La brazzéine est une protéine au goût sucré extraite du fruit du Pentadiplandra brazzeana, un arbuste grimpant de l'Afrique de l'Ouest. La brazzéine est l'une des sept protéines connues qui sont naturellement édulcorantes : la monelline, la thaumatine, la lysozyme, la mabinline, la curculine (ou Néoculine) et la pentadine. Elle est de 500 à 2000 fois plus sucrée que le sucre à poids comparé et faiblement thermolabile. Elle est l'objet d'intenses recherches et de course aux brevets pour la produire industriellement via le génie génétique, ce qui pour certaines organisations s'apparente à de la biopiraterie.
Source La brazzéine fut découverte en 1994 par des chercheurs de l'Université du Wisconsin-Madison comme enzyme D. Ming, G. Hellekant (1994). Brazzein, a new high-potency thermostable sweet protein from Pentadiplandra brazzeana B. FEBS Lett, 355(1):106-8. dans les cellules de la pulpe entourant les graines du fruit du Pentadiplandra brazzeana originaire du Gabon. Cet arbuste grimpant est nommé « oubli » dans la langue vernaculaire locale, parce que, dit-on, l’enfant qui en mange le fruit en oublie de revenir au village vers sa mèreC.M. Hladik (2002) Le comportement alimentaire des primates : de la socio-écologie au régime éclectique des hominidés Primatologie, 5:421-466.. Le fruit fait partie des habitudes alimentaires des singes du Gabon et est connu et consommé par les populations locales pour son goût extrêmement sucréC.M. Hladik et A. Hladik (1988) Sucres et "faux sucres" de la forêt équatoriale : évolution et perception des produits sucrés par les populations forestières d'Afrique. Journal d'Agriculture Tropicale et de Botanique Appliquée, vol. 35, n. spéc., p. 51-66..
Structure Primaire La brazzéine est une protéine monomérique, constituée de 54 acides aminés ; c'est la plus petite des protéines qui ont un goût sucré intense avec un poids moléculaire de 6,4-6,5 kDa. Il semble qu'elle soit la structure de base de la pentadine, une autre protéine sucrante présente dans le même fruit, celle-ci étant un dimère composé de deux unités de brazzéine Masuda, T. & Kitabatake, Developments in biotechnological production of sweet proteins J. Biosci. Bioeng. 2006, 102, 375–389 .
La séquence des acides aminés de la brazzéine est la suivante : QDKCKKVYEN YPVSKCQLAN QCNYDCKLDK HARSGECFYD EKRNLQCICD YCEY UniProtKB/Swiss-Prot database entry #PP56552 Secondaire L'analyse 3D de la brazzéine par résonance magnétique nucléaire du proton a révélé que celle-ci possède une hélice alpha et trois feuillets bêtas antiparallèles. La chaîne peptidique contient 4 ponts disulfures internes, responsables de sa remarquable stabilité à la chaleur H. Izawa, M. Ota, M. Kohmura & Y. Ariyoshi. Synthesis and characterization of the sweet protein brazzein. Biopolymers, 39 (1), 95–101, 1996. . .
Tertiaire La brazzéine possède des séquences d'acides aminés similaires à deux autres protéines édulcorantes (monelline et thaumatine) et qui semblent être responsables du goût sucré T. Tancredi, A. Pastore, S. Salvadori, V. Esposito & P.A. Temussi. Interaction of sweet proteins with their receptor. A conformational study of peptides corresponding to loops of brazzein, monellin and thaumatin. Eur. J. Biochem. 271 (11), 2231–40, 2004, .
Propriétés Goût sucré La brazzéine possède un pouvoir sucrant très élevé, de à 500 fois supérieur à celui du saccharose (sucre de table) quand comparé à une solution de 2 % et 10 % de saccharose respectivement. Son pouvoir sucrant est du même ordre de grandeur que celle des autres protéines (voir tableau ci-dessous), la thaumatine restant la plus sucrée.
+ Protéines sucrantes et pouvoirs sucrants I. Faus, H. Sisniega (2004) Sweet-tasting Proteins. Biopolymers. Volume 8. Polyamides and Complex Proteinaceous Materials II.. Eds. Wiley-VCH. Protéine Pouvoir sucrantPouvoir sucrant comparé au sucre (sucre = 1) à poids égal. Thaumatine 1 600 à 3 000 Monelline 3000 Mabinline 100 à 400 Pentadine 500 Brazzéine 500 à 2 000 Curculine 550 Miraculine 0Pas sucré dans l'eau, seulement en présence d'acide
Le profil temporel sucré de la brazzéine est plus proche de celui du saccharose que de celui de la thaumatine, avec un délai dans la perception du sucré et une persistance dans sa disparition J.F. Pfeiffer, R.B. Boulton & A.C. Noble. Modelling the sweetness response using time-intensity data. Food Quality and Preference. 11 (1), 129–138. B.G. Hellekant & D. Ming (1994). Brazzein sweetener. US patent 5326580 .
En mélange avec d'autres édulcorants, tels que l'aspartame et la stevia, la brazzéine réduit les arrière-goûts amers G. Hellekant & V. Danilova. Brazzein a Small, Sweet Protein: Discovery and Physiological Overview. Chemical Senses, 2005, 30 (Supplement 1), i88-i89. .
Les résidus 29–33, 39–43, 36 et le C-terminus sont responsables du caractère sucré de la brazzéine. La charge de la protéine joue aussi un rôle important dans l'interaction entre la protéine et les récepteurs gustatifs responsables de la saveur sucrée. En modifiant la brazzéine par l'ajout d'un acide glutamique, la pGlu-1-brazzéine obtenue possède un pouvoir sucrant deux fois supérieur à l'original F.M. Assadi-Porter, D.J. Aceti & J.L. Markley. Sweetness determinant sites of brazzein, a small, heat-stable, sweet-tasting protein. Arch. Biochem. Biophys. 376 (2), 259–65, 2000. . .
Propriétés physiques et chimiques Le point isoélectrique de la brazzéine est de 5,4 ; il est le plus bas de toutes les protéines sucrées.
Elle est stable pour dans une large gamme de pH allant de 2,5 à 8 Birch, Gordon Gerard. Ingredients Handbook - Sweeteners (Ingredients Handbook Series). Leatherhead Food Research Association, 2000. .
Elle est stable à la chaleur, et résiste à des températures élevées ( pendant 2 heures, 80 °C pendant 4 heures).
Elle est très soluble dans l'eau (plus de 50 mg/mL).
Polémique Bien que le fruit du Pentadiplandra brazzeanae'' soit connu en Afrique pour son goût sucré, l'Université du Wisconsin-Madisont a breveté l'utilisation de la brazzéine comme édulcorant . Cette appropriation par voie de brevet d'une substance biomédicale indigène sans compensation est considérée comme un acte de biopiraterie par deux organisations non-gouvernementales, GRAIN (Genetic Resources Action International) et Greenpeace .
Notes
Voir aussi Curculine Thaumatine Mabinline Pentadine Liste alphabétique d'édulcorants
Catégorie:Protéine Catégorie:Édulcorant