Chimie et bactéries pour la douceur de vivre …

Quand Ajinomoto, après une longue période de collaboration, a racheté en 2000 à Monsanto les droits de commercialisation de l’aspartame cette compagnie multinationale est devenue leader mondial de la production de ce « sucre » artificiel qui est probablement l’additif alimentaire le plus controversé mais également le plus sûr en termes d’inocuité. Les détracteurs de l’aspartame n’ont en effet jamais pu prouver une quelconque nuisance de ce produit pour la santé. Ajinomoto est une entreprise qui développe des voies de synthèse chimique novatrices forte de son expérience dans la maîtrise des bactéries comme des auxiliaires bon marché. L’une des plus grandes réussites d’Ajinomoto est en effet la synthèse du glutamate à l’aide de Clostridium patiemment sélectionnés. La synthèse chimique de l’aspartame étant plutôt ardue Ajinomoto a mis au point une technique innovante impliquant une autre bactérie également sélectionnée selon des procédés tenus secrêts, un Bacillus thermoproteolyticus. La synthèse de l’aspartame fait maintenant appel à des enzymes dont l’activité est parfaitement contrôlée et qui permettent d’accéder à des processus de fabrication très rentables.

Forte de son expérience en microbiologie, Ajinomoto a poursuivi ses recherches quand l’aspartame n’a plus été protégé par des brevets afin de découvrir et de mettre au point les procédés de production industrielle de nouveaux agents sucrants dont la structure rappelle celle de l’aspartame. L’aspartame présente un « pouvoir sucrant », c’est-à-dire la perception du gout sucré, 200 fois supérieur à celui du sucre de table, le saccharose issu de betteraves ou de cannes. En 1992, Ajinomoto mit au point la production du Neotame, un cousin germain de l’aspartame présentant un pouvoir sucrant 7000 fois supérieur à celui du sucre de table. Ce produit fut approuvé la même année par la FDA et l’EFSA, les deux principales agences responsables, si l’on peut dire les choses ainsi, de la santé des consommateurs. Le brevet concernant le neotame a expiré en 2015 mais pas de souci pour Ajinomoto puisque la société avait dans ses tiroirs l’Advantame, un autre dérivé de l’aspartame introduisant dans la molécule un dérivé de l’isovanilline.

Il faut avouer que l’Advantame dont le pouvoir sucrant est 20000 fois supérieur à celui du sucre représente une immense avancée dans le domaine des « faux sucres ». Ce produit bat tous les records et comme ses proches, aspartame et neotame, il est parfaitement sain. Toutes les études réalisées ont montré qu’il ne perturbait pas le métabolisme et n’était pas carcinogène. Il a été approuvé par la FDA en 2014.

Entre l’aspartame et le l’Advantame le pouvoir sucrant est passé de 300 à 20000. En d’autres termes il est donc possible de réduire plus de 60 fois la quantité de produit ajouté à des milliers de produits alimentaires pour obtenir le même effet reléguant les saccharine, stevia et autre sucralose aux oubliettes économiques. Le marché des agents sucrants se chiffre en dizaines de milliers de tonnes et milliards de dollars (difficile de trouver des statistiques précises) et on ne peut que constater qu’Ajinomoto a assuré d’ors et déjà sa position de leader mondial dans ce domaine tout en douceur …

Illustrations : aspartame et Advantame

L’intolérance au glucose provoquée par les sucres artificiels !

L’intolérance au glucose, l’une des principales manifestations du diabète, est induite par les agents sucrants de synthèse comme l’aspartame, le sucralose ou la saccharine (molécule ci-dessus). Ce qui veut dire que des centaines de millions de personnes se sont prises à leur propre piège. Pour combattre l’obésité qui résulte notamment d’un abus de sucre et qui favorise l’apparition de diabète de type 2, l’usage d’agents sucrants de synthèse aggrave la situation déjà critique des personnes en surpoids ou obèses. On croyait que les agents sucrants artificiels perturbaient la perception par le cerveau de la présence de sucre en agissant négativement sur le fonctionnement tant du pancréas que du foie. Or il n’en est rien, ce n’est pas du tout ainsi que les évènements se déroulent. Les agents sucrants de synthèse non caloriques perturbent profondément la flore intestinale et la situation est tout aussi critique chez l’homme que chez la souris, animal ayant été utilisé dans cette étude réalisée au Weizmann Institute of Science à Rehovot en Israël ( doi:10.1038/nature13793 ).

Il est apparu clairement que l’usage d’agents sucrants artificiels modifiait profondément certaines activités enzymatiques toutes impliquées dans le métabolisme des sucres et que ces modifications reflétaient une modification de la flore intestinale avec comme conséquence la production d’acides indésirables dans les selles. Parallèlement l’intolérance au glucose se développait au cours de cette modification de la flore bactérienne intestinale. Une preuve de la relation de cause à effet a été apportée en inoculant cette flore prélevée dans l’intestin de ces souris dont le régime alimentaire comportait de la saccharine à des souris stériles, ces dernières développaient rapidement une intolérance au glucose. Pire encore, si on inoculait à ces mêmes souris stériles, ne possédant donc pas de flore intestinale, un échantillon de bactéries provenant de sujets humains utilisant des agents sucrants non caloriques, à nouveau ces souris développaient une intolérance au glucose. Il est donc clair que l’usage inconsidéré d’agents sucrants « zéro calories » est dommageable pour la santé et en particulier pour la bonne régulation du métabolisme du sucre. La modification du microbiome intestinal n’a pas que des conséquences néfastes sur ce métabolisme des sucres car ces bactéries sont également impliquées dans la bonne gestion des acides gras. Or l’ingestion de ces agents sucrants modifie tout aussi dramatiquement le métabolisme de certains dérivés d’acides gras notamment les sphingolipides et les lipopolysaccharides qui sont maintenant connus pour être directement associés à l’apparition du surpoids et de l’obésité.

On se trouve donc devant une situation assez surréaliste : les agents sucrants artificiels – sucralose, saccharine ou aspartame – ont été introduits sur le marché pour combattre l’obésité en réduisant l’apport calorique et afin de normaliser la glycémie sanguine. Parallèlement l’introduction par les industriels de l’agro-alimentaire des graisses partiellement hydrogénées et du sirop de maïs enrichi en fructose a contribué à perturber l’ensemble du métabolisme tant des sucres que des corps gras. L’ « épidémie » d’obésité et de diabète de type 2 associé coïncident exactement avec l’augmentation des tonnages d’agents sucrants artificiels et ce n’est pas une relation due au hasard ! Cette étude prouve indiscutablement que la relation de cause à effet est indirectement la conséquence d’une modification de notre flore intestinale. Quand on perturbe la nature avec des produits artificiels les conséquences peuvent être catastrophiques. En conclusion il apparaît opportun d’interdire tout simplement et dans l’urgence ces agents sucrants. En ce qui concerne les stéviosides (voir la structure ci-dessous) utilisés depuis des années au Japon, le pays du monde où l’obésité est une rareté sociétale, ces composés sont naturels et leur structure complexe pourrait expliquer à elle seule qu’ils ne perturbent pas la flore intestinale, jusqu’à plus ample information …

Source : Nature (voir le DOI), molécules de stévioside et de saccharine (Wikipedia)

Saccharine, aspartame, sucralose : leurs effets pervers enfin dévoilés !

J’étais tranquillement assis hier matin à la terrasse de mon bistrot préféré sirotant mon café matinal et j’observais deux femmes prenant leur café crème – ce n’est pas de la crème mais du lait – après y avoir ajouté un sachet d’aspartame. Ces deux femmes ne pouvaient visiblement pas cacher leur surpoids frisant la limite pathologique. Elles devaient certainement utiliser du faux sucre pour ne pas aggraver leur cas ou pour tout simplement se donner bonne conscience en suivant l’avis de leur médecin nutritionniste qui leur avait très probablement préconisé l’usage systématique d’une de ces molécules artificielles dites « sucres de synthèse zéro calories ». Le problème est que les boissons « zéro calories » sont devenues une mode car il n’y a pas que le café … Il y a aussi des confiseries basses calories ! On a reculé les limites du surréalisme alimentaire.

Pourtant, depuis l’arrivée sur le marché de l’aspartame en 1965, suivi du cyclamate en 1970, de la saccharine finalement autorisée à la fin des années 70 alors que ce produit était connu depuis 1950, un point final ayant été mis à la controverse sur ses propriétés cancérigènes, du sucralose apparu en 1998, un dérivé chloré du sucre ou saccharose, et d’autres agents sucrants cryptiques, l’épidémie d’obésité n’a cessé de progresser alors que ces produits étaient censés remplacer le sucre et donc diminuer l’occurrence de l’obésité.

Rien de tout ça bien au contraire. Mis à part le stévioside qui a fait ses preuves au Japon depuis des dizaines d’années – difficile de rencontrer des obèses dans ce pays à part les sumotori – et qui est un produit naturel, tous ces produits de synthèse aux propriétés « sucrantes » posent donc problème. On sait que le message « sucre » envoyé au cerveau se répercute au niveau du pancréas qui excrète alors de l’insuline à titre préventif et comme l’organisme a réagi à un leurre on comprend dès lors qu’il était impératif d’étudier dans le détail ce qui se passe au niveau du système digestif supposé recevoir du sucre ainsi qu’au niveau des bactéries intestinales qui ont peut-être aussi un rôle à jouer dans cette affaire de dupes.

C’est justement sur ce dernier point qu’une équipe de biologistes du Weizmann Institute a focalisé ses travaux puisque depuis toutes ces années, l’usage de « sucres artificiels » n’a eu aucun résultat positif sur la progression de l’obésité. Ce qu’ont découvert deux étudiants en thèse au Weizmann sous la direction du Professeur Eran Segal est pour le moins terrifiant et inattendu. Les succédanés du sucre auraient tendance à favoriser l’intolérance au sucre, donc le syndrome métabolique (l’obésité) et par voie de conséquence le diabète de type 2 mais pas comme on le suspectait en modifiant la réponse du pancréas au « signal sucre » transmis au cerveau, en agissant au contraire sur la flore intestinale, une perturbation résultant en une intolérance au glucose.

Toute hypothèse devant être naturellement vérifiée, après avoir justement vérifié que des souris, quelle que soit leur lignée, devenaient intolérantes au glucose après avoir ingéré des agents sucrants à des doses équivalentes à celles préconisées pour l’alimentation humaine, ils ont traité ces mêmes souris avec des antibiotiques pour détruire en grande partie leur flore bactérienne intestinale. Comme ils s’y attendaient un peu, ils constatèrent que l’intolérance au glucose, c’est-à-dire une glycémie élevée, disparaissait très rapidement. Comme on sait que tous ces produits ne sont pas absorbés par l’intestin et ne se retrouvent donc pas dans le sang, ils ont ainsi tout le temps de baigner la flore bactérienne intestinale au cours de la digestion. Un effet sur cette flore était donc fortement suspecté. Pour apporter une preuve supplémentaire, des souris élevées stérilement ne répondaient pas négativement aux agents sucrants mais si on leur inoculait les bactéries intestinales d’autres souris alors elles développaient immédiatement une intolérance au glucose. C’était un peu comme si ces bactéries transmettaient l’intolérance provoquée par les agents sucrants.

La dernière étape fut donc d’étudier cette flore et les modifications induites par les agents sucrants qui se révélèrent très profondes en favorisant certaines bactéries connues pour induire l’obésité tant chez la souris que chez l’homme. Comment dès lors transposer ces résultants alarmants aux humains ? D’abord il existe une banque de données très vaste qui passe en revue les connexions entre la flore bactérienne et la nutrition : 

http://newsite.personalnutrition.org/WebSite/Home.aspx. Il y est répertorié un grand nombre de rapprochements entre nutrition et nature de la flore bactérienne intestinale. N’ayant pas froid aux yeux, ces deux étudiants ont voulu apporter des éléments de preuve supplémentaires en demandant à une dizaine volontaires de se plier à une expérience toute simple. Ces personnes n’utilisaient jamais d’agents sucrants et leur tolérance au glucose, leur glycémie, fut vérifiée. Ils leurs demandèrent alors de se soumettre à la consommation d’agents sucrants pendant une semaine par exemple avec leur café ou leur thé ou encore en buvant des boissons pétillantes de couleur brune bien connue affichant zéro calories sans aucunement changer leurs habitudes alimentaires. Le résultat fut évident : la majorité de ces volontaires bénévoles ont montré une intolérance au glucose à deux ou trois exceptions près et en analysant leur flore intestinale à l’aide du séquençage des ARN ribosomaux, ceux qui étaient resté indemnes, c’est-à-dire qui n’avaient pas développé d’intolérance au glucose, avaient une flore différente de celle des autres sujets. D’après les directeurs de thèse de ces étudiants, les Docteurs Segal et Elinav, certaines bactéries de l’intestin sécrètent au contact des agents sucrants des substances présentant des propriétés inflammatoires entrainant une modification de la capacité de l’organisme à assimiler le glucose. L’usage d’agents sucrants provoque donc les désordres métaboliques contre lesquels ils ont paradoxalement été destinés, que ce soit la perte de poids, un palliatif au traitement du diabète de type 2 ou d’autres situations métaboliques comme l’hypoglycémie résultant d’un excès d’insuline lors de l’ingestion de glucose. On se trouve donc devant un phénomène de société extrêmement préoccupant puisqu’on retrouve des agents sucrants dans plus de 1500 produits alimentaires et, de plus, ces agents sucrants sont en vente libre dans n’importe quel drugstore ou supermarché. Personne ne vous empêche de préparer à la maison des sorbets à la saccharine ou des tartes sucrées avec de l’aspartame pour réduire la quantité de sucre contenue dans les abricots ! Mais si vous développez un embonpoint peu esthétique ne vous en prenez qu’à vous-même …

Source : The Weizmann Institute

Déclin européen : un autre exemple

 

En 1971, la firme japonaise Morita Kogyo Co, Ltd débuta la commercialisation des glycosides extraits d’une plante originaire d’Amazonie, la stévia (Stevia rebaudiana), comme édulcorant naturel. Il fallut attendre 40 ans pour que l’Union Européenne se décide enfin à autoriser la vente des extraits de cette plante comme agent sucrant naturel. La raison totalement erronée et jamais prouvée invoquée par les régulateurs était que le stévioside, l’agent sucrant 350 fois plus puissant que le saccharose, pouvait peut-être, en raison de sa structure, présenter une activité pouvant le cas échéant interférer avec les hormones stéroïdes, ou dans le pire des cas qu’il pouvait présenter un pouvoir mutagène en raison de la présence d’un méthylène exo-cyclique, on ne sait jamais, et par précaution il était en principe préférable d’en interdire l’usage.

Pour les amateurs de chimie, le méthylène exo-cyclique en question est symbolisé par le double trait adjacent au cycle de sept atomes de carbone de la molécule de stéviol, commune aux divers composés du stévia qui comprennent des sucres attachés au stéviol. J’ai délibérément écrit en caractères gras ce qui résume en effet la position des régulateurs qui n’y connaissent strictement rien et font appel à des experts qui n’y connaissent rien non plus mais sont politiquement orientés dans le sens indiqué par les décideurs politiques. La situation était de plus sous le contrôle des fabricants d’agents sucrants artificiels comme l’aspartame ou la saccharine car c’est un marché juteux, très juteux, représentant des dizaines de milliards de dollars. Les Japonais plutôt méfiants quant à ce qu’ils mettent entre leurs baguettes pour se nourrir ou dans leur tasse de thé pour s’abreuver avaient bien compris dès 1970 que le stévioside étaient préférables aux faux sucres de synthèse. L’Union Européenne a donc finalement avec plusieurs trains (à petite vitesse) de retard autorisé la mise sur le marché du stévioside ou des extraits de la plante comme agents édulcorants (voir le lien du Journal Officiel Européen).

Et quand j’écris plusieurs trains de retard, c’est tout simplement parce que les industriels européens, encore une fois, ont été freinés par les directives européennes soumises qu’on le veuille ou non au lobbying des firmes américaines ainsi qu’à la structure même de l’industrie européenne, j’y reviendrai. En 2007, Coca-Cola annonça à grands renforts de publicité qu’elle allait incorporer du stévioside dans ses boissons sucrées et PepsiCo suivit quelques mois plus tard, rien de plus normal. L’affaire était bouclée. Qui sont aujourd’hui les premiers producteurs de stévioside et de rebaudioside A, l’autre édulcorant du stévia, dans monde ? Coca-Cola avec le Truvia et PepsiCo avec son PureVia. Mais la généralisation du stévioside comme agent sucrant n’a jamais pu entrer en concurrence directe avec l’aspartame, le sucralose ou la saccharine car même si le pouvoir édulcorant de ces édulcorants du stévia est nettement supérieur, les trois derniers sont infiniment moins chers à produire par synthèse chimique et … business is business, as usual. Périodiquement et depuis 2007, diverses sociétés tentent de relancer l’utilisation des extraits de stévia en organisant par exemple des sondages, naturellement en toute honnêteté à n’en pas douter, qui montrent que 65 % des Américains se méfient des « faux » sucres de synthèse et qu’ils se disent prêts à boire des sodas contenant du stévioside plutôt que de l’aspartame ou de la saccharine. Le regain d’intérêt pour le stévioside et rebaudioside A tient au fait qu’ils sont stables à la chaleur contrairement à l’aspartame ou la saccharine et qu’ils sont d’origine naturelle. C’est l’argument massue pour ne pas dire « choc » qu’utilise la firme SteviaFirst ( http://www.steviafirst.com ) pour promouvoir ses extraits de stévia à des prix compétitifs après avoir amélioré les conditions d’extraction et de purification des divers édulcorants contenus dans la plante parallèlement à une sélection sur le terrain des variétés plus riches en rebaudioside A qui présente un moindre goût amer en comparaison des autres dérivés et un pouvoir édulcorant 30 % plus élevé que celui du stévioside lui-même. Le challenge consiste donc à disposer de grandes quantités de plantes, le principal producteur actuel étant la Chine et la production japonaise étant captée par le marché local, et d’optimiser le processus industriel de purification afin d’atteindre des coûts de production compétitifs mais aussi et surtout en organisant des campagnes de dénigrement systématique des édulcorants artificiels, c’est pourquoi la couleur verte domine la publicité autour des extraits de stévia :

Et quand je dis que l’Europe, et la France en particulier, ont plusieurs trains de retard, aucune firme européenne ne s’est lancée ni dans la culture de stévia ni dans l’extraction et la commercialisation du stévioside et du rebaudioside A. Plusieurs raisons à cet état de fait déplorable, il est difficile en Europe de faire appel à des hedge funds pour financer un projet industriel, c’est pourtant ce qu’a fait SteviaFirst à Los Angeles qui a levé facilement 6 millions de dollars pour la construction d’une unité pilote de production. De plus les investisseurs se méfient de l’Europe et ils ont raison, tout y est plus compliqué que dans d’autres pays comme les USA, le Canada, l’Australie ou même le Japon. D’un autre côté les agriculteurs sont trop attachés à leurs traditions et à leurs subventions pour se lancer dans des cultures innovantes comme celle du stévia et enfin la situation de quasi monopole des édulcorants artificiels contrôlés par des firmes comme Tate & Lyle, Abbott, Johnson & Johnson ou encore Bayer et bien d’autres freinent tout innovation. L’avenir des édulcorants à base de stévia est donc entre les mains de petites firmes innovantes à la tête desquelles des entrepreneurs ayant le goût du risque finiront par imposer leur produit car le naturel ne tue pas …

Source : inspiré partiellement d’un article paru dans Forbes Magazine

http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2011:295:0205:0211:EN:PDF 

On sucre les rivières !

Les édulcorants sont présents partout, depuis les pâtisseries, les boissons, les confiseries nombreuses et variées et même certains médicaments pour « faire passer la pilule » quand ceux-ci sont par exemple amers. Pour ne citer que quatre d’entre eux, le sucralose, le cyclamate, la saccharine et l’acésulfame, ce dernier semble non biodégradable. Non seulement l’acésulfame (E950) est résistant à la chaleur, la raison pour laquelle il est utilisé dans certaines pâtisseries cuites, mais il semble résistant à toute biodégradation puisqu’il est rejeté dans les urines qui comme chacun sait terminent leur cheminement dans les égouts puis les stations d’épuration. Une étude canadienne réalisée sur le bassin versant de la Grand River au sud de l’Etat de l’Ontario et se terminant dans le lac Erie a permis de suivre à la trace ces édulcorants dont l’acésulfame. Le bassin de la Grand River, 6800 km2 (grosso modo la superficie du département de la Côte-d’Or) est essentiellement orienté vers l’agriculture et l’élevage et l’essentiel de la population est concentré dans quelques villes toutes situées le long de la Grand River comptant environ 800000 habitants. Le long de cette rivière se trouvent une trentaine de stations d’épuration et les eaux usées et traitées sont rejetées dans la rivière. Les nappes aquifères servent essentiellement (plus de 80%) à l’agriculture et l’eau dite potable est traitée avec les habituelles approches, chlore ou ozone, après pompage dans les aquifères bordant la rivière. Les sols sont presque uniformément constitués de moraines glaciaires.

Une équipe de biologistes de l’Université de Waterloo, Ontario, a donc prélevé des échantillons tout au long de la Grand River et mesuré la présence des édulcorants cités plus haut. Si le sucralose et la saccharine sont éliminés assez efficacement au cours du traitement des eaux, il n’en est pas de même de l’acésulfame qui persiste et s’accumule dans les eaux de la rivière jusqu’à son embouchure dans le lac Erie, à 250 kilomètres de la source et 700000 habitants de plus, pour atteindre près de 6 kg par jour en totalité soit jusqu’à 3,5 microgrammes par litre ou encore de 4 à 10 mg par personne et par jour ou encore l’équivalent de près de 190000 canettes de coca cola zéro par exemple, et ce n’est pas énorme puisque cela correspond à une canette d’un tiers de litre pour 4 personnes si ces résultats sont rapportés à l’ensemble de la population du bassin de Grand River.

L’aspect inquiétant de cette étude est que l’acésulfame se retrouve aussi dans l’eau du robinet, dans les eaux des aquifères utilisés dans l’agriculture et l’élevage, en somme une pollution à grande échelle qui finit ensuite dans l’océan Atlantique, le système des Grands Lacs se versant essentiellement dans le Saint-Laurent. Certes, l’eau de la rivière n’est pas « sucrée » mais la persistance de l’acésulfame est un bon indicateur de la pollution en général de la rivière par d’autres produits peu ou pas biodégradables, y compris les anti œstrogènes et les métaux lourds.

Un autre résultat intéressant est la présence de saccharine dans l’eau de la rivière qui correspond presque parfaitement à la présence d’élevages de porcs puisque l’alimentation d’origine variée qu’il vaut mieux ignorer est relevée avec de la saccharine pour qu’ils en apprécient la qualité. Cette présence de saccharine est un traceur de la mauvaise qualité du traitement du lisier de porc qui fuite dans la rivière …

Source : PlosOne et illustration tirée de PlosOne. Les couleurs indiquent les dates de prélèvement : bleu en juin, rouge en septembre et vert en avril.