Arômes et parfums : quelles opportunités pour les biotechnologies ?
L’industrie des arômes et parfums se tourne de plus en plus vers les procédés biotechnologiques pour accompagner son développement, dans une optique de naturalité des produits et de durabilité des ressources.
A fin 2015, le marché des arômes et parfums a été estimé à 20 milliards €
, avec un taux de croissance annuel (CAGR) de plus de 6% sur la période 2015-2020. Quatre entreprises (Givaudan, Firmenich, IFF et Symrise) représentent aujourd’hui près de 60% de ce marché mondial des arômes et parfums. Les molécules mises en jeu peuvent être obtenues par synthèse chimique, par extraction à partir de substances naturelles ou par des procédés biotechnologiques.
L’intérêt pour la biocatalyse dans l’industrie des arômes et parfums est d’autant plus fort que les consommateurs sont de plus en plus demandeurs de solutions naturelles. Pour les industriels, le recours aux biotechnologies permet aussi de s’affranchir de technologies énergivores et polluantes. Enfin, certaines molécules clés de l’industrie aromatique issues de ressources naturelles rares peuvent désormais être produites à partir de substrats abondants et peu coûteux via des procédés de biocatalyse. Les procédés mis en jeu peuvent être la
catalyse enzymatique directe, et plusieurs familles d’enzymes ont déjà fait l’objet de développements industriels : lipases, glycosidases, peroxydases, lyases… D’autres technologies font intervenir des
procédés de conversion par fermentation bactérienne(
Lactobacillus,
Acetobacter…),
levurienne(
Yarrowia lipolytica,
Kluyveromyces,…) ou
fongique(
Aspergillus niger).
La vanille, un arôme clé
Les notes vanillées sont présentes dans de nombreuses applications : alimentaire, cosmétique, parfums, produits d’entretien… Traditionnellement, l’arôme de vanille est produit à partir de la gousse de vanille dont les zones de production sont limitées (Océan Indien, Indonésie, Polynésie et Mexique). A elle seule, Madagascar représente près de 75% de la production mondiale de gousses de vanille. Le marché de l’arôme de vanille est d’environ 700 millions d’euros mais la vanille extraite de la gousse n’en représente qu’un très faible pourcentage. La synthèse chimique de la vanilline remonte au milieu du 19ème siècle et
plus récemment des procédés biotechnologiques ont été développés:
- l’utilisation d’enzymes (cellulase, beta-glucosidase) pour augmenter le rendement d’extraction et la conversion des précurseurs de la vanilline dans les gousses. L’application de beta-glucosidase pour traiter les gousses de vanille a d’ailleurs fait l’objet d’un brevet publié en 2014 par la société Givaudan.
- la fermentation microbienne pour convertir l’acide férulique (présent notamment dans le son de riz) en vanilline. C’est le procédé utilisé par Solvay pour citer un exemple.
- la fermentation levurienne pour produire la vanilline à partir de glucose comme seul substrat carboné (procédé développé par Evolva).
La biocatalyse pour produire des molécules spécifiques
Le menthol, un arôme clé de l’industrie de la confiserie a des propriétés rafraîchissantes sous sa forme L-(-)-menthol, les autres isomères ne présentant pas cette particularité. L’hydrolyse enantiosélective du (D,L) menthyl benzoate par une lipase de Candida rugosa permet ainsi l’obtention de L-(-)-menthol d’une pureté > 99%.
Conclusion
Les procédés biocatalytiques mis en œuvre dans l’industrie des arômes et des parfums offrent clairement de nombreux avantagespar rapport aux méthodes d’extraction ou de synthèse chimique. En revanche, leur industrialisation demeure un
enjeu majeur de la filière: comment concilier le besoin de catalyseurs très spécifiques et souvent de faible volume d’emploi avec les contraintes des acteurs industriels producteurs d’enzymes ou de ferments ?
Sources
- Biotechnological routes in flavour industries, Dubal et al., (Advanced Biotech., 2008)
- Flavor and fragrance leaderboard (Perfumer and flavorist, Vol. 39 June 2014, www.PerfumerFlavorist.com)
