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Guy LINDEN : Docteur ès sciences - Professeur à l’université Henri-Poincaré (Nancy 1)
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Premier secteur industriel où l’homme a exploité la catalyse enzymatique, le domaine agroalimentaire offre de multiples et diverses raisons d’utiliser les enzymes. Elles sont essentiellement soit d’ordre technologique : accélération ou régularisation de phénomènes enzymatiques, amélioration des qualités technofonctionnelles du produit fabriqué, mise au point de produits nouveaux, valorisation de sous-produits, soit d’ordre économique : amélioration des conditions de travail ou de la productivité, régularisation des prix sur le marché.
Les utilisations des enzymes dans le secteur agroalimentaire représentent près de 65 % du chiffre d’affaires du marché des enzymes industrielles et seule une quarantaine d’entre elles est utilisée dans cette industrie.
Selon une étude d’un cabinet conseil (Frost & Sullivan), le revenu total pour les enzymes industrielles en Europe était estimé en 1995 à, au moins, 455 millions de dollars et devrait atteindre 906 millions de dollars en 2003. La diminution des prix est la principale donnée qui affecte les marchés. Celle-ci est imputable à l’augmentation de la production d’enzymes par ingénierie géné-tique et devrait se poursuivre d’ici la fin du millénaire.
Les enzymes les plus importantes en termes de revenus sont encore les protéases qui couvraient 34,4 % du marché en 1995 et, à l’horizon 2003, elles risquent d’être détrônées par les lipases (38,5 % du marché prévu) qui sont suivies par les glycosidases (30,5 %).
Les principaux acteurs économiques du développement industriel de ces catalyseurs biologiques dans le secteur agro-industriel sont, d’une part, les transformateurs de la production agricole, d’autre part, les concepteurs et réalisateurs de préparations enzymatiques utilisées à l’échelle industrielle. Les gros consommateurs d’enzymes sont l’industrie des détergents, la fromagerie, l’amidonnerie et d’autres industries alimentaires d’origines végétales (secteurs des boissons, boulangerie-pâtisserie, confiserie…).
L’industrie des enzymes qui se caractérise par un chiffre d’affaires assez modeste, pèse peu sur l’évolution technologique des filières où l’on fait appel à elle. Par contre, comme les principales sources d’enzymes à usage industriel sont d’origine microbienne, elle a grandement contribué au développement des industries de fermentation.Étant donné, précisément, ces conditions de production, il reste à ces biocatalyseurs de nombreuses possibilités de développement : augmentation des rendements de production, modification de leurs activités, de leurs spécificités ou de leurs stabilités. Mais ce secteur industriel possède-t-il les moyens pour réaliser les travaux de recherche-développement propres à assurer aux enzymes le futur brillant qu’on s’accorde généralement à leur reconnaître ?
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5. Applications industrielles futures
Un certain nombre d’enzymes ont fait l’objet de nombreux travaux et leurs utilisations en technologie alimentaire en sont au stade pilote ou préindustriel. Eu égard aux substrats employés, ces activités enzymatiques peuvent être déstructurantes, structurantes ou synthétisantes de molécules bio- ou technofonctionnelles.
5.1 Activités déstructurantes
À l’image des applications industrielles confirmées, il s’agit de nouvelles enzymes de la famille des hydrolases ou des lyases qui assurent la déstructuration de macromolécules.
La rhamnogalacturonase d’Aspergillus aculeatus a pour substrat préférentiel la zone ramifiée riche en rhamnose des pectines qui est la fraction du matériel pariétal résistant à la dégradation par des enzymes pectinolytiques, hémicellulolytiques et cellulolytiques [28]. Cette enzyme n’est active que sur le substrat dont les unités galacturoniques sont déméthoxylées et déacétylées. Dégradant les fractions pectiques résiduelles des jus de fruits ou de légumes, elle permet une meilleure filtrabilité des moûts.
Dans la même filière industrielle, les protopectinases sont également intéressantes pour favoriser la liquéfaction de tissus. Ces enzymes catalysent en effet la solubilisation de pectines de masse moléculaire élevée à partir de protopectine [27].
la protopectine est définie comme la fraction de pectine qui ne peut être extraite de la paroi par l’eau, les tampons ou les chélateurs d’ions divalents.
Chaque constituant de la protopectine est susceptible d’être dégradé par une protopectinase spécifique. Ainsi, les enzymes de type A agissent sur les zones homogalacturoniques, celles de type B ont une activité sur les chaînes latérales ou la zone rhamnogalacturonique.
En résumé, ces enzymes présentent une activité endogalacturonase mais elles diffèrent de ces dernières par leur activité beaucoup plus importante sur les substrats insolubles que sur le pectate solubilisé.
De même, parmi les enzymes déstructurantes aux nombreuses applications industrielles potentielles, citons les alginases. Ces enzymes isolées à partir de bactéries, de mollusques marins ou d’algues, sont toutes de type alginatelyase (E.C.4.2.2.3.), c’est-à-dire qu’elles dépolymérisent l’alginate (polymères linéaires...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - ASKAR (A.), GIERSCHNER (K.H.), SILLHA (H.), EL-ZOGHBI (M.) - Polysaccharides and cloud stability of tropical nectars. - Fluess. Obst. 1991, 58, p. 248-251.
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(2) - BIEKMAN (E.S.A.), KROESEHOEDEMAN (H.I.), VANDIJK (C.) - Study of the enzymatic maceration kinetics of potatoes in a rotating perforated drum reactor. - Food Biotechnology 1993, 7, p. 127-141.
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(5) - DESMAZEAUD (M.), SPINNLER (E.) - Les enzymes dans la fabrication des aliments - dans : Enzymes en agroalimentaire - 380 p. 1997. Éd. Tec et Doc (p. 48-76).
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