Origine
Les cellulases produites par des bactéries symbiotiques se retrouvent chez les ruminants et plus récemment dans les algues vertes.
Les cellulases microbiennes peuvent être obtenues à partir de fermentations fongiques, généralement en utilisant Aspergillus niger et Trichoderma sp .
Fonction
La cellulase aide à minimiser les effets négatifs de l'ajout de son aux formules de pain. Bien qu'étant un composant nutritionnel très apprécié, le son impose des défis technologiques supplémentaires aux boulangers puisqu'il perturbe fortement les structures de la mousse et limite la formation de réseaux de gluten.
Les attributs suivants peuvent être obtenus en utilisant la cellulase dans le pain :
- Augmentation du débit du bac grâce à la libération d'eau libre
- Rétention supérieure des gaz pour un ressort de four et un volume de produit optimaux
- Réseau de gluten plus fort et plus continu pour minimiser la coalescence des bulles de gaz
- Structure de cellule à gaz plus fine et plus uniforme dans la mie
- Forte synergie avec la glucose oxydase (dans ce cas, la cellulose fournit un substrat de glucose à l'enzyme oxydante pour améliorer la fonctionnalité de renforcement)
- Miettes plus moelleuses et durée de conservation plus longue dans les pains variés
- Couleur de croûte plus foncée et plus uniforme dans les pains à faible teneur en sucre
Il existe 4 grands types de cellulase :
- Endo-glucanases
- Cellobiohydrolase
- Exo-glucohydrolase
- Β-glucosidase
Le tableau suivant résume les principaux aspects de chaque type de cellulase :
| Numéro CE | Réaction catalysée | Commentaires supplémentaires |
|---|---|---|
| 3.2.1.4 Endo-splitting enzyme Endo-glucanase | Endo-hydrolyse aléatoire des liaisons β-(1,4)-D- et β-(1,3)-D-glucosidiques dans la cellulose ( glucane) chaînes polymères. Les produits comprennent du glucose, du cellobiose et des cellodextrines de différentes tailles. | Inactif contre les celluloses cristallines telles que le coton. Il peut hydrolyser les celluloses amorphes (y compris les régions amorphes des celluloses cristallines) et les substrats solubles tels que les épaississants carboxyméthylcellulose (CMC) et hydroxyméthylpropylcellulose (HPMC). L'activité de l'endoglucanase entraîne une diminution rapide de la viscosité et une forte augmentation des groupes réducteurs qui peuvent ensuite participer aux réactions de Maillard. Son action est assez similaire à celle de l'alpha-amylase fongique. |
| 3.2.1.91 Enzyme exo-séparatrice | 1,4-β-D-glucane cellobiohydrolase Dégrade la cellulose amorphe en éliminant consécutivement le cellobiose des extrémités non réductrices du substrat de glucane. | Lorsqu'il est pur, il peut dégrader la cellulose microcristalline. Le taux d'augmentation des groupes réducteurs par rapport à la diminution de la viscosité est beaucoup plus élevé que pour les endoglucanases. Les endoglucanases et les cellobiohydrolases agissent en synergie dans l'hydrolyse de la cellulose cristalline. Son action est assez similaire à la bêta-amylase des céréales. |
| CE 3.2.1.74 Exo-glucohydrolase | Hydrolyse consécutivement l'élimination des unités de glucose de l'extrémité non réductrice des cellodextrines. | Le taux d'hydrolyse diminue à mesure que la longueur de la chaîne de la molécule de glucane diminue. Son action est assez similaire à l'amyloglucosidase (AMG). |
| 3.2.1.21 β-glucosidase β-D-glucoside glucohydrolase | Clive le cellobiose en 2 unités de glucose et élimine le glucose de l'extrémité non réductrice des petites cellodextrines. | Contrairement à l'exo-glucohydrolase, le taux de β-glucosidase augmente à mesure que la taille de la chaîne glucane diminue, le cellobiose étant le plus hydrolysé. Son action est assez similaire à la combinaison de la maltase et de l'AMG. |
Production commerciale
La production à grande échelle de cellulase repose sur la fermentation et le traitement en aval à l'aide de la biotechnologie moderne.
Le schéma fonctionnel suivant résume la production commerciale de cellulase :
Candidature
La cellulase fongique a un poids moléculaire d'environ 63 000 Da, un pH optimal de 5,5 à 6,0 et est stable pendant 5 minutes à 100°C à pH 7. L'enzyme est inhibée par les ions de métaux lourds, par les réactifs sulfhydryles, par oxydation et réduction et par le glucose.
L'activité cellulase peut être déterminée en mesurant le taux de groupes réducteurs libérés de la cellulose.
Règlement
Semblables à d'autres enzymes, les cellulases alimentaires sont GRAS (généralement reconnues comme sûres) et souvent considérées comme une aide à la transformation des aliments aux États-Unis. La FDA réglemente leur origine (compatible avec les aliments) et établit des limites à leur utilisation (le cas échéant) sur la base des BPF.
