Les enzymes ont une action spécifique sur certains composés. Elles permettent la transformation rapide et efficace de ceux-ci à des températures modérées.

Au cours des fermentations alimentaires, ce sont les multiples enzymes des cellules microbiennes qui provoquent les modifications complexes observées. Il est également possible de faire intervenir des enzymes seules, en l'absence de toute cellule vivante.
Ces enzymes jouent plusieurs rôles dans les productions alimentaires industrielles :

Faciliter le procédé de préparation (exemple : les jus de fruits ou de légumes sont plus faciles à filtrer après hydrolyse enzymatique des macromolécules en suspension)
Améliorer la texture (exemple : la formation de gel dans certains jus de fruits concentrés sucrés est évitée en hydrolysant la pectine naturelle par des pectinases)
Provoquer une insolubilisation de certaines molécules (exemple : l'utilisation de la présure bovine ou microbienne pour la coagulation de la caséine du lait dans la fabrication des fromages)
Clarifier et stabiliser certains liquides en vue de la conservation (exemple: l'emploi de cellulases et de pectinases permet de clarifier le vin et les jus de fruits)
Améliorer les qualités organoleptiques (exemple : l'ajout de lipases à certains fromages améliore leur saveur)
Augmenter le rendement (exemple : la saccharification du moût de céréales peut être amplifiée par l'addition d'amylases au cours de la préparation de la bière)
Améliorer la digestibilité (exemple : l'hydrolyse enzymatique du lactose du lait permet d'éviter les symptômes d'intolérance au lactose)
Permettre la production de nouveaux produits ou la mise au point de nouveaux procédés de fabrication (exemple : la valorisation du lactosérum, la préparation de sirops ou d'alcools à partir d'amidon de céréales ou de cellulose...)

Sauf quelques exceptions (comme la présure bovine utilisée dans les fromageries ou la papaïne extraite d'un fruit tropical et employée dans la préparation de la bière), les enzymes utilisées dans l'industrie alimentaire sont d'origine microbienne. En effet, les micro-organismes permettent une production abondante et rapide, sans contraintes saisonnières et leur arsenal enzymatique est très diversifié.
Grâce à la sélection et à la modification génétiques, on dispose aujourd'hui de souches microbiennes qui donnent un très bon rendement.
Parallèlement, la mise au point de techniques efficaces de production, d'extraction et de conservation des enzymes a permis une extension considérable de leur utilisation dans l'industrie alimentaire depuis les années 70.

Enzymes industrielles

Amylases

Action :	(hydrolyse de l'amidon en sucres solubles)
Sources :	Aspergillus oryzae (moisissure) Bacillus subtilis (bactérie)
Usages :	Améliorer la fermentation (pain, bière) Clarifier les jus de fruits et de légumes...

Les amylases (a-amylase, 6-amylase, amyloglucosidase et a-glucosidase ou maltase) hydrolysent l'amidon en sucres solubles.
Elles peuvent être produites en quantité importante par des moisissures (comme Aspergillus oryzœ et A. niger) et des bactéries (comme Bacillus subtilis).
Les amylases bactériennes, à l'inverse des amylases fongiques, sont thermorésistantes mais rapidement inactivées en pH acide.
Les principaux usages des amylases sont :

Élimination de l'amidon dans les jus et les extraits de fruits, ce qui les clarifie et facilite leur filtration
Clarification du vin et de la bière.
Conversion de l'amidon de céréales en sirops de sucres (tel le sirop de maïs).
Accélération de la levée de la pâte à pain.
Saccharification de l'amidon de céréales (en complément ou en remplacement des amylases du malt d'orge) avant la fermentation alcoolique durant la fabrication de la bière.

Invertase

Action :	hydrolyse le saccharose en glucose et fructose
Sources :	Saccharomyces cerevisiœ (levure) Candida utilis
Usages :	Réduire la cristallisation dans les sirops Produire du sucre inverti

L'invertase hydrolyse le saccharose (sucre de table) en glucose et fructose.
Son action donne un sirop plus fluide, qui a un plus grand pouvoir sucrant, une pression osmotique plus élevée et qui cristallise moins facilement que le saccharose.
Dans l'industrie, l'invertase est produite principalement par des levures: Saccharomyces cerevisiœ, Zygosaccharomyces rouxii, Khiyveromyces marxianus et Candida utilis.
Le sucre inverti est utilisé en grande quantité pour la fabrication de confiseries, de gommes à mâcher et de pâtisseries.

Lactase
(B-Galactosidase)
(A-galactosidase)

Action :	hydrolyse le lactose en glucose et galactose
Sources :	Aspergillus niger (moisissure) Kluyveromyces fragilis (levure) Candida
Usages :	Faire disparaître le lactose dans les produits laitiers

La bêta-galactosidase hydrolyse le lactose en glucose et galactose.
Elle est produite par certaines levures et moisissures, comme Kluyveromyces marxianus, Aspergillus niger et Aspergillus oryzœ.
L'enzyme peut être utilisée pour enlever le lactose du lait, ce qui le rend plus digeste pour les personnes souffrant d'intolérance au lactose.
Son action donne un lait plus sucré et plus soluble, ce qui est favorable pour la fabrication de lait en poudre, lait concentré, lait congelé et base de crème glacée.
On l'ajoute aussi au lait pour accélérer la fabrication du fromage frais.
Cette enzyme permet également la valorisation du lactosérum, un sous-produit de la fabrication du fromage, en transformant ce produit riche en lactose en un liquide plus sucré utilisé en confiserie ou comme substrat pour la culture de levures.
L'alpha-galactosidase est une enzyme qui hydrolyse les glucides complexes ou oligosaccharides (raffinose, stachyose et verbascose) contenus dans plusieurs légumes (fèves, haricots, pois, soja, choux...) en sucres simples facilement assimilables.
Ces oligosaccharides, qui ne sont pas digérés par nos sucs digestifs mais fermentes par la flore intestinale, sont à l'origine de problèmes de flatulence.
L'addition d'une petite quantité d'enzyme a-galactosidase aux mets incriminés, juste avant leur consommation, permet de digérer la plus grande partie des oligosaccharides qu'ils contiennent et prévient donc la flatulence.
Cette enzyme, produite par des moisissures, est maintenant commercialisée et offerte au grand public dans les pharmacies et les magasins de produits naturels.

Glucose isomérase

Action :	conversion du glucose en fructose
Sources :	Streptomyces, Bacillus coagulans, Arthrobacter
Usages :	Produire du sirop de maïs à teneur élevée en fructose

La glucose isomérase convertit le glucose en fructose.
Cette enzyme est produite industriellement par différentes bactéries appartenant aux genres Streptomyces, Bacillus, Arthrobacter, Microbacterium et Actinoplanes.
La glucose isomérase est surtout utilisée pour la fabrication de sirop de maïs riche en fructose.
Ce sirop est d'abord produit par l'action d'amylases sur l'amidon de maïs.
Le sirop glucose qui en résulte est ensuite traité avec la glucose isomérase, ce qui rend le sirop plus sucré (le fructose a un pouvoir sucrant supérieur à celui du glucose).
Il est très utilisé en confiserie et dans la préparation de boissons non alcoolisées.

Glucose oxydase

Action :	transformation du glucose en acide gluconique
Sources :	Aspergillus niger, Pénicillium
Usages :	Éliminer le glucose dans les œufs déshydratés

La glucose oxydase est produite par Aspergillus niger, Pénicillium purpu-rogenum et d'autres moisissures semblables.
Cette enzyme catalyse l'oxydation du glucose en acide gluconique.
Une autre enzyme, la catalase (produite par Aspergillus niger ou Micrococcus lysodeikticus), est jointe à la préparation enzymatique pour décomposer le peroxyde d'hydrogène formé.
Cette préparation est employée principalement pour éliminer le glucose des blancs d'œuf ou des œufs entiers avant leur séchage, ce qui aide à prévenir leur brunissement, leur détérioration et améliore leurs propriétés moussantes.

Pectinases

Action :	hydrolyse de la pectine
Sources :	Aspergillus niger (moisissure) Rhizopus oryzœ Pénicillium
Usages :	Clarifier le vin ou le jus de fruits et de légumes Empêcher la gélification

Les pectinases produites par des moisissures (principalement Aspergillus niger et Rhizopus oryzœ ) permettent d'hydrolyser la pectine des fruits et d'éviter ainsi la formation de gel lorsque celui-ci est contre-indiqué (jus de fruits concentrés, par exemple).
Ces enzymes permettent la clarification des jus de fruits, du vin, du vinaigre et des sirops.
L'addition de pectinases dans des fruits écrasés aide à l'extraction du jus.

Cellulase

Action :	hydrolyse de la cellulose en sucres
Sources :	Trichoderma viride (moisissure) Aspergillus niger (moisissure)
Usages :	Clarifier les jus de fruits Produire davantage de sucres fermentescibles

La cellulase permet de dégrader la cellulose en sucres solubles.
Elle est produite par différentes espèces de mycètes comme Myrothecium verrucaria, Trichoderma viride, Aspergillus niger, Stachybothrys atra, etc.
Cette enzyme permet de produire davantage de sucres fermentes-cibles dans le moût de brasserie. Elle aide également à clarifier les jus de fruits.

Lipases

Action :	hydrolyse les lipides en acides gras et glycérides
Sources :	Saccharomycopsis lipolytica (levure) Aspergillus niger (moisissure) Pénicillium roqueforti, Rhizopus, Candida lipolytica
Usages :	Produire davantage de composés d'arômes dans les fromages et autres produits laitiers

Les lipases agissent sur les matières grasses en les hydrolysant en glycérides, acides gras et glycerol.
Elles sont produites par un grand nombre de levures et de moisissures comme Aspergillus niger, A. oryzœ, Pénicillium roqueforti, Mucor, Rhizopus, Candida lipolytica, Torulopsis ernobii et certaines bactéries du genre Pseudomonas.
Les lipases peuvent être utilisées pour améliorer la saveur des fromages, de la crème glacée, de la margarine, du beurre, de pâtisseries et d'autres produits.
Elles permettent également d'éliminer les graisses insolubles dans les préparations de poissons et de blancs d'œufs destinées à la déshydratation.

Enzymes protéolytiques (Proteases)

Action :	hydrolyse des protéines en acides aminés
Sources :	Aspergillus oryzœ (moisissure) Bacillus subtilis (bactérie)
Usages :	Améliorer la texture de la pâte à pain Stabiliser la bière

Les proteases hydrolysent les protéines.
Chaque type d'enzymes brise les chaînes polypeptidiques à des endroits précis, libérant des peptides puis des acides aminés.
Les bactéries Bacillus siibtilis, Streptomyces griseus et la moisissure Aspergillus oryzœ sont les principales sources d'enzymes protéolytiques d'origine microbienne.
Les usages sont :

Amélioration de la texture de la pâte (action sur le gluten de la farine)
Attendrissement de la viande.
Clarification et stabilisation de différents liquides comme la bière (empêche la formation d'opacité durant le refroidissement).
Amélioration de la filtrabilité de certains liquides et de blancs d'œufs destinés à la déshydratation.
Production de protéines hydrolysées solubles.

Rennine (ou rennet)

Action :	coagulation de la caséine du lait
Sources :	Mucor pusillus (moisissure) Mucor miehei (moisissure) Endothia parasitica
Usages :	Coaguler le lait pour la fabrication de fromages

D'autres proteases permettent la coagulation de la caséine du lait.
C'est le cas de la rennine fongique, qui peut remplacer la présure bovine pour la fabrication de fromages.
Les espèces utilisées actuellement pour cette production sont Endothia parasitica, Mucor miehei et Mucor pusillus.