Utilisation des enzymes dans la transformation des aliments

Que sont les enzymes?

Les enzymes sont des protéines qui agissent comme catalyseurs dans tous les organismes vivants : microorganismes, végétaux, animaux et êtres humains. Les catalyseurs sont des composés qui augmentent le taux de réactions chimiques dans les systèmes biologiques. De très petites quantités d'enzymes peuvent augmenter le taux de réactions jusqu'à dix millions de fois. Les enzymes fonctionnent au sein d'un ensemble restreint de conditions, comme la température et le pH (acidité), et elles peuvent faire l'objet d'une inhibition par divers moyens.

Les enzymes sont classées par le type de réaction qu'elles catalysent et la substance (appelée substrat) sur laquelle elles agissent. On ajoute habituellement le suffixe ase au nom du principal substrat sur lequel l'enzyme agit. Par exemple, la lactase agit sur le lactose, les protéases, sur les protéines et les lipases, sur les lipides. De plus, beaucoup d'enzymes utilisées de longue date portent des noms usuels comme la papaïne, issue de la papaye, que l'on emploie pour attendrir la viande.

Histoire de l'utilisation des enzymes dans la transformation des aliments

Les enzymes extraites des végétaux comestibles et des tissus des animaux destinés à l'alimentation, ainsi que celles produites par des microorganismes (bactéries, levures et champignons), sont utilisées depuis des siècles dans la fabrication des aliments. La présure est un exemple de mélange d'enzymes naturelles provenant d'un des estomacs du veau ou de celui d'autres animaux destinés à la consommation et elle est utilisée dans la fabrication du fromage depuis des siècles. La présure contient des protéases qui coagulent le lait, ce qui provoque sa séparation en solides (le caillé) et en liquides (le petit-lait). D'autre part, on a recours à des enzymes issues de la levure depuis des siècles dans le but de faire fermenter le jus de raisins pour produire du vin.

Production moderne des enzymes alimentaires

Au XXe siècle, on a commencé à isoler les enzymes des cellules vivantes, ce qui a conduit à leur production commerciale à grande échelle et à leur plus large utilisation dans l'industrie alimentaire. Aujourd'hui, les microorganismes constituent la principale source d'enzymes commerciales. Même si les microorganismes ne contiennent pas les mêmes enzymes que celles des végétaux ou des animaux, on peut habituellement trouver un microorganisme qui produira une enzyme associée, laquelle catalysera la réaction désirée. Les fabricants d'enzymes ont optimisé les microorganismes en vue de la production d'enzymes grâce à la sélection naturelle et aux méthodes classiques de reproduction.

La modification génétique directe (biotechnologie) englobe les méthodes les plus précises pour optimiser les microorganismes en vue de la production d'enzymes. Ces méthodes sont utilisées pour obtenir des organismes producteurs à haut rendement. La biotechnologie donne également les outils pour transférer une séquence génétique d'un végétal, d'un animal ou d'un microorganisme à partir de laquelle la production à l'échelle commerciale n'est pas adéquate vers un microorganisme qui a un historique sécuritaire de production d'enzymes à des fins alimentaires.

Même si l'organisme producteur est génétiquement modifié, l'enzyme qu'il produit ne l'est pas. Les enzymes produites grâce à la biotechnologie sont identiques à celles trouvées dans la nature. De plus, les enzymes produites par des microorganismes sont extraites et purifiées avant leur utilisation dans la fabrication des aliments. Les microorganismes modifiés génétiquement sont utiles d'un point de vue commercial, mais ils ne survivraient pas dans la nature.

Réglementation canadienne sur les enzymes

Au Canada, les enzymes utilisées pour la transformation des aliments sont réglementées comme des additifs alimentaires. Une enzyme correspond à la définition d'un additif alimentaire tel qu'établi par l'article B.01.001 du Règlement sur les aliments et drogues, en ce qu'elle modifie les caractéristiques de l'aliment, et/ou que son ou ses sous-produits deviendraient intégrés à l'aliment. Ce sont les résidus physiques d'enzymes, et non pas l'activité enzymatique, que l'on prend en compte pour déterminer s'il reste des résidus d'enzymes dans ou sur l'aliment.

Comme pour d'autres additifs alimentaires, Santé Canada est responsable de réaliser l'évaluation de l'innocuité des enzymes préalable à la mise en marché et d'approuver leur utilisation dans les aliments. Les enzymes dont l'utilisation est autorisée dans les aliments vendus au Canada, ainsi que les sources permises pour chaque enzyme, sont énumérées dans liste des enzymes alimentaires autorisés publiée sur le site Web de Santé Canada.

L'innocuité de l'organisme source est le principal élément pris en compte dans l'évaluation d'un produit enzymatique. Les animaux destinés à l'alimentation et les végétaux comestibles ont un historique d'utilisation sécuritaire comme sources d'enzymes destinées à l'industrie alimentaire. Un microorganisme employé pour la production d'enzymes alimentaires doit être bien caractérisé et ne doit produire aucun pathogène, aucune toxine ni aucun antibiotique. Ce sont habituellement des microorganismes du sol auxquels les humains sont couramment exposés par leur environnement et leur alimentation, lesquels ont un historique d'utilisation sécuritaire dans la fabrication d'enzymes alimentaires. L'évaluation de l'innocuité menée par Santé Canada prend en ligne de compte les tests de toxicité réalisés sur le produit enzymatique et le processus utilisé pour produire l'enzyme de façon commerciale.

L'évaluation de l'innocuité d'une enzyme produite par un microorganisme génétiquement modifié repose sur la démarche ci-dessus. Dans ce cas, Santé Canada examine également la méthode employée pour transférer le matériel génétique ainsi que l'innocuité du matériel génétique qui a été introduit et exprimé dans le microorganisme producteur. Le génome du microorganisme producteur doit être entièrement caractérisé pour que l'on puisse terminer un examen de l'innocuité.