Les édulcorants à base de protéines comme substituts du sucre
Dans le monde entier, la consommation de sucre n'a cessé d'augmenter au cours des dernières décennies, alors que cet aliment contribue à la formation de caries, à l'hypertension artérielle et à des problèmes de santé généralisés tels que le diabète de type 2 et les maladies cardiovasculaires. Dans le cadre du projet de recherche commun NovelSweets, des chercheurs de l'Institut Fraunhofer de biologie moléculaire et d'écologie appliquée IME se sont associés à des partenaires pour utiliser des méthodes dérivées de la biotechnologie afin de produire des édulcorants innovants à base de protéines. Leur objectif est de remplacer le sucre et ses substituts, en particulier dans les boissons.
Levures sur plaques d'agar. Le gène qui code pour la protéine au goût sucré est implanté dans des cellules de levure. Les cellules sont ensuite multipliées à l'intérieur d'un bioréacteur dans des conditions contrôlées de manière à produire autant de protéines au goût sucré que possible.
© Fraunhofer IME
Bioréacteur pour la fermentation microbienne
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Organisation mondiale de la santé (OMS) recommande une consommation quotidienne maximale de 25 grammes de sucre de table par personne, ce qui équivaut à environ cinq à dix cuillères à café. Il n'est pas facile de respecter ces limites, car de nombreux plats préparés, sauces, assaisonnements, conserves de fruits et de légumes, céréales pour le petit-déjeuner, smoothies, jus de fruits, yaourts aromatisés aux fruits et boissons gazeuses sont bourrés de sucre. Un seul verre de cola (250 millilitres) contient 27 grammes de sucre, soit plus que ce qu'une personne devrait consommer en une journée. Dans le cadre du projet NovelSweets, des chercheurs du Fraunhofer IME travaillent avec deux partenaires, metaX Institut für Diätetik GmbH et candidum GmbH, pour soutenir le ministère fédéral allemand de l'alimentation et de l'agriculture (BMEL) dans ses efforts visant à réduire la teneur en sucre des produits et boissons prêts à l'emploi, afin de contrer l'augmentation des problèmes de santé causés par une alimentation inadéquate. En se basant sur des protéines au goût sucré (SPs), des molécules naturellement présentes dans certaines plantes et certains fruits, les chercheurs utilisent des méthodes biotechnologiques pour produire des édulcorants à base de protéines qui pourraient remplacer le sucre à l'avenir. En raison de leur structure, les SPs se lient très facilement - comme le sucre - aux récepteurs de la langue par lesquels les humains perçoivent les saveurs comme étant sucrées.
La brazzéine, base de nouvelles variétés de protéines
L'un des PS les plus connus est la brazzéine, une protéine présente dans la plante africaine Pentadiplandra brazzeana. Il serait possible de l'extraire de la plante, mais il s'agit d'un processus long et laborieux dont le rendement est faible. C'est pourquoi les partenaires du projet développent des variétés de protéines basées sur la séquence protéique de la brazzéine, les optimisent en tenant compte de la stabilité du pH et de la température et utilisent ensuite des outils biotechnologiques pour les produire. Ils améliorent également les nouvelles variétés en termes de douceur et de saveur. "La brazzéine est irritante pour la gorge. Nous modifions la séquence de la protéine pour éviter ce type d'effets indésirables. L'objectif est d'améliorer l'expérience sensorielle, sans goût ni arrière-goût désagréable", explique le Dr Stefan Rasche, chercheur au Fraunhofer IME d'Aix-la-Chapelle.
10 000 fois plus sucré que le sucre de table
La biotechnologie est utilisée pour produire les candidats améliorés par le biais d'un processus connu sous le nom de fermentation microbienne. Le gène qui code pour la protéine au goût sucré, c'est-à-dire qui contient une description de la séquence d'acides aminés de la protéine, est implanté dans des cellules de levure, qui sont ensuite multipliées à l'intérieur d'un bioréacteur dans des conditions contrôlées pour produire autant de PS que possible. Après un processus de purification et de séchage, l'édulcorant à base de protéines est prêt. Les chercheurs ont baptisé X3 le substitut de sucre produit à l'aide de cette méthode. "Un seul gramme de ce substitut est aussi sucré qu'environ 10 kilogrammes de sucre. Cela signifie qu'en travaillant avec nos partenaires, nous avons réussi à développer un PS qui est environ 10 000 fois plus sucré que le sucre de table", explique M. Rasche. Il est trois à quatre fois plus sucré que la brazzéine naturelle. Cet édulcorant innovant est une véritable alternative au sucre pour les consommateurs qui surveillent leur consommation : "Un cola typique contient environ 106 grammes de sucre par litre. Cela équivaut à 1 800 kilojoules (kJ). Quelques milligrammes de notre PS suffisent pour obtenir le même niveau de douceur, ce qui permet de réduire considérablement l'apport calorique."
X3 a un profil de saveur semblable à celui du miel
En outre, le X3 a un goût proche de celui du miel, ce qui en fait un candidat idéal pour l'édulcorant. "X3 impressionne par son goût amélioré par rapport aux édulcorants artificiels disponibles jusqu'à présent, comme l'ont montré nos dégustations avec des sujets d'essai. Étant donné qu'elle est entièrement dépourvue de sucre et qu'elle ne contient pratiquement pas de calories, notre version modifiée de la brazzéine ne provoque pas de caries et n'augmente pas le taux de sucre dans le sang", poursuit M. Rasche. Le premier plan consiste à ajouter le substitut aux boissons. Le partenaire du projet, metaX, teste et développe actuellement la première gamme de produits contenant du X3, comme une boisson en poudre à faible teneur en protéines à base de cacao. Cependant, avant que le processus d'approbation puisse commencer, le processus de fabrication doit être optimisé et d'autres mesures de validation du produit doivent être prises afin de pouvoir exploiter tout le potentiel de la version protéinée du X3.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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