Polysaccharides alimentaires

L'enzyme est très largement répandue dans le monde vivant. Les propriétés physico-chimiques sont très variables et dépendent de l'origine de l'enzyme comme on peut l'observer dans le tableau suivant.

Voir tableau :

Les hydrolysats renfermeront des dextrines (6 à 8 résidus de glucose avec quelques fois 2 branchements en 1,6). L'hydrolyse de l'amidon est surtout réalisée au niveau industriel par l'utilisation des amylases de B. amyloliquefasciens et B. licheniformis. Dans ce dernier cas l'enzyme présente une stabilité plus grande à la température en présence d'empois d'amidon, son activité résiduelle est importante même à 110°C et surtout si le milieu renferme du calcium (20 à 80 ppm) qui stabilise la structure. L'enzyme de B. licheniformis est utilisée car elle permet d'utiliser la technologie du « jet cooking » pour obtenir la liquéfaction de l'amidon.

Le principe en est le suivant : une suspension d'amidon granulaire (30 à 40% de matière sèche) renfermant du calcium, à un pH voisin de 6-6,5 est additionnée d' amylase (1500 unités d'enzyme par kilogramme de matière sèche). L'ensemble est pompé en continu dans un jet cooker qui est maintenu à une température de 105°C. La gélatinisation de l'amidon intervient très rapidement et le séjour de l'enzyme dans cette enceinte est très court. L'ensemble passe par la suite dans des échangeurs maintenus à une température de l'ordre de 100 -105°C pendant 5 à 10 minutes ce qui permet de parfaire la gélatinisation. L'ensemble du mélange amidon gélatinisé et enzyme est ramené à une température de 90-100°C afin que l'hydrolyse enzymatique continue. Le temps réactionnel (1 à 2 heures) dépend du taux d'hydrolyse qu'on veut obtenir (DE final).

Cette diminution de viscosité est nécessaire pour poursuivre le procédé de dépolymérisation à l'aide d'autres enzymes qui produiront la saccharification de l'amidon. On peut cependant par action de l'α amylase obtenir des hydrolysats qui peuvent atteindre 40 DE mais on remarque que la prolongation du procédé entraîne l'apparition de maltulose (4- - D-glucopyranosyl-D-fructose). Cette molécule n'est pas dégradée par la suite par les amylases ou la glucoamylase.

D'un point de vue mécanistique, les amylases présentent la possibilité d'attaquer les chaînes d'amylopectine de deux façons différentes : (i) soit en se fixant sur une chaîne et y effectuer plusieurs cycles de coupures (attaque multienzymatique) c'est le cas de l'amylase pancréatique ; soit en se fixant sur une chaîne pour y effectuer une coupure puis après libération des produits, se détacher de la chaîne pour attaquer une autre chaîne (attaque préférentielle) c'est le cas des amylase de Bacillus subtilis ou d'Aspergillus oryzae. Dans le cas de l'amylose, on peut avoir une attaque multienzymatique du fait de l'effet cage engendré par le solvant. L'amidon génère des maltooligosaccharides possédant des degrés de polymérisation élevés. Dans le cas de l'amylopectine on obtient la production de maltose, maltotriose et des -dextrines (4 à 5 résidus de glucose sur lesquels sont liés des glucoses par des liaisons 1,6. On peut aussi caractériser la présence de glucose.