylases et les cellulases et sont également largement employées.

L'application d'enzymes à la modification des protéines présente de nombreux avantages, en raison des spécificités des réactions et des faibles fréquences de réactions secondaires, sans avoir besoin de conditions de haute pression et de haute température. De tels avantages rendent l’utilisation d’enzymes efficace, principalement dans l’industrie alimentaire. En termes d'application d’hydrolases dans l'industrie, les protéases étaient jusqu’ici les principales enzymes utilisées pour les protéines alimentaires. Avec l’émergence de l’enzyme transglutaminase (EC 2.3.2.13), impliquée dans la réticulation des protéines, les possibilités technologiques de modification des protéines se sont considérablement élargies. Elle appartient à la famille des transférases, largement répandue dans la nature.

La transglutaminase est présente dans le sang des mammifères, oiseaux, volailles, poissons et crustacés, ainsi que dans les plantes comme le petit pois, le tournesol, le topinambour, la betterave fourragère. Les transglutaminases de mammifères sont dépendantes du calcium ionique. Au début des années 1990, il y a eu la première découverte d’une nouvelle transglutaminase produite par un micro-organisme. Dans les années 1990, la première transglutaminase microbienne issue de la souche S-8112 de Streptoverticillium mobaraense (Ajinomoto, Japon) est commercialisée. Elle a été utilisée dans des produits de charcuterie, des produits laitiers et des produits de boulangerie ainsi que dans des produits végans.

Cet article fait un focus sur l’utilisation de la transglutaminase dans de nombreuses branches de l'industrie alimentaire. Du point de vue techno-économique, les ressources protéiques deviennent moins récupérables pendant la transformation des ingrédients ou des produits alimentaires. De ce fait, la transglutaminase pourrait être un auxiliaire technologique pour améliorer cette récupération sans compromis de la qualité des produits finis. L’article décrit brièvement les propriétés enzymatiques de la transglutaminase, son origine, ses applications détaillées dans les industries laitières, de la viande et des fruits de mer, de la boulangerie, et des substituts reconstitués à partir de protéines végétales. Une présentation des aspects réglementaires de cette enzyme est également introduite avec une conclusion et des perspectives finales.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-f4750

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5. Conclusion et perspectives

La transglutaminase, en raison de ses propriétés uniques, est une enzyme largement utilisée dans de nombreuses branches de l’industrie alimentaire. Elle a été généralement reconnue comme sûre (GRAS) par un groupe indépendant d’experts scientifiques (FDA). Le fait qu’il est possible de la produire par biosynthèse, c’est-à-dire par des micro-organismes, a ouvert la voie à une application plus large et plus pratique de cette enzyme, par une baisse des coûts de production. Une approche mécaniste vise à identifier de nouveaux domaines prometteurs d’utilisation de la transglutaminase qui conduiront à son utilisation sûre dans l’industrie alimentaire. Bien que 30 ans se soient écoulés depuis la découverte de la transglutaminase microbienne (en 1989) et avec la tendance actuelle du génie génétique, il existe toujours un besoin d’isoler de nouveaux micro-organismes, d’optimiser les milieux de croissance et les procédures de fermentation pour obtenir des transglutaminases avec une activité plus élevée. Les avancées biotechnologiques permettent l’ingénierie métabolique des micro-organismes pour produire des transglutaminase sur mesure avec des propriétés uniques. Cependant, une compréhension complète de l’impact des transglutaminases avec différentes propriétés sur la fonctionnalité des systèmes alimentaires fait toujours défaut. Actuellement, la transglutaminase commercialisée est produite via fermentation par Streptoverticillium mobaraensis, bien que l’on signale de plus en plus de nouvelles transglutaminases provenant d’autres espèces d’actinomycètes. Malheureusement, ce système présente certaines limites, notamment une faible efficacité et des problèmes liés à la présence de protéases (qui peuvent hydrolyser les protéines cibles). Il est donc nécessaire de développer un système de biosynthèse efficace pour la transglutaminase sans ces limitations. La réaction de réticulation catalysée par l’enzyme décrite peut améliorer les propriétés physiques de divers produits alimentaires à base de protéines et contribuer à la production de nouveaux aliments de haute qualité nutritionnelle et fonctionnelle. Du point de vue de l’utilisation avancée des ressources protéiques, la contribution de la transglutaminase à l’industrie alimentaire continuera de croître. De plus, cette enzyme peut être utile dans des domaines au-delà de l’industrie...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - SHIMBA (N.), YOKOYAMA (Y.), SUZUKI (E.) -   NMR-based screening method for transglutaminases: rapid analysis of their substrate specificities and reaction rates.  -  J Agric. Food Chem., 50, p. 1330-1334 (2002).

  • (2) - WASHIZU (K.), ANDO (K.), KOIKEDA (S.), -HIROSE (S.), MATSUURA (A.), TAKAGI (H.), MOTOKI (M.), TAKEUCHI (K.) -   Molecular cloning of the gene for microbial transglutaminase from Streptoverticillium and its expression in Streptomyces lividans.  -  Biosci. Biotechnol. Biochem., 58, p. 82-87 (1994).

  • (3) - TRESPALACIOS (P.), PLA (R.) -   Simultaneous application of transglutaminase and high pressure to improve functional properties of chicken meat gels.  -  Food Chem., 100, p. 264-272 (2007).

  • (4) - YOKOYAMA (K.), NIO (N.), KIKUCHI (Y.) -   Properties and applications of microbial transglutaminase.  -  Appl. Microbiol. Biotechnol., 64, p. 447-454 (2004).

  • (5) - ABD-RABO (F.H.R.), EI-DIEB (S.M.), ABD-EI-FATTAH (A.M.), SAKR (S.S.) -   Natural state changes of cows’ and buffaloes’ milk proteins induced by microbial transglutaminase.  -  J....

NORMES

  • Valio LTD – Fabrication de fromage via l’emploi d’enzymes spécifiques. - WO2012172179 - 2012

  • Ajinomoto Co., Inc. – Méthode de production de yaourts en utilisant de la transglutaminase. - EP 1 749 447 A1 - 2005

  • F. Hoffmann-La Roche AG – Identification et utilisation de transglutaminase. - JP2020143292A - 2014

  • Amano Enzyme Inc, Université de Tokyo – Nouvelle transglutaminase dérivée de moisissure Koji. - US20230235299A1 - 2021

1 Annuaire

HAUT DE PAGE

1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs

AJINOMOTO FOODS EUROPE https://ajifoodsolutions.eu/

NOVONESIS http://www.novonesis.com

HAUT DE PAGE

1.2 Documentation – Formation – Séminaires

3rd-nizo-plant-protein-functionality-conference https://www.nizo.com/events-courses/3rd-nizo-plant-protein-functionality-conference

NIZO – For better Food and Health | Food Research Company

HAUT DE PAGE

1.3 Laboratoires – Bureaux d'études – Écoles – Centres de recherche (liste non exhaustive)

Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB) http://www.cstb.fr

Laboratoire développement application enzymatique des produits laitiers et analogues. AJINOMOTO FOODS EUROPE – A-Park, Parc de l’Oiseau blanc, 6 avenue des Grands Champs, 95500 Le Thillay, France

École de biologie industrielle (Paris, France) https://www.ebi-edu.com/ebi-grande-ecole-ingenieurs-biologie-cergy/

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