Information sur les aliments nouveaux de la protéine d’algues entière pour utilisation comme source alternative de protéines dans les aliments non normalisés

Santé Canada a informé TerraVia Holdings inc. qu’il ne s’oppose pas à la vente de protéine d’algues entière pour utilisation comme substitut de protéines dans les aliments non normalisés. Le Ministère a réalisé une évaluation approfondie de la protéine d’algues entière conformément à ses Lignes directrices sur l’évaluation de l’innocuité des aliments nouveaux.

Contexte:

Le texte qui suit résume l’avis remis par TerraVia Holdings Inc. à Santé Canada ainsi que l’évaluation que le Ministère en a faite. Il ne contient aucun renseignement commercial confidentiel.

1. Introduction

TerraVia Holdings inc. a mis au point la protéine d’algues entière (PAE) comme source alternative de protéines dans les aliments non normalisés.

La PAE est une poudre d’algue riche en protéines (≥ 60 %). Elle consiste en une biomasse séchée et moulue de la souche S106 de la microalgue Chlorella protothecoides. Les microalgues sont cultivées dans de grandes cuves de fermentation industrielles en utilisant des conditions qui augmentent leur teneur en protéines et permettent à TerraVia de maintenir des conditions salubres.

L’évaluation de l’innocuité de cette microalgue a été réalisée par la Direction des aliments dans le cadre de l’évaluation de la farine d’algues entière(FAE), un produit à teneur élevée en lipides, pour utilisation comme remplacement partiel de la crème, du lait, des œufs/jaunes d’œuf et/ou du beurre/shortening dans divers aliments. Lors de cette demande d’évaluation, la souche S106 de Chlorella protothecoides a été cultivée dans des conditions favorisant la synthèse des huiles.

L’évaluation de l’innocuité menée par les évaluateurs de la Direction des aliments a été réalisée conformément aux Lignes directrices sur l’évaluation de l’innocuité des aliments nouveauxde Santé Canada. Ces dernières sont fondées sur les démarches visant l’harmonisation avec les directives établies par d’autres autorités réglementaires et reflètent les documents d’orientation internationaux dans ce domaine. L’évaluation a pris en compte les éléments suivants : la mise au point de la PAE, ses antécédents d’utilisation, ses méthodes de fabrication et de transformation, ses utilisations projetées, sa composition nutritionnelle, l’information microbiologique et toxicologique à son sujet, la présence éventuelle d’allergènes dans le produit et l’estimation de sa consommation au sein de la population.

La Direction des aliments à la responsabilité, tel qu’imposé par la loi, des évaluations préalables à la mise en marché des aliments nouveaux et des ingrédients alimentaires nouveaux comme établi au titre 28 de la partie B du Règlement sur les aliments et drogues(Aliments nouveaux). L’information présentée sur les antécédents d’utilisation  comme aliments de la souche S106 de Chlorella protothecoides n’a pas permis de démontrer que cette espèce de microalgue présente un antécédent d’innocuité comme aliment. Par conséquent, la souche S106 de Chlorella protothecoides est considérée comme un aliment nouveau selon l’extrait suivant tiré de la définition d’un aliment nouveau :

• « a) substance, y compris un micro-organisme, qui ne présente pas d’antécédents d’innocuité comme aliment; »

2. Développement du produit

TerraVia a obtenu la souche  C. protothecoides S106 de l’Université du Texas, où une collection de cultures est préservée. Dans cette collection, cette souche est appelée UTEX 250. Initialement, elle a été obtenue auprès de la Scottish Association of Marine Science, où elle a été déposée au cours des années 1950 en tant qu’isolat de C. vulgaris. Ce dépôt initial a été prélevé en eaux douces aux Pays-Bas. D’autres dépôts de cette souche ont eu lieu en Allemagne et elle est aussi appelée C. protothecoides var. communis. C. protothecoides Krüger est un synonyme d’Auxenochlorella protothecoides(Krüger) Kalina & Puncochárová (famille Chlorellaceae) lequel est le nom actuellement admis en taxinomie. Toutes les souches de C. protothecoides préservées dans l’American Type Culture Collection (ATCC) sont conservées en conditions de biosécurité de niveau I. Cela indique que C. protothecoides n’est pas reconnu pour causer des  maladies chez les humains adultes.

C. protothecoides tolère des températures s’échelonnant de 28 à 34 °C, un pH acide (3,5 à 4,0) ainsi que des concentrations en sel allant de 3 à 4 %. Le requérant a souligné que C. protothecoides est la seule espèce connue pour déverdir en présence de glucose. Cela signifie que lorsqu’elle est cultivée dans un milieu riche en glucose et faible en azote, les chloroplastes qu’elle contient diminuent en nombre ou se trouvent éliminés. Il a aussi été démontré qu’en absence d’azote, cette espèce synthétise et emmagasine de l’huile.

La PAE est fabriquée à partir de la fermentation et de la récolte de cultures de C. protothecoides S106. Au départ, une culture pure isolée par clonage est utilisée pour préparer une banque de souches mère à partir de laquelle des ampoules de semences active sont préparées. Trois échantillons de la banque de semences mère et de chaque ampoule de semences active sont caractérisés au moyen du génotypage moléculaire afin de démontrer qu’ils sont identiques sur le plan génétique.

Pour réaliser un lot de fabrication, on décongèle d’abord une ampoule de semences active cryoconservées, dont le contenu est ensuite utilisé pour inoculer un flacon de culture. La culture résultante est alors transférée dans de plus grands flacons en milieu de phase exponentielle, puis dans les cuves de fermentation industrielles standards. Tout au long du processus de fermentation, le pH, la température, l’agitation et les taux d’aération sont contrôlés, et du glucose ainsi que des nutriments sont ajoutés. La production de protéines se trouve favorisée pendant la fermentation en veillant à ce que le glucose soit disponible comme source de carbone et que l’azote inorganique ne soit pas limité.

Après la fermentation, les cellules sont lavées afin de retirer les constituants solubles du milieu de culture, puis concentrées par centrifugation. Par la suite, les cellules séparées sont inactivées par pasteurisation (85 °C durant 1 minute). Après la concentration des cellules, le pH est ajusté près du point de neutralité (6,0 à 8,0) et des antioxydants de qualité alimentaire sont ajoutés. La biomasse, principalement constituée de cellules entières, est ensuite séchée, puis facultativement moulue (pour réduire la taille des particules s’il y a lieu) et emballée. Au besoin, des agents fluidifiants de qualité alimentaire sont ajoutés pour faciliter les étapes de séchage et d’emballage, mais actuellement cet ajout ne fait pas partie du processus habituel. Le produit final, AlgaViaMD Protein, est emballé en quantités de 15 ou de 25 kg dans un sac à l'effigie de la compagnie.

3. Exposition alimentaire

Afin de déterminer l’apport alimentaire estimé en PAE, le requérant s’est appuyé sur le What We Eat in America Continuing Survey of Food Intakes by Individuals 2009-2010 du département de l’Agriculture des États-Unis. Selon les utilisations proposées de la PAE dans les aliments, l’apport moyen et l’apport au 90e centile estimés, chez les consommateurs de ces produits seulement, seraient respectivement de 2,3 g/jour et de 5,5 g/jour par personne de tout âge (de 1 an à 70 ans et plus). L’apport le plus élevé a été observé chez les enfants de 1 à 2 ans avec des apports habituels moyens et au 90e centile de 94,85 mg/kg pc/jour et de 189,68 mg/kg pc/jour, respectivement.

La PAE est conçue pour servir de source alternative de protéines, tout comme la protéine de soya. Au sein de la population générale, on ne s’attend pas à ce que la PAE modifie la consommation globale de tout aliment auquel elle aurait été ajoutée.

4. Évaluation chimique

Le requérant a présenté des certificats d’analyse de trois lots distincts de PAE, lesquels indiquaient les spécifications ainsi que les teneurs en arsenic, en cadmium, en plomb, en mercure et en chrome. Les données sur les concentrations de chrome et de cobalt issues d’autres lots de production ont aussi été fournies. Ces concentrations ont servi à estimer l’exposition à ces contaminants découlant de l’utilisation de PAE comme ingrédient. L’estimation de l’exposition à ces contaminants découlant de l’utilisation de PAE a démontré un effet négligeable sur l’exposition naturelle à ces contaminants dans l’alimentation canadienne habituelle. L’ajout de PAE aux aliments spécifiés et à des niveaux d’utilisation proposés ne devrait pas augmenter de manière significative l’exposition alimentaire totale des Canadiens à ces oligo-éléments.

Bien que les algues du genre Chlorellane produisent pas de phycotoxines préoccupantes pour la santé humaine, le requérant a testé la PAE pour dépister 33 phycotoxines différentes. Aucune des phycotoxines n’a été détectée au-delà de leurs limites de détection respectives. En fonction de l’hypothèse prudente voulant que chaque phycotoxine ait été présente dans la PAE à sa limite de détection signalée, les niveaux d’utilisation proposés de PAE dans les aliments ne devraient pas constituer une préoccupation pour la santé humaine.

5. Évaluation microbiologique

C. protothecoides, synonyme de Auxenochlorella protothecoides, est faiblement apparenté aux membres du genre Chlorella dans le phylum des Chlorophyta. Des éléments de preuve fournis par le requérant indiquent que, bien qu’elle n’y soit apparentée que de loin, C. protothecoides est plus étroitement apparentée à la souche de C. vulgaris, la plus couramment utilisée des espèces de Chlorella, que certaines autres souches actuellement classées comme étant membres de l’espèce C. vulgaris. Cette souche, comme plusieurs autres, est toujours désignée comme C. protothecoides, et dans la littérature, C. protothecoides et A. protothecoides sont utilisées de manière interchangeable.  

Les espèces de Chlorella, incluant C. protothecoides, sont largement répandues dans l’eau douce et salée, dans la terre et dans l’air. Étant un organisme unicellulaire non mobile, les cultures axéniques de cette microalgue sont aisément établies et, en conditions optimales, la réplication tend à être rapide.

Dans le cadre de sa soumission, le requérant a souligné que bien qu’elles soient naturellement omniprésentes, les infections causées par les algues sont rares chez les humains et les autres animaux. Une revue de la littérature a été fournie et un seul cas d’infection opportuniste chez l’humain y a été recensé. L’infection en question a été provoquée par l’exposition d’une plaie chirurgicale à de l’eau de rivière et s’est manifestée sous forme de lésions localisées. Aucun événement d’infection causée par une ingestion chez l’humain n’a été signalé. En outre, comme la PAE est pasteurisée au moins une fois durant sa fabrication, inactivant ainsi C. protothecoides, on ne s’attend donc pas à ce qu’elle présente un danger de nature microbienne pour les consommateurs.

Les exigences permettant d’assurer l’innocuité microbienne du produit ont été fournies par le requérant. Ces exigences comprennent des tests pour le dénombrement total sur plaque, les coliformes, E. coli, Staphyloccoci, Salmonella, Pseudomonas aeruginosa, les levures et les moisissures. Tous les tests ont été réalisés en recourant aux méthodes de l’AOAC, de l’USP ou du FDA-BAM. Les certificats d’analyse de trois lots de production ont démontré la conformité avec ces exigences.

6. Évaluation nutritionnelle

Le requérant a fourni des données sur la composition nutritionnelle de la PAE, y compris les macronutriments, acides aminés, acides gras, vitamines et minéraux. Puisque la composition des espèces de Chlorella dépend de leurs conditions de développement pendant la fermentation, la composition de chacun des macronutriments contenus dans la PAE varie selon ces conditions. Cependant, la composition de la PAE de différents lots dont le requérant a fait état s’est toujours trouvée conforme aux normes fournies par le requérant. Les teneurs de la PAE en protéines, glucides, fibres et graisses totales sont respectivement de ≥ 60 %, 10 à 30 %, 5 à 25 % et 5 à 25 %.

Le produit en question se compose d’acides aminés, d’acides gras, de vitamines et de minéraux que l’on s’attend à voir consommés sur une base régulière dans l’alimentation typique des Canadiens et métabolisés par les voies physiologiques normales. 

Comme la PAE est ici proposée comme source de protéine alternative au soya et aux protéines d’origine animale, sa composition en acides aminés a été comparée à celle des œufs et du soya. La teneur en protéines de la PAE est plus élevée que celle des œufs et du soya, mais tous les acides aminés que l’on trouve dans la PAE sont également présents dans les œufs et le soya. La PAE possède une teneur élevée en acides aminés non essentiels comme l’acide glutamique et l’arginine ; cependant, ces acides aminés sont également présents à des teneurs élevées dans le soya lorsqu’on les compare sur la base du pourcentage des protéines totales. De plus, la PAE possède une teneur élevée en acides oléique et linoléique, avec une teneur typique pour chacun s’étalant de 30 à 35 % des gras totaux. Le contenu en acides gras de l’acide palmitique, de l’acide oléique, de l’acide linoléique et de l’acide alpha-linoléique représentent environ 93 % du contenu total en gras de la PAE. On ne s’attend pas à ce que les acides aminés et les acides gras contenus dans la PAE présentent une préoccupation nutritionnelle, puisqu’ils font déjà partie de l’alimentation typique des Canadiens.  

Selon les utilisations alimentaires proposées, l’apport moyen et l’apport au 90e centile estimés, chez les consommateurs de PAE seulement, seraient respectivement de 2,3 g/jour et de 5,5 g/jour par personne. Avec un apport quotidien au 90e centile pour tous les âges de 5,5 g/jour, la PAE fournirait environ 3,3 g de protéines, 1,4 g de matières grasses, 1,4 g de fibres et 1,7 g de glucides par jour en se basant sur la teneur la plus élevée observée en ces nutriments. En outre, la PAE ne serait pas une source importante de vitamines ou de minéraux à l’exception de la riboflavine, qui pourrait représenter environ 24,5 % de l’apport nutritionnel recommandé (ANR). Sur la base de l’exposition alimentaire, la PAE ne devrait pas nuire à l’exposition actuelle de la population canadienne aux protéines, matières grasses, fibres, glucides, vitamines et minéraux.

7. Évaluation toxicologique

La PAE est constituée d’un mélange de macronutriments, d’acides aminés, d’acides gras, de vitamines et de minéraux issu de la mouture de l’algue verte eucaryotique unicellulaire C. protothecoides (souche S106). La capacité du corps humain à digérer ces constituants devrait correspondre à son aptitude normale à digérer les nutriments de la plupart des aliments issus de matières végétales. 

La souche S106 de C. protothecoides ne produit aucune toxine algale connue (p. ex, intoxication par phycotoxine amnestique, diarrhéique et paralysante, intoxication neurotoxique par les mollusques et les toxines cyanobactériennes) tel que déterminé à l’aide de la chromatographie liquide à haute performance (CLHP) par fluorescence ou la détection par spectrométrie de masse.

Le phéophorbide A est un pigment végétal pouvant causer la dermatite photosensible (c.-à-d. une inflammation cutanée aggravée par l’exposition à la lumière) chez les gens qui consomment des produits de santé naturels contenant de la chlorelle à haute teneur en phéophorbide A. Les teneurs en phéophorbide A de la souche S106 de C. protothecoides se sont révélées inférieures à la limite de détection de la CLHP (limite de détection = 0,5 µg/g). Cette quantité est inférieure à la limite prescrite par le ministère de la Santé publique du Japon (1,2 mg/g, entrée en vigueur en 1981). Il a donc été conclu que la phototoxicité n’est pas considérée comme étant une préoccupation chez les gens qui consomment de la PAE.

Une étude de toxicité orale subchronique standard^{Footnote 1} de 90 jours a été réalisée sur des rats (10 animaux/sexe/groupe) qui ont reçu la PAE en concentrations alimentaires de 25 000, 50 000 ou 100 000 ppm (ce qui équivaut respectivement à 1177, 2416 et 4805 mg/kg pc/jour chez les mâles et à 1444, 2700 et 5518 mg/kg pc/jour chez les femelles). Les groupes témoins ont reçu une alimentation de base à teneurs en protéines et en lipides alimentaires semblables issus respectivement de caséine et de saindoux. Aucun effet statistiquement significatif lié au traitement n’a été observé dans la série de paramètres standards mesurés. La DSENO a été calculée à 4805 mg/kg pc/jour, soit à la dose la plus élevée mise à l’essai chez les mâles.

Sur la base de la littérature publiée en lien aux produits de Chlorella (Chlorella vulgaris,Chlorella pyrenoidosa, etc.) actuellement disponibles sur le marché à titre de produits de santé naturels, il est évident que certaines personnes peuvent éprouver initialement des troubles gastro-intestinaux (constipation, diarrhée légère, etc.) lors de la consommation en grandes quantités (p. ex., ≥ 1 g/jour pour les adultes), mais cela semble être un effet transitoire. Dans les aliments, la consommation excessive de PAE est considérée comme peu probable en raison de ses propriétés organoleptiques qui font qu’en grandes quantités, elle est indigeste et donc autolimitative.

Les jeunes enfants (âgés de 1 à 2 ans) sont les plus grands consommateurs d’aliments qui pourraient contenir de la PAE. Au 90e centile, les consommateurs composant cette sous-population pourraient être exposés à environ 190 mg PAE/kg pc/jour. Une marge d’exposition (ME) de 25 fois inférieure à la DSENO (la dose la plus élevée mise à l’essai chez les rats mâles) établie dans le cadre de l’étude de toxicité orale subchronique de 90 jours a été déterminée relativement à la PAE. Du point de vue de l’innocuité, cette marge d’exposition a été considérée comme suffisante.

Le requérant a mené un test épicutané fermé par applications répétées avec plus de 100 volontaires humains en utilisant la PAE comme substance d’essai. Dans les conditions établies pour ce test, la PAE n’a provoqué aucune sensibilisation par contact, et les auteurs ont conclu que la PAE n’est que peu susceptible d’avoir des effets allergéniques lorsqu’elle est consommée. Cependant, les évaluateurs de la Direction des aliments ne sont pas certains que le test épicutané fermé par applications répétées soit approprié pour prévoir l’allergénicité de la PAE consommée.

La farine d’algues entière, les huiles d’algues et plus récemment la PAE, tous dérivées de C. protothecoides S106, ont été approuvées aux États-Unis entre 2012 et 2014 pour divers emplois alimentaires. La population américaine consomme les protéines de C. protothecoides S106 dans un sous-ensemble de leurs alimentations depuis plus d’un an sans qu’aucune réaction allergique n’ait été signalée. Sur la base de ce court historique d’exposition, il n’existe aucune preuve que les produits dérivés de C. protothecoides produiraient des effets indésirables chez la population en général, les femmes enceintes ou les enfants.

Il n’existe aucun renseignement publié sur le caractère allergène de la microalgue Chlorella protothecoides lorsqu’elle est consommée à titre d’aliment. Sur la base de la littérature publiée en lien aux les produits de Chlorella (p. ex., Chlorella vulgaris,Chlorella pyrenoidosa, etc.) actuellement disponibles sur la marché à titre de produits de santé naturels, la microalgue Chlorella peut être considérée comme un allergène faible lorsqu’elle est ingérée, et peut produire des réactions cutanées chez les consommateurs qui y sont sensibles. La microalgue Chlorella n’est pas un allergène majeur et les réactions causées par la microalgue Chlorella cessent lorsque l’exposition est interrompue.

Conclusion :

L’examen  réalisé par Santé Canada en ce qui attrait aux données présentées pour appuyer l’utilisation alimentaire de la protéine d’algues entière comme source alternative de protéines dans les aliments non normalisés a permis de conclure que les produits alimentaires contenant de la PAE ne suscitent pas de préoccupation en matière d’innocuité. Toutefois, il relève de la responsabilité du fabricant, des vendeurs et des distributeurs de PAE de veiller à ce que leurs produits commercialisés soient en tout temps conformes à toutes les exigences légales et réglementaires.

Le présent document d’information sur les aliments nouveaux a été préparé pour résumer lʼavis sur le produit visé par la Direction des aliments, Direction générale des produits de santé et des aliments, Santé Canada. Cet avis est fondé sur lʼanalyse détaillée des renseignements fournis par le requérant, conformément aux Lignes directrices relatives à lʼévaluation de lʼinnocuité des aliments nouveaux.

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