Les hémicellulases ? (2)

Demande d'explication sur les additifs que l'on trouve dans nos farines.
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Marc
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oct. 2011
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17
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Les hémicellulases ? (2)

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Ce qui va suivre est très technique.
On entre dans l'intimité de la pâte.
N'avez-vous pas observez ces dernières années une évolution dans le toucher et le comportement des pâtes ?
Plus qu'avant, les pâtons restent en forme comme gélifié, même trop soufflé, ils semble se stabiliser.
Voilà probablement l'explication; les hémicellulases.

QU’APPORTE LES ENZYMES HEMICELLULASES DANS LA PÂTE
De nombreuses variétés d’hémicellulases existent sur le marché.
Il faut attribuer cette diversité à la plus grand complexité des ces chaînes de sucres pentoses par rapport aux chaînes d’hexoses (glucose) qu’est l’amidon [note]1|Lutz POPPER de Mühlenchemie écrit p.1, «Le terme d’hémicellulase désigne une famille d’enzymes dont les membres, sont capables de décomposer les pentosanes. Leur impact sur la panification et les propriétés de la pâte varie toutefois beaucoup d’une enzyme à l’autre»[/note] .
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Plusieurs firmes productrices d’enzymes ont d’ailleurs une gamme importante d’hémicellulases [note]2|Les fabricants d’enzymes allemands (Röhm et Mühlenchemie) ont su préserver leurs initiatives en matière de production d’hémicellulases. La première (aujourd’hui devenue AB Enzymes) qui a été précurseur de ce domaine des pentosanases présente une quinzaine de xylanases en mélange ou pas avec des amylases fongiques et des xylanase transglutaminase, c'est-à-dire une xylanase qui permettent de se lier avec les protéines. Des xylanases bactériennes qui ciblent parfois les hémicelluloses insolubles avec un bulletin final couché sur prospectus commercial ; d’extensibilité, régulation et volume. La deuxième firme allemande, (Mühlenchemie) présente une douzaine de propositions avec également des mélanges amylases et hémicellulases et cible pratiquement les mêmes effets. Des spécificités pour la panification du seigle ou pour de longues fermentations sont également rencontrées. Voir ; les sites de ces deux firmes, notation de juillet 2011; http://www.abenzymes.com" onclick="window.open(this.href);return false; et http://www.muehlenchemie.de" onclick="window.open(this.href);return false;[/note] ce qui démontre cette multiplicité d’actions potentiels.
L’action des xylanases se différencie comme les amylases avec l’impossibilité ou pas de dégrader aux approches de branchements ou ramifications [note]3|Voir J.-P. LARPENT et M. LARPENT-GOURGAUD, p.328. écrivent qu’il existe 6 types de xylanases. Certaines sont capables de détruire les liaisons au point de ramification, d’autres pas. Lorsqu’elles coupent les branchements, elles peuvent différer par les produits terminaux formés ; xylose (1 molécule), xylobiose (2 molécules), xylooligosaccharides (plusieurs molécules). Lorsqu’elles sont incapables de supprimer les points de ramification, elles donnent des oligo-saccharides plus grands que le xylobiose. Enfin certaines xylanases ne savent pas couper les liaisons avec l’arabinose et de ce fait ne produisent que du xylose et du xylobiose.[/note].
Il existe, comme pour les protéases, non seulement la potentialité des dégradations en de toujours plus petites portions, mais aussi des possibilités de connexion en de plus longs assemblages, intra-éléménts (entre chaînes pentosanes) et parfois inter-éléments (entre chaînes pentosanes et chaînes de protéines).
Reprenons les actions que les hémicellulases peuvent réaliser une par une.
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RENDRENT SOLUBLES LES CHAÎNES INSOLUBLES POUR AMELIORER L’EFFET D’ABSORPTION
Rendrent solubles les hémicellulases insolubles, (10% en fin de pétrissage et 25% en fin de fermentation –levure-) est une des principales actions positives pour la pâte.[note]4|X.ROUAU, p. 17 & 18. Les pentosanases en dégradant les hémicelluloses insolubles limite les interruptions dans le film de gluten par des inclusions fibreuses et renforce en viscosité ce même film. H. PETRICH-MURRAY et P.DUCROO, p. 13 écrivent que ce qui différencie les pentosanes insolubles des pentosanes solubles est le poids moléculaire et le degré de ramification interne, supérieures dans les premières citées.[/note]
Il est préférable de rendre celles-ci solubles [note]5|H. PETRICH-MURRAY et P.DUCROO, écrivent, p.13 ; «Il ne semble pas qu’une différence importante de composition existe entre les formes soluble et insoluble. Le poids moléculaire et le degré de ramification interne de la molécule expliqueraient la différence de solubilité».[/note] plutôt que dégrader les pentosanes solubles.
Pourquoi ? Pour profiter technologiquement des pentosanes, il importe, comme toujours, de ne pas trop dégrader les chaînes de celles-ci.
L’on a remarqué par exemple que les coupes des endo-xylanases (séparation opérée à l’intérieur de la chaîne de xylose [note]6|La liaison entre deux molécules de xylose s’effectue entre l’atome de carbone 1 et l’atome de carbone 4[/note]) se réalisaient plus difficilement à l’endroit où les sucres pentoses arabinose se trouvaient en lien [note]7|La liaison de la molécule d’arabinose sur la molécule de xylose s’effectue soit le carbone 2 ou le carbone 3 du xylose.[/note] ou jonction sur le chapelet de xylose.
Ce qui procure des plus longs bouts de chaînes de xylose, intéressants technologiquement par leur plus faculté de capter l’eau ou de réaliser une meilleure viscosité.
Eau, une fois captée, qui se rediffusera à l'amidon lors de la venue dans la chaleur du four, et permettra à l'amidon de gonfler ou "éclater"
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LES PONTAGES ENTRE CHAÎNES DE PENTOSANES CREE UN GEL.
Autre action, les pontages entre chaînes de pentosanes qui se réalisent grâce à des enzymes estérases sur les acides férulique où coumarique [note]8|Ces deux acides sont parfois regroupés sous le nom d’acide cinnamiques avec l’acide sinapique, ils se retrouvent principalement dans la fraction insoluble des pentosanes (à 88% pour la farine, à 81% pour la pâte). L’acide férulique est majoritaire (entre 84 à 86%), l’acide coumarique est minoritaire (2%) et diminue au cours du pétrissage. L’acide sinapique est à 4% des acides cinnamiques et sa teneur augmente à 9 % dans les pâtes. Voir ; L.RAKOTOZAFY et coll., p. 19.[/note] attachées à la molécule d’arabinose elle-même attenante à la chaîne de molécules de xylose. Ce qui donnera lieu à ce lien entre deux chaînes de pentosanes
Le tout permet de réaliser, à cru, un effet mousse gélifié que l’on peut schématiser comme suit pour une compréhension simplifiée ou l’on voit apparaître en éclats les acides féruliques prêt à se réunir par l’oxydation.
Ces acides devenus ; diférulique par leurs jonctions, créent comme un gel pâteux.
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LES PONTAGES ENTRE CHAÎNES DE PENTOSANES ET CHAÎNES DE PROTEINES
Dernière action signalée, les pontages entre chaînes de protéines et chaînes de pentosanes
Ils se réalisent, une fois l’acide férulique estérifié.
Cette liaison est dite hydrogène ou phénoliques, c'est une liaison entre un atome d’hydrogène et un atone d’oxygène.
Deux acides aminés semble les plus sollicités dans ces liaisons, il s’agit de la tyrosine et de la cystéine. Le deuxième (cystéine) étant déjà sollicitée pour les ponts disulfurés (qui sont les liens créé par le gluten dans la pâte).
Ici, cela se passe entre l’acide férulique de la chaîne des pentosanes et les acides aminés de la chaîne de protéines.
Les voilà expliquer en schématisant sur une succession de deux figures.
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Il faut savoir que le système des pontages observé plus haut, donnant des liaisons dans la pâte est réalisé grâce aux hémicellulases, mais pas toutes seules.
Il faut ajouté une enzyme glucide-oxydase (glucose-oxydase, hexose-oxydase) qui elle n'est pas native dans la farine.
Cette enzyme glucide-oxydase va créer du péroxyde d'hydrogène (autrement dit; va oxygéné l'eau) et c'est grâce à cette intervention que la peroxydase fera les pontages ou liens, réalisant ainsi ces espèces de gel.

EN RESUME
Ces effets techniques se réalisent en surdosant les teneurs en hémicellulases natives par des hémicellulases parfois recombinées (issue de microorganismes génétiquement modifié) et en ajoutant une enzyme qui elle n'est pas native (la glucide-oxydase).
Cela accélère des processus qui s'établissent lors de très lentes fermentations (qui oxydent mais plus lentement) comme le levain par exemple.
Autre point soulevé par Eric au point 1 de ce mini-dossier hémicellulases, l'allergie que les professionnels que nous sommes ne savent pas éviter comme le consommateur puisque nous travaillons avec les enzymes actives (recensé comme perturbatrices dans le système allergique) qui ne seront détruite qu'à la cuisson.
Sachez encore que les hémicellulases n'existent pas dans le système digestif des humains.



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Bon pain
Marc

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