Biotechnologie dans la production de substituts de sucre
Bilal Ali Kashan
Département des sciences alimentaires – Collège d'agriculture
Le saccharose (sucre de table) est l'un des sucres largement utilisés dans de nombreuses applications, notamment dans les industries alimentaire et pharmaceutique ainsi que dans de nombreuses autres industries. Le saccharose est un disaccharide, qui consiste à lier une unité de glucose et une de fructose par des liaisons glycosidiques de type Alpha 1-2, qui est facilement dégradée par l'enzyme invertase, c'est ce qui se passe lors de la digestion. En raison de la demande croissante pour cette substance, car elle est l'un des piliers de l'industrie alimentaire, sa production a augmenté au cours des dernières décennies et a doublé régulièrement. La consommation excessive de sucres alimentaires en tant que calories reste un problème alimentaire majeur dans différentes régions du monde, les rapports indiquent que l'Américain moyen consomme 17 cuillères à café de saccharose par jour, ce qui est environ six fois l'apport quotidien pour les hommes et neuf fois l'apport quotidien pour les femmes. Ce comportement alimentaire est associé à de nombreux effets néfastes sur la santé tels que l'obésité, l'augmentation des taux de diabète, l'hypertension artérielle et les maladies cardiovasculaires, pour cette raison, des efforts mondiaux ont émergé pour réduire la consommation de sucres sous cette forme excessive. C'est pourquoi des efforts mondiaux ont émergé pour réduire la consommation de sucre sous cette forme. Par exemple, l'Organisation mondiale de la santé (OMS) a formulé une recommandation exigeant que la consommation de sucre soit réduite à moins de 5 % de l'apport calorique total pour les adultes et pas plus de 10 % pour les enfants. Pour cette raison, les producteurs alimentaires ont commencé à rechercher des alternatives moins nuisibles à la santé des consommateurs, jusqu'à ce que sa valeur commence à diminuer en raison de la sensibilisation générale des consommateurs au cours des dernières années. Il existe actuellement une tendance mondiale à réduire la consommation de sucre par l'utilisation d'édulcorants artificiels non nutritifs.
Cet article se concentre sur le thaumatin, qui est un édulcorant prometteur. C'est une protéine très sucrée isolée des baies des fruits de la plante katempe ou "katemfe", dont les pays d'Afrique de l'Ouest tels que le Nigeria, le Ghana et la République Centrafricaine sont le foyer d'origine. Le thaumatin se compose d'une chaîne unique de 207 acides aminés, a une masse moléculaire relative de 22 kDa. La particularité du thaumatin réside dans son indice de douceur qui est jusqu'à 3500 fois plus sucré que le sucre. Selon le Guinness World Records de 2008, c'est la substance naturelle la plus sucrée connue de l'humanité.
Le thaumatin est l'une des alternatives les plus prometteuses aux sucres et aux édulcorants artificiels. Étant donné que la production naturelle de ces protéines est souvent trop coûteuse, l'attention s'est portée sur l'utilisation de méthodes de production biologiques, qui sont actuellement à l'étude, par l'utilisation de la technologie de recombinaison de l'ADN pour produire des protéines sucrées à partir d'un microorganisme connu sous le nom de Pichia pastoris qui contient un catalyseur permettant un bon contrôle de la production de cette protéine. D'importants efforts ont été déployés pour améliorer le rendement et la pureté du thaumatin, mais davantage de recherches et d'études sont encore nécessaires.
Plusieurs études concernant les aspects de sécurité du thaumatin indiquent que l'édulcorant ne provoque aucune allergénicité ou toxicité, De nombreuses études ont été menées pour évaluer la toxicité du thaumatin. Par exemple, le rapport du Comité d'experts FAO/OMS sur les additifs alimentaires, Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture & Organisation mondiale de la santé (1986) affirme que la protéine est exempte de tout effet toxique, génotoxique ou tératogène. De nombreuses études ont fourni des preuves solides que le thaumatin n'est pas un allergène pour la muqueuse buccale, et des recherches ont indiqué que le thaumatin ne provoque aucun effet grave lorsqu'il est utilisé comme modificateur de saveur ou édulcorant partiel dans un certain niveau de consommation.
Aujourd'hui, la production de thaumatin a évolué de son extraction à partir de la plante traditionnelle à la production microbienne, où elle a été produite par de nombreux microorganismes, y compris des bactéries et des champignons, y compris des levures, Pichia pastoris étant les plus performants dans la production de cette protéine, car le produit final a des qualités qui surpassent la production végétale à de nombreux égards, y compris le fait de ne pas être affecté par la chaleur ou la décomposition et la stabilité lors du stockage contre la cristallisation et une production abondante en plus grandes quantités à un coût économique inférieur.
Les édulcorants artificiels peuvent être décrits comme des édulcorants non caloriques ou à faible teneur en calories car ils fournissent très peu de calories par rapport au saccharose en raison d'une absorption moindre par le système digestif. Ces édulcorants à faible teneur en calories ou non caloriques peuvent être utilisés pour remplacer le saccharose dans les aliments et boissons à base de sucre et constituent donc une solution pour ceux qui sont sujets au diabète ou à l'obésité.