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Introduction

Les épices naturelles comprennent les épices extraites d'animaux et de plantes, ainsi que les épices synthétisées par biotechnologie. La biocatalyse, c'est-à-dire la technologie catalysée par des enzymes, est une branche de la biotechnologie. L'utilisation de la technologie biocatalytique pour synthétiser des épices permet de s'affranchir des inconvénients des matières premières animales et végétales, tels que leur quantité limitée, leur coût élevé et les importantes variations de qualité. Elle présente également des avantages en matière de santé et de sécurité, de protection de l'environnement et de développement durable.

Les composés phénylpropanoïdes constituent une classe importante de matières premières chimiques organiques. Initialement extraits de matières premières végétales, ils sont aujourd'hui principalement obtenus à partir de dérivés phénoliques et de bromure d'allyle. La figure suivante illustre les arômes et applications courants obtenus à partir de ces composés.

Les sources de ces bio-arômes à haute valeur ajoutée sont généralement des substances telles que l'eugénol, l'isoeugénol, la phénylalanine, l'acide férulique et la coumarine.

Vanilline

Parmi ces composés, la vanilline, de nom chimique 3-méthoxy-4-hydroxybenzaldéhyde, possède un arôme de gousse de vanille et une forte saveur lactée. Elle joue un rôle d'arôme et de fixateur d'arôme, et est largement utilisée dans les cosmétiques, le tabac, la confiserie, les bonbons, ainsi que dans les produits de boulangerie et d'autres industries. La production de vanilline est la plus importante au monde parmi les épices de synthèse, et son industrialisation remonte à plusieurs années. Comparée à la vanilline de synthèse, la vanilline naturelle (y compris la vanilline d'origine biologique) possède un arôme plus pur, moins irritant et plus naturel.

La figure ci-dessous illustre la synthèse de la vanilline naturelle à partir de différents substrats naturels :

Le mécanisme de la synthèse biocatalytique de la vanilline à partir de l'isoeugénol pourrait être le suivant :

Le rendement le plus élevé rapporté à l'étranger pour la conversion en vanilline à partir d'isoeugénol était de 32,5 g/L, tandis que le rendement le plus élevé rapporté en Chine était de 46,1 g/L. Du fait de l'utilisation d'une catalyse biphasique isoeugénol-eau, il n'a pas été précisé si la concentration mesurée se situait dans la phase organique ou par rapport à la concentration totale du système réactionnel, ce qui a entraîné une quantité importante de substrat résiduel.

Avec l'approfondissement du concept de santé publique, la demande en arômes naturels va augmenter, et l'utilisation de la biotechnologie, comme la biocatalyse, pour synthétiser ces arômes deviendra de plus en plus courante.

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