Information sur les aliments nouveaux - Levure de boulangerie réduisant la teneur en acrylamide

Santé Canada a informé Renaissance BioScience Corporation qu'il ne s'oppose pas à l'utilisation alimentaire de la levure de boulangerie RBSC AR réduisant la teneur en acrylamide. Le Ministère a réalisé une évaluation approfondie de cette levure de boulangerie conformément à ses Lignes directrices sur l'évaluation de l'innocuité des aliments nouveaux. Ces lignes directrices sont fondées sur les principes acceptés à l'échelle internationale pour établir l'innocuité des aliments comportant des caractères nouveaux.

Contexte :

Le texte qui suit résume l'avis remis par Renaissance BioScience Corporation ainsi que l'évaluation qu'en a faite Santé Canada. Il ne contient aucun renseignement commercial confidentiel.

1. Introduction

Renaissance BioScience Corporation a élaboré la levure RBSC AR de façon à ce qu'elle métabolise l'asparagine (un précurseur de l'acrylamide) contenue dans les aliments, ce qui réduit la teneur en acrylamide des aliments. Cette souche de Saccharomyces cerevisiae a été mise au point par évolution adaptative afin d'exprimer de manière constitutive un gène ASP3 natif qui code l'Asparaginase II.

L'évaluation de l'innocuité, dont les scientifiques de la Direction des aliments se sont chargés, a été réalisée conformément aux Lignes directrices sur l'évaluation de l'innocuité des aliments nouveaux de Santé Canada. Ces Lignes directrices sont fondées sur les travaux d'autres autorités réglementaires et sont harmonisées avec d'autres documents d'orientation internationaux dans ce domaine (p. ex., le Codex Alimentarius). L'évaluation a porté sur la façon dont la levure RBSC AR a été mise au point, sur la comparaison entre sa composition et sa qualité nutritionnelle et celles des variétés non modifiées, ainsi que sur sa toxicité et son allergénicité potentielles. Renaissance BioScience Corporation a produit des données démontrant que la levure RBSC AR est tout aussi sécuritaire que les variétés de levure traditionnelles utilisées dans les aliments au Canada et que sa qualité nutritionnelle est la même.

La responsabilité légales des évaluations préalables à la mise en marché des aliments nouveaux et des ingrédients alimentaires nouveaux imposée par la loi incombe à la Direction des aliments comme établi à la partie B du titre 28 du Règlement sur les aliments et drogues (Aliments nouveaux). Les aliments dérivés de la levure RBSC AR ou qui en contiennent sont considérés comme des aliments nouveaux selon le passage suivant de la définition d'un aliment nouveau: « c) aliment dérivé d'un végétal, d'un animal ou d'un micro-organisme qui, ayant été modifié génétiquement, selon le cas,

(iii) présente un ou plusieurs caractères qui ne se trouvent plus dans les limites prévues pour ce végétal, cet animal ou ce micro-organisme. »

2. Mise au point du micro-organisme modifié

Le requérant a fourni des renseignements décrivant les méthodes employées pour mettre au point la levure RBSC AR, ainsi que les données qui caractérisent la modification entraînant l'expression accrue du gène ASP3 donnant lieu à la dégradation de l'asparagine dans des conditions autrement répressives.

La levure RBSC AR a été mise au point grâce à une méthodologie d'évolution adaptative qui consiste en des adaptations successives ou itératives d'un organisme issu d'environnements et/ou de conditions de croissance nouveaux. Le processus comprend l'introduction de mutations aléatoires, suivies par la caractérisation d'un grand nombre de variants et la sélection des individus montrant des caractères souhaitables. Cette stratégie utilisée pour la levure RBSC AR impliquait la sélection d'une souche de levure de boulangerie commerciale sur des milieux de cultures contenant de la D-asparagine et de la méthylamine avec traitements de lumière ultraviolette (UV) entre les sélections. Cette stratégie augmente lentement la pression de sélection au fil du temps afin de bâtir une diversité génétique permettant la pleine expression du gène ASP3.

3. Caractérisation du micro-organisme modifié

La souche de levure hôte est une souche industrielle domestiquée de la levure à pain S. cerevisiae, qui est largement utilisée dans l'industrie boulangère. S. cerevisiae est un organisme commensal que l'on trouve sur nos corps et dans l'air que nous respirons, et qui se développe naturellement sur de nombreux aliments régulièrement consommés. Nous possédons une bonne compréhension de la levure, étant donné qu'il s'agit d'un organisme modèle pour la recherche scientifique dans de nombreuses disciplines. Bien que la levure soit généralement non pathogène, elle peut causer des infections chez les personnes immunodéficientes. La levure de boulangerie commerciale est largement utilisée dans l'industrie boulangère et dans celle des aliments à grignoter à cause de sa capacité à faire fermenter la pâte, occasionnant ainsi le levage et le conditionnement de la pâte. La levure de boulangerie commerciale est normalement produite par croissance sur des mélasses de canne ou de betterave en milieu fortement aérobie.

La levure de boulangerie traditionnelle (de type sauvage) est capable de dégrader l'asparagine afin de l'utiliser comme source d'azote pour sa croissance. Cependant, cette capacité est uniquement activée lorsque la levure est privée d'autres sources d'azote telles que l'ammoniac, le glutamate et la glutamine. Les gènes responsables de la dégradation de l'asparagine sont ASP1 et ASP3, qui codent respectivement l'Asparaginase I intracellulaire et l'Asparaginase II associée aux parois extracellulaires. ASP3 se trouve sur un locus en répétition en tandem quadruple, mais ne s'exprime généralement pas de manière constitutive.

L'application de l'évolution adaptative au développement de la levure RBSC AR était un processus par étapes. La souche parentale de la levure de boulangerie commerciale a fait l'objet de repiquage continu en présence d'un milieu de culture contenant de la D-asparagine comme unique source d'azote. Ce processus a commencé avec un repiquage de la souche de type sauvage en un milieu minimal dans lequel le type sauvage présentait une croissance très lente avec comme résultat des cellules présentant des mutations naturelles et une expression plus élevée du gène ASP3 afin d'obtenir un avantage sélectif. Ces cellules de levure ont ensuite été soumises à une mutagenèse par UV une fois par semaine pendant un certain temps, jusqu'à ce que le taux de croissance des cellules atteigne celui des cellules cultivées dans des milieux non sélectifs ou riches. Parvenue à ce stade de développement, la sous-culture a ensuite évolué de manière continue dans un milieu sélectif contenant maintenant de la méthylamine et soumise à une mutagenèse par UV une fois par semaine jusqu'à ce que le taux de croissance des cellules en présence de méthylamine atteigne celui des cellules en l'absence de méthylamine. Les colonies individuelles ont été cultivées dans des milieux sélectifs contenant de la méthylamine. Les colonies ont été sélectionnées pour leur capacité à dégrader la L-asparagine dans des conditions non induites. Les concentrations finales de D-asparagine et de méthylamine utilisées lors du développement ont été augmentées progressivement à chaque étape afin de fournir les conditions sélectives nécessaires pour assurer la pleine dérépression d'ASP3 et pour empêcher la croissance des levures non adaptées.

4. Informations sur le produit

Une fois l'évolution adaptative réalisée, une série de tests ont été effectués afin de caractériser la levure RBSC AR en relation avec sa souche parentale. L'identité de la levure RBSC AR a été confirmée comme appartenant à l'espèce S. cerevisiae en utilisant l'identification génétique pour comparer l'ADN ribosomal (ADNr) de la levure RBSC AR à celui de la levure de boulangerie traditionnelle. Les régions 25S et 18S et la région de l'espaceur interne transcrit de la souche de levure de boulangerie parentale et de la souche de levure RBSC AR correspondaient au génome de référence S288C S. cerevisiae.

Le PCR à empreinte génétique de type inter delta a été utilisée pour comparer les séquences d'ADN à longue répétition terminale appelées éléments delta entre la levure RBSC AR et la souche parentale. On a observé un nombre, une granulométrie et une intensité relative des bandes identiques entre la souche de levure parentale et la souche AR.

Un indice de profil phénotypique (API) qui utilise la présence ou l'absence de croissance sur 20 différentes sources de carbone pour différencier les espèces a été utilisé. Les profils API de la levure de boulangerie parentale, de la levure RBSC AR et d'une souche de référence S. cerevisiae correspondaient.

Le taux de croissance de la levure RBSC AR a été comparé à celui de la souche parentale de levure de boulangerie industrielle, et aucune différence n'a été relevée.

L'Asparaginase II est une asparaginase associée à la paroi cellulaire. La levure de boulangerie traditionnelle n'est capable de dégrader l'asparagine pour l'utiliser comme source d'azote que lorsqu'elle est privée d'autres sources d'azote telles que l'ammoniac, le glutamate et la glutamine. La levure comprend deux gènes responsables de la dégradation de l'asparagine : ASP1 et ASP3. ASP1 est reconnu pour agir de manière intracellulaire et ASP3 agit de manière extracellulaire sur le milieu de croissance environnant compte tenu de son emplacement dans la paroi cellulaire. La présence d'Asparaginase II extracellulaire n'est généralement pas très forte en raison de la répression catabolique de l'azote qui pousse la levure à sélectionner les sources d'azote par ordre de priorité. La levure de boulangerie traditionnelle n'est donc pas capable de décomposer l'asparagine au point d'abaisser les niveaux d'acrylamide dans les aliments. La levure RBSC AR est capable de dégrader l'asparagine de manière constitutive indépendamment des conditions de croissance.

L'évaluation de la levure RBSC AR n'a soulevé aucune préoccupation spécifique concernant sa méthode d'élaboration, et il est très peu probable que la levure diffère de la souche parentale dans tout autre aspect que l'expression d'ASP3.

5. Exposition alimentaire

La levure RBSC AR est destinée à être utilisée comme remplacement de la levure traditionnelle dans les aliments cuits. Le niveau d'utilisation proposé est comparable à celui de la levure de boulangerie traditionnelle dans le pain et les aliments à grignoter levés (5000-50 000 ppm d'aliments). La levure de boulangerie RBSC AR ne devrait pas modifier la consommation globale de ces aliments chez les consommateurs.

6. Nutrition

Le requérant a fourni l'analyse des éléments nutritifs de pains produits avec la levure RBSC AR et avec la levure de boulangerie traditionnelle afin de valider les affirmations d'équivalence nutritionnelle. Le résultat de cette analyse devrait être représentatif et suffisant parvenir à des conclusions concernant d'autres aliments dans lesquels la levure RBSC AR sera incorporée ou utilisée comme agent technologique transitoire.

Dans l'analyse des vitamines, des minéraux et des macronutriments, aucune différence statistiquement significative n'a été observée entre les pains cuits avec la levure traditionnelle et la levure RBSC AR pour tous les éléments nutritifs analysés, à l'exception du maltose. Cela ne devrait pas constituer une préoccupation du point de vue nutritionnel, étant donné que le niveau total de glucides ne diffère pas de manière significative, ce qui comprendrait les mesures de maltose.

Les niveaux de plusieurs nutriments n'ont pas été analysés, incluant certains pour lesquels la levure peut être considérée comme une source, notamment le potassium, l'acide folique, la niacine, la riboflavine, la thiamine, l'acide pantothénique et le phosphore. Toutefois, le requérant a indiqué que l'industrie accepte les spécifications de produit destinées au contrôle de la qualité pour la levure de boulangerie, telles que publiées par la Confédération des fabricants de levure de l'Union européenne, seront respectées pour chaque lot de levure RBSC AR produit. Cette norme comprend des spécifications visant le potassium, l'acide folique, la niacine, la riboflavine et la thiamine. Selon le Fichier canadien sur les éléments nutritifs, la levure actuellement vendue au Canada contient des teneurs en ces nutriments qui se situent dans les intervalles spécifiées dans cette norme. En conséquence, il ne faut pas s'attendre à ce qu'il y ait une différence significative entre les niveaux de nutriments de la levure RBSC AR et ceux de la levure traditionnelle; cet aspect ne devrait donc présenter aucune préoccupation relative à la sécurité alimentaire.

Le phosphore et l'acide pantothénique n'ont pas été analysés dans le cadre de l'analyse des éléments nutritifs, et ne sont donc pas inclus dans cette norme; par conséquent, le requérant a fourni des données supplémentaires indiquant les niveaux de ces nutriments dans la levure RBSC AR et dans la levure traditionnelle. On a observé que la levure RBSC AR contenait 490 mg de plus de phosphore par 100 g que la levure traditionnelle. Sur la base de l'évaluation de l'exposition fournie par le requérant, cela pourrait entraîner un apport supplémentaire en phosphore de 50 à 120 mg (5 à 11 % VQ) par jour au 97,5e centile de consommation de levure. Il est peu probable que cela représente un problème de sécurité alimentaire, étant donné que les apports élevés en phosphore ne s'approchent pas de l'apport maximal tolérable pour tous les groupes d'âge au Canada. Le taux d'acide pantothénique s'est révélé inférieur de 8 mg par 100 g dans la levure RBSC AR par rapport à la levure traditionnelle, ce qui pourrait donner lieu à une diminution de 0,81 à 1,97 mg (12 à 28 % VQ) d'acide pantothénique par jour au 97,5e centile de consommation de levure. Cependant, la carence en acide pantothénique est rare et n'a été observée que chez des individus qui avaient adopté une diète dépourvue d'acide pantothénique ou à qui l'on avait donné un antagoniste métabolique de l'acide pantothénique, tel que rapporté par l'Institute of Medicine. En outre, une grande variété d'aliments autres que la levure sont censés être d'importantes sources d'acide pantothénique, y compris le poulet, le bœuf, les pommes de terre, les céréales d'avoine, les produits à base de tomates, le jaune d'œuf, le brocoli et les grains entiers. Il est donc peu probable que le taux plus bas d'acide pantothénique de la levure RBSC AR présente un problème de sécurité alimentaire.

Dans l'analyse des acides aminés, aucune différence statistiquement significative n'a été observée entre les pains cuits avec la levure traditionnelle ou avec la levure RBSC AR en ce qui concerne l'histidine, la glycine, la cystéine, la lysine, la méthionine et le tryptophane. Dans le pain cuit avec la levure RBSC AR, le taux d'asparagine s'est avéré significativement plus bas et celui de l'acide aspartique significativement plus élevé. Toutefois, ces différences étaient prévues, puisque la levure RBSC AR a été mise au point dans le but de convertir la L-asparagine en acide L-aspartique.

Les niveaux de serine, d'arginine, d'acide glutamique, de glutamine, de thréonine, d'alanine, de proline, de tyrosine, de valine, d'isoleucine, de leucine et de phénylalanine étaient également sensiblement différents dans le pain cuit avec la levure RBSC AR par rapport à la levure traditionnelle. Toutefois, pour ces acides aminés, l'ampleur de la différence dans 100 g de pain préparé avec de la levure RBSC AR est très faible et ne devrait présenter aucune préoccupation relative à la salubrité alimentaire. En outre, le niveau d'ammoniac s'est avéré significativement plus faible dans le pain cuit avec de la levure RBSC AR par rapport à la levure traditionnelle. Cependant, il n'existe pas de taux alimentaire requis pour l'ammoniac ; par conséquent, cela ne devrait pas constituer une préoccupation de salubrité alimentaire.

En outre, l'activité phytase de la levure RBSC AR a été comparée à celle de la souche de levure parentale traditionnelle, mais aussi à un certain nombre d'autres souches commerciales de levure de boulangerie. Les données communiquées par le requérant ont montré que la levure RBSC AR présentait des niveaux comparables d'activité phytase - telle que déterminée par croissance sur milieu d'acide phytique - par rapport à la levure parentale traditionnelle, ainsi qu'aux souches de levure de boulangerie commerciale. En conséquence, il est peu probable que l'activité phytase dans la levure RBSC AR diffère significativement de celle de la levure traditionnelle, et elle n'est donc pas susceptible d'affecter la biodisponibilité des minéraux dans les aliments auxquels la levure RBSC AR est ajoutée.

L'acrylamide a des effets indésirables connus. Le requérant a démontré que le fait d'ajouter ou d'appliquer la levure RBSC AR aux aliments avant le chauffage ou la cuisson réduisait la teneur en acrylamide des aliments en convertissant la L-asparagine, le précurseur de l'acrylamide, en acide L-aspartique grâce à l'enzyme Asparaginase II exprimée dans la levure RBSC AR. En outre, les données probantes suggèrent que les produits alternatifs de la réaction de Maillard produits à partir de l'acide aspartique sont peu susceptibles de constituer un problème de salubrité.

La levure RBSC AR présente une composition similaire à celle des levures de boulangerie traditionnelles, et aucun problème d'innocuité nutritionnelle n'a été identifié.

7. Toxicologie

La levure de boulangerie RBSC AR s'est avérée généralement équivalente à la levure de boulangerie traditionnelle et s'est également avérée ne pas être une source de toxines. Sur cette base, la levure de boulangerie RBSC AR est considérée comme un microbe sans danger pour l'alimentation d'un point de vue toxicologique.

L'Asparaginase II peut être exprimée à de faibles concentrations dans la levure de boulangerie dans les conditions de fabrication des aliments. Les consommateurs ont un historique de taux d'exposition faible par voie orale à l'Asparaginase II, sans effet négatif apparent.

L'Asparaginase II est une enzyme qui s'exprime naturellement dans la levure de boulangerie dans certaines conditions. Elle partage une identité de séquence de 50 % avec l'Asparaginase I et d'environ 43 à 46 % avec les asparaginases d'autres micro-organismes de qualité alimentaire couramment consommés. Toutes les asparaginases partagent des groupes fonctionnels communs qui sont nécessaires à leur activité enzymatique spécifique ; l'Asparaginase II se compose de quelques séquences d'acides aminés divergentes par rapport aux autres asparaginases solubles en raison de ses domaines hydrophobes qui lui permettent de s'intégrer dans la membrane plasmique.

La séquence d'acides aminés de la protéine d'Asparaginase II a été comparée aux séquences des toxines et aux éléments antinutritionnels connus extraits de la base de données MvirDB (29 576 séquences de toxines). Aucune correspondance significative n'a été trouvée entre l'Asparaginase II et les toxines figurant dans ces bases de données. La conclusion qui en émerge est que l'Asparaginase II ne partage pas de similarité de séquence significative avec les toxines connues.

D'après ce qui précède, la levure de boulangerie RBSC AR ne devrait présenter aucune préoccupation d'innocuité toxicologique pour les consommateurs.

8. Allergénicité

La séquence en acides aminés de l'Asparaginase II a été comparée avec les séquences d'allergènes connus extraites de la base de données AllergenOnline (1956). L'Asparaginase II ne partage avec aucun allergène connu une identité en acides aminés ≥ 35 % dans un segment de 80 acides aminés. De plus, l'analyse de segment de huit acides aminés a montré que l'Asparaginase II ne partage de similarité de séquence avec aucun épitope appartenant à un allergène. Selon les résultats de l'analyse bio-informatique, il a été conclu que l'Asparaginase II ne correspond à aucun allergène humain connu.

La levure de boulangerie RBSC AR est censée être utilisé dans les aliments où il est avantageux de réduire la production d'acrylamide, comme les produits de boulangerie pour lesquels la cuisson à haute température dépasse 120 °C. Le requérant a fourni des données indiquant que l'Asparaginase II de la levure RBSC AR cesse d'être active aux températures supérieures à 85 °C. Par conséquent, tout comme les autres asparaginases, l'Asparaginase II est dénaturée et potentiellement dégradée dans les aliments consommés, et ne devrait donc pas causer de réaction allergique.

La protéine Asparaginase II était techniquement difficile à purifier et il n'a pas été possible d'en produire en quantité suffisante pour effectuer un test de digestion avec la protéine purifiée. Au lieu de cela, des données expérimentales ont été fournies pour montrer que les extraits totaux de protéines de la levure de boulangerie RBSC AR produisent les mêmes profils de marquage de protéine que ceux des protéines totales d'une levure de boulangerie témoin après exposition à du liquide gastrique simulé et à du liquide intestinal simulé. Les résultats de l'étude suggèrent que les protéines contenues dans la levure de boulangerie RBSC AR seront généralement digérées dans l'estomac et dans l'intestin de façon semblable aux autres levures de boulangerie. On s'attend à ce que la levure de boulangerie RBSC AR ne soit pas plus allergène que la levure de boulangerie traditionnelle.

La plupart des réactions à la levure de boulangerie sont signalées suite à l'inhalation de la levure. Une allergie à la levure de boulangerie suite à l'exposition par voie orale est un événement rare dans la population générale, et les personnes qui sont allergiques peuvent expérimenter de l'asthme et de l'urticaire généralisés après avoir consommé de la levure de boulangerie. On ne s'attend pas à ce que la levure de boulangerie RBSC AR présente un niveau de risque nouveau.

D'après les données disponibles, la levure de boulangerie RBSC AR est considérée comme tout aussi sécuritaire que la levure de boulangerie traditionnelle actuellement disponible sur le marché canadien et ne devrait pas s'avérer plus préoccupante quant à son allergénicité lorsqu'elle est consommée.

9. Microbiologie

La levure RBSC AR sera produite en vertu des bonnes pratiques de fabrication actuelles, à partir de matériaux de base appropriés et de qualité alimentaire. Les lots commerciaux de levure RBSC AR respecteront toutes les normes de fabrication standards industriellement acceptées pour les aliments visant la levure de boulangerie, y compris, mais sans s'y limiter, le nombre de cellules, la viabilité, la contamination microbienne et la présence de métaux lourds. Le contrôle de la qualité et les spécifications visant les produits microbiens acceptés par l'industrie pour la levure de boulangerie seront respectés pour chaque lot de levure RBSC AR produit.

Aucun composé antimicrobien n'a été identifié chez S. cerevisiae, outre la production d'éthanol pendant la fermentation. Cette activité nécessite des cellules de levures vivantes en fermentation active pour produire de l'éthanol. La levure RBSC AR se limitera à la levure tuée par la chaleur dans les aliments cuits, de sorte qu'il ne devrait y avoir aucune possibilité raisonnable de production d'éthanol ou d'activité antimicrobienne.

Conclusion :

L'examen qu'a réalisé Santé Canada de l'information présentée à l'appui de l'utilisation alimentaire de la levure RBSC AR ne suscite pas de préoccupations sur le plan de l'innocuité. Santé Canada est d'avis que les aliments contenant la levure RBSC AR ou dérivés de celle-ci sont tous aussi sécuritaires et nutritifs que les aliments préparés avec les variétés de levure de boulangerie actuellement sur le marché.

Le présent document d'information sur les aliments nouveaux a été préparé pour résumer l'avis sur le produit fourni par la Direction des aliments, Direction générale des produits de santé et des aliments, Santé Canada. Cet avis est fondé sur l'analyse détaillée des renseignements fournis par le requérant, conformément aux Lignes directrices relatives à l'évaluation de l'innocuité des aliments nouveaux.

Pour obtenir plus de renseignements, veuillez communiquer avec :

Section des aliments nouveaux
Direction des aliments
Direction générale des produits de santé et des aliments
Santé Canada, IA 2204A1
251, promenade Sir Frederick Banting
Ottawa (Ontario) K1A 0K9
novelfoods-alimentsnouveaux@hc-sc.gc.ca