Les enzymes industrielles sont des catalyseurs biologiques produits à l’échelle commerciale pour être utilisés dans la transformation des aliments. Ils offrent des avantages significatifs par rapport aux catalyseurs chimiques : une spécificité élevée, des conditions de réaction douces, une réduction des sous-produits et la possibilité d’être étiquetés comme auxiliaires technologiques plutôt que comme additifs dans de nombreuses juridictions. Le marché mondial des enzymes alimentaires continue de croître à mesure que les fabricants recherchent des alternatives aux étiquettes plus propres et des processus plus efficaces. Les enzymes sont classées en hydrolases, oxydoréductases, transférases, lyases, isomérases et ligases, les hydrolases constituant le segment le plus important dans les applications alimentaires.
Les glucides constituent la plus grande catégorie d’enzymes alimentaires. Les amylases (alpha-amylase, bêta-amylase, glucoamylase) hydrolysent l’amidon en dextrines, maltose et glucose et sont utilisées dans la boulangerie, le brassage, la distillation et la production de sirop de glucose. Les pectinases (polygalacturonase, pectine lyase, pectine méthylestérase) décomposent la pectine des fruits et sont essentielles à la clarification des jus, au traitement des purées et à la production de vin. Les cellulases et les hémicellulases dégradent les composants de la paroi cellulaire végétale et améliorent le rendement en jus, l’efficacité de l’extraction et la texture lors de la transformation des fruits et légumes. Les xylanases sont utilisées en boulangerie pour améliorer la manipulation de la pâte et le volume du pain.
Les protéases hydrolysent les protéines et sont utilisées dans l’attendrissement de la viande (papaïne, bromélaïne, ficine), la production de fromage (chymosine ou présure pour la coagulation du lait), le brassage (pour résister au froid), la pâtisserie (affaiblissement du gluten pour les biscuits) et la production d’hydrolysats de protéines pour améliorer la saveur et les applications nutritionnelles. Les lipases catalysent l’hydrolyse des triglycérides et sont utilisées dans la transformation des produits laitiers pour développer la saveur du fromage, dans la boulangerie pour la douceur de la mie et le conditionnement de la pâte, et dans la production de lipides modifiés et de triacylglycérols structurés. La glucose isomérase convertit le glucose en fructose pour la production de sirop de maïs à haute teneur en fructose. L’invertase hydrolyse le saccharose en glucose et fructose, utilisés en confiserie pour empêcher la cristallisation et dans la production de miel artificiel.
Les sources d’enzymes comprennent les micro-organismes (bactéries, levures et champignons), les plantes et les tissus animaux. Les enzymes microbiennes dominent le marché en raison de leur production rentable par fermentation immergée ou à l’état solide, de la facilité de modification génétique pour des propriétés améliorées et de la capacité de produire des enzymes de qualité constante à grande échelle. Le statut GRAS (généralement reconnu comme sûr) est obtenu par notification à la FDA. Les techniques d’immobilisation des enzymes permettent une réutilisation et un traitement continu, réduisant considérablement les coûts dans des applications telles que la production de sirop de maïs à haute teneur en fructose et l’hydrolyse du lactose dans les produits laitiers. Les enzymes industrielles sont améliorées grâce à l’ingénierie enzymatique et sont souvent utilisées sous forme immobilisée pour un traitement continu. Les applications clés incluent la pâtisserie et le brassage.
