Polysaccharides alimentaires

α amylase (α-D 1,4 glucanne glucanohydrolase EC : 3.2.1.1).

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 :

Propriétés de quelques alpha amylases

Fondamental

L' -amylase est une endohydrolase qui coupe spécifiquement les liaisons  1,4 glucosidiques en libérant des maltodextrines de taille variable. Ces maltodextrines renferment des points de ramification car l'enzyme n'est que peu bloquée par les points de branchement.

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).

Remarque

Dans le cas de l'enzyme de B. amyloliquefasciens on ne peut pas dépasser la température de 95°C. L'action des amylases se traduit par des hydrolysats qui présentent généralement des DE compris entre 8 et 12 ce qui correspond à la liquéfaction de l'empois d'amidon.

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.

Alpha amylase

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.

Remarque

Les maltodextrines sont des ingrédients glucidiques intéressants pour l'alimentation infantile, diététique et parentérale dans la mesure où elles possèdent une masse moléculaire faible et une pression osmotique faible.

Les maltodextrines sont aussi et surtout utilisées comme agents de texture dans les sauces, les potages stérilisés et surgelés. Elles servent en charcuterie soit comme sources glucidiques pour le développement des bactéries transformant les nitrates en nitrites soit comme liant (jambon). Dans le secteur laitier elles permettent de supprimer la cristallisation superficielle du lactose des glaces.

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