Les arômes alimentaires naturels ont longtemps été préférés aux arômes synthétiques par les particuliers et les professionnels de la cuisine. Cependant ces extraits d’origine végétale présentent de nombreux inconvénients, notamment en matière de respect de l’environnement. Pour répondre à la demande toujours plus importante en arômes tout en préservant la planète, BGene, grâce à son expertise en biotechnologies, a développé une alternative : les arômes biosynthétiques. Explications dans cet article.
Qu’est-ce qu’un arôme alimentaire ?
Un arôme alimentaire est un ingrédient ajouté aux aliments pour leur donner un goût et/ou une odeur spécifique. Il contient des molécules d’arôme qui sont des composés appartenant à différentes classes de la chimie organique, comme les aldéhydes, alcools, esters, etc. Ces composés sont présents en très faibles quantités dans les aliments, sauf dans le cas des épices et des aromates où leur concentration peut être élevée.
Pour être qualifié de naturel, un arôme doit être composé principalement de substances d’origine naturelle (au moins 95% de la partie aromatisante).
Les arômes alimentaires sont utilisés pour reproduire ou renforcer des goûts et des odeurs qui peuvent être atténués lors de la transformation des aliments, comme dans le cas de préparations culinaires industrielles. Ils sont réglementés et doivent être évalués pour leur sécurité avant d’être autorisés. Leur utilisation doit être indiquée dans la liste des ingrédients des denrées alimentaires.
Arômes alimentaires naturels et synthétiques : quelles différences ?
La différence principale entre les arômes naturels et les arômes synthétiques (ou artificiels) réside dans leurs origines et leurs modes de production.
Les arômes naturels.
Ce sont des substances aromatiques qui existent dans la nature. Ils peuvent être tirés directement d’une source végétale ou reconstitués à partir d’autres fragments d’arômes naturels.
Les arômes synthétiques.
Ils sont entièrement créés par l’humain par des réactions chimiques entre des substances qui n’existent pas nécessairement dans la nature.
Des compositions différentes.
Les arômes naturels peuvent contenir un large éventail de composés contribuant à leur profil aromatique complexe, tandis que les arômes synthétiques sont généralement composés d’un nombre plus restreint de molécules, ciblées pour imiter un goût ou une odeur spécifique.
Les méthodes classiques de production.
L’extraction des arômes alimentaires naturels.
Ils sont obtenus à partir de plantes, de fruits, de légumes, de racines, de feuilles, de résines, de fleurs, etc. Plusieurs techniques peuvent être utilisées pour extraire ces arômes :
- La distillation implique l’utilisation de vapeur d’eau ou d’eau chaude pour isoler les composés aromatiques volatils des plantes. Cette méthode est souvent utilisée pour obtenir des huiles essentielles et des essences.
- L’extraction par solvants (comme l’eau, l’éthanol ou les huiles végétales) sert à dissoudre les composés aromatiques des matières premières. Après extraction, les solvants sont généralement éliminés, laissant derrière eux les composés aromatiques concentrés.
- La macération consiste à laisser les matières premières aromatiques tremper dans un liquide, souvent de l’alcool, pour en extraire les arômes.
- La percolation, où un liquide chaud ou de la vapeur d’eau passe à travers la matière aromatique pour en prélever les arômes. Cette méthode est utilisée, par exemple, pour obtenir l’extrait de café.
- La concentration sous vide et cryoextraction impliquent la déshydratation de matières végétales aromatiques, soit par concentration sous vide, soit par extraction à des températures inférieures à 0°C, pour obtenir des arômes concentrés.
- L’extraction au CO2 utilise le dioxyde de carbone pour extraire les arômes sans endommager ou altérer les molécules actives. Elle permet de préserver la constitution biochimique proche de l’essence originelle des plantes.
Ces méthodes d’extraction sont choisies en fonction de la nature de la matière première et des composés aromatiques désirés. Elles permettent de préserver la qualité et l’intégrité des arômes naturels. En outre, la réglementation spécifique encadre l’utilisation de ces méthodes pour garantir que les arômes soient naturels et non altérés.
La fabrication classique des arômes alimentaires synthétiques.
Ils sont fabriqués par des procédés chimiques dans le cadre d’un procédé industriel. Là encore, différentes techniques peuvent être utilisées, parfois pour produire le même arôme. Prenons l’exemple de la vanilline qui est l’arôme principal de la vanille (comme vous le verrez plus tard, cet exemple n’est pas choisi au hasard).
- Une synthèse à partir de composés de base : la vanilline peut être synthétisée à partir de gaïacol, de lignine ou d’acide férulique. Le gaïacol est un composé organique issu de la résine d’arbres exotiques, la lignine est un sous-produit de l’industrie papetière, enfin l’acide férulique est extrait du son de riz.
- La lignine peut également être traitée avec un alcali (un liquide de pH fortement basique) à température et pression élevées, en présence d’un catalyseur, pour former un mélange complexe de produits à partir duquel la vanilline est isolée. Cette méthode était autrefois populaire mais est moins utilisée aujourd’hui en raison de préoccupations environnementales.
- La vanilline peut également être préparée par condensation du gaïacol avec un acide. Ce processus implique des réactions chimiques spécifiques qui transforment le gaïacol en vanilline, qui est ensuite purifiée par recristallisation.
- L’acide férulique obtenu du son de riz est un précurseur de la vanilline qui est ensuite obtenue par bioconversion.
Les avantages de la fabrication d’arômes par biosynthèse.
Il existe une troisième sorte d’arômes alimentaires, autre que ceux que nous venons de détailler : ceux fabriqués par biosynthèse. Ces derniers, dont les ingrédients précurseurs représentent une grande partie du savoir-faire et du catalogue de BGene, possèdent de très nombreux avantages par rapport aux solutions traditionnelles.
Des produits plus respectueux de l’environnement.
Comme nous l’avons vu, les arômes classiques sont issus de deux filières, avec chacune un impact lourd sur l’environnement :
- Les arômes naturels, parce qu’ils sont issus de plantes, nécessitent beaucoup de ressources naturelles (terres cultivables, eau, etc.) et impliquent une chaîne industrielle et logistique importante, en particulier pour l’acheminement et la livraison de produits exotiques vers l’Europe.
- Les arômes synthétiques, en plus des matières premières naturelles, utilisent beaucoup de solvants chimiques et de composés issus de la pétrochimie. Par exemple, le dichlorométhane, également connu sous le nom de chlorure de méthylène, est un solvant chimique très nocif pour l’environnement qui est classiquement utilisé pour la fabrication d’arômes synthétiques. Il est cependant important de noter que son utilisation est désormais fortement réglementée en raison de sa dangerosité.
A l’inverse, parce que nous les concevons entièrement en laboratoire à partir de matières premières locales et renouvelables, et en respectant les principes de la chimie verte, nos ingrédients précurseurs d’arômes biosynthétiques garantissent une production durable et écologique, avec beaucoup moins d’impact environnemental que l’extraction de ressources naturelles.
Pour reprendre l’exemple de la vanilline, BGene contribue à préserver les ressources naturelles et l’environnement en fabriquant de l’acide férulique (dont nous parlions plus haut) par fermentation bactérienne, à partir de sucres alternatifs issus de déchets lignocellulosiques. L’acide férulique sera ensuite converti en vanilline par nos partenaires.
Des arômes à la composition plus sûre.
Les arômes fabriqués par biosynthèse offrent une meilleure sécurité alimentaire que ceux provenant des filières classiques. En effet, le risque de contamination par des pesticides ou des pathogènes est très fortement réduit, puisqu’ils ne sont pas issus de l’agriculture et que les laboratoires de microbiologie sont des lieux très surveillés et très sûrs.
Un coût maîtrisé.
Autres points intéressants en faveur des arômes biosynthétiques :
- Des coûts de production potentiellement plus bas. Les matières premières sont peu onéreuses, et une fois les coûts de recherche et développement amortis, la production est moins chère que celle des arômes naturels.
- Une production à grande échelle possible. Comme ils ne dépendent pas de matières premières rares ou dont la production est soumise aux aléas climatiques ou géopolitiques, les arômes biosynthétiques peuvent être produits en grandes quantités, avec des commandes plus simples à planifier et à honorer.
Des techniques en progrès constant.
Les techniques de génie génétique (notamment le développement de nouveaux micro-organismes hôtes dont seront issus les arômes) sont en perpétuelle amélioration. En résulte une augmentation de la précision et de l’efficacité de la production d’ingrédients ainsi qu’une accélération du développement et de la commercialisation de nouveaux produits.
