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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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2. Biodisponibilité et acceptabilité des aliments
L’acceptabilité de certains produits alimentaires peut être limitée par le sous-équipement enzymatique de certains individus (lactase) ou par la présence de facteurs antinutritionnels (antiprotéases) ou encore par l’allergénicité de certains constituants (protéines du lait, de l’œuf…). Un traitement enzymatique peut améliorer la valeur biologique de ces produits.
2.1 Hydrolyse du lactose
Le lait et les dérivés laitiers à lactose hydrolysé présentent un intérêt nutritionnel pour les nourrissons alactasiques ou déficients en lactose, pour les vieillards souffrant de troubles digestifs résultant d’une diminution de la sécrétion de lactase ainsi que pour les enfants de certaines ethnies chez qui le caractère adaptatif de la sécrétion de lactase n’existe pas.
L’hydrolyse du lactose présente des avantages technologiques et économiques :
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amélioration du pouvoir sucrant ;
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aptitude accrue au brunissement non enzymatique ;
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solubilité des produits d’hydrolyse beaucoup plus élevée que celle du lactose en évitant les phénomènes de cristallisation observés en milieu concentré (on peut envisager de concentrer les lactosérums jusqu’à 70 à 80 % de matière sèche, ce qui permet une bonne conservation).
C’est donc une des voies de valorisation du lactosérum. L’hydrolyse du lactose offre à l’industrie laitière de nouveaux créneaux de commercialisation, notamment dans le secteur des industries de seconde transformation (chocolaterie, biscuiterie, confiserie…).
Toutes les β-galactosidases (E.C.3.2.1.23) utilisées dans le secteur industriel sont d’origine microbienne. Certaines enzymes ont un pH optimal d’activité voisin de la neutralité (Kluyveromyces lactis ou K.fragilis), d’autres présentent une activité maximale vers un pH de 4,5 (Aspergillus niger ou A.oryzae). Ces préparations doivent être exemptes de protéases contaminantes, car ces activités pourraient être responsables de l’apparition d’une certaine amertume dans le produit laitier final.
L’hydrolyse peut être réalisée en bain (batch) à 37 ×C ou à basse température, l’enzyme étant ensuite inactivée par traitement thermique du lait ou du lactosérum. Pour obtenir des pourcentages élevés de conversion...
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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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(4) - COSTES (C.) - Réflexions sur l'utilisation des enzymes dans les industries végétales - (Reflexion on utilization of enzymes in industrial transformations of plants products) dans : les Enzymes dans l'Industrie alimentaire (Enzymes for food) 250 p. 1995-Séminaire européen-CBB développement (p. 41-55)
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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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