Les micro-organismes dans l'industrie alimentaire

Certains micro-organismes peuvent même servir directement de nourriture pour les humains ou de fourrage pour les animaux.

Un additif alimentaire est une substance chimique étrangère à un d'additifs aliment (l'additif ne fait pas partie des ingrédients de base) que l'on ajoute à celui-ci pour faciliter sa préparation, améliorer ses qualités ou son aspect, ou encore, prolonger sa conservation.
L'emploi des additifs s'est généralisé dans les préparations alimentaires industrielles.
Des enzymes sont ajoutées pour faciliter la préparation de certains produits.
Plusieurs additifs de type colorants, aromatisants et renforçateurs de goût sont utilisés pour pallier les modifications indésirables de l'aspect et de la saveur des aliments occasionnées par les techniques de préparation ou de conservation.

D'autres additifs permettent d'allonger la durée de conservation des denrées alimentaires ; ils inhibent le développement microbien (agents conservateurs) ou maintiennent l'aspect de fraîcheur du produit (antioxydants, humidifiants, agents de maintien de texture ou de consistance...).

Il y a quelques années, la plupart des additifs (sauf les enzymes) provenaient de synthèses chimiques, souvent à partir de sous-produits pétroliers.
À la suite des pressions des consommateurs, qui craignaient des répercussions négatives sur la santé de tous ces produits chimiques de synthèse ajoutés aux aliments, les industriels et les chercheurs se sont tournés vers les organismes vivants, principalement les micro-organismes, pour leur faire produire des additifs naturels.
La biotechnologie, qui s'est développée considérablement ces dernières années, a rendu cette production possible et de plus en plus rentable industriellement.

Bien que des cellules végétales ou animales puissent être employées pour la prodution d'additifs dans certains cas, les micro-organismes sont préférables à plusieurs points de vue :

• Les cellules microbiennes ont un métabolisme plus intense que les cellules des organismes supérieurs, d'où un niveau de synthèse plus élevé.
  La vitesse de production de protéines, par exemple, est plusieurs fois plus rapide chez une levure que chez une plante comme le soja, elle-même dix fois plus productive qu'un animal comme le bœuf.
• Plusieurs micro-organismes disposent d'une grande diversité enzymatique et peuvent donc s'adapter à plusieurs sources de nourriture.
  Cette souplesse permet de les cultiver sur un substrat bon marché (comme de la mélasse, des sous-produits agricoles...).
• La croissance extrêmement rapide et le nombre astronomique de cellules microbiennes facilitent la sélection de souches intéressantes. De plus, leurs génomes étant moins complexes que ceux des organismes supérieurs, les diverses techniques du génie génétique, de mutagenèse et de recombinaisons sont plus faciles à appliquer dans leur cas et mieux maîtrisées.
  Toutes ces caractéristiques permettent d'isoler des mutants bien adaptés à la production de masse industrielle.

Toutefois, un des obstacles majeurs à la rentabilité industrielle des procédés biotechnologiques provient du fait que le métabolisme normal des micro-organismes comporte des systèmes de contrôle qui limitent la synthèse des metabolites et des enzymes aux quantités juste suffisantes pour répondre aux besoins de la cellule.
Ces systèmes de régulation interrompent les synthèses lorsque la concentration du produit atteint un certain seuil. Pour augmenter les rendements, on doit souvent rechercher des souches mutantes dont le système de régulation est défectueux ou qui accumulent le composé au lieu de le métaboliser.