Cachés derrière le bêta-carotène, 1200 caroténoïdes sont à exploiter

Le saumon doit sa couleur jaune aux caroténoïdes.

Article paru dans Formule verte n°26

Du violet au jaune, les caroténoïdes colorent les fruits et les légumes. Ils sont principalement utilisés comme pigments alimentaires, mais l’essor des alicaments et des compléments alimentaires multiplient leurs utilisations. Tête de pont de ce mouvement : le bêta-carotène. Protecteur du stress oxydant et précurseur de la vitamine A, ce caroténoïde est pour l’instant le plus connu. Il reste pourtant plus de 1 200 molécules de la même famille à mettre en valeur.

Pour le grand public, les caroténoïdes riment avec cosmétique et alicaments. Les laboratoires communiquent énormément sur ces molécules aux vertus « anti-oxydantes » et sources de vitamine A. Pourtant, la principale utilisation des 1 300 tonnes produites chaque année reste les colorants alimentaires, les E161. Plus des deux tiers de la production mondiale sont issus du raffinage du pétrole. En valorisant ainsi un coproduit, l’industrie du pétrole propose des prix imbattables, mais limite le choix des molécules aux chaînes d’une quarantaine de carbones, comme le lycopène ou le bêta-carotène. Un frein qui pourrait faire le jeu de la chimie biosourcée. Les chaînes carbonées des caroténoïdes sont en fait des enchaînements alternant une double liaison puis une simple liaison et cette structure est omniprésente dans les pigments du règne végétal… et animal. C’est leur consommation qui donne les couleurs orangées des rouges-gorges ou des mésanges, par exemple. Ils sont synthétisés par toutes les algues, toutes les plantes, de nombreux champignons et bactéries mais aussi, et c’est une exception, par le puceron.
Pour les végétaux, les caroténoïdes apportent des pigments par un système parallèle à la photosynthèse. « Tous les organismes qui utilisent la photosynthèse contiennent également des caroténoïdes », explique Bruno Robert, président de la société internationale des caroténoïdes et chercheur du Commissariat à l’énergie atomique. « La pigmentation orangée vient en fait de l’alternance entre doubles et simples liaisons de la chaîne carbonée. Plus il y en a et plus les pigments vont vers le jaune. » Et les plantes ne s’amusent pas à porter ces robes variant du violet au jaune pour le plaisir. « Si l’évolution a sélectionné ces molécules, c’est pour dissiper l’énergie excédentaire », précise le chercheur qui a publié une étude sur le sujet dans Nature, en 2007. « Les plantes sont idéalement programmées pour fonctionner avec un minimum d’énergie solaire. L’été, elles reçoivent trop d’énergie et elles synthétisent alors ces longues molécules pour l’éliminer. »
Malgré la richesse de ces 1 200 caroténoïdes, peu d’entre eux sont utilisés spécifiquement (voir encadré). La liste est courte, mais la société internationale des caroténoïdes entend y remédier. Fondé il y a tout juste vingt ans, l’organisme crée des ponts entre industriels et chercheurs. Objectif avoué du président Bruno Robert : permettre aux chercheurs de se fournir au meilleur prix. « Nous travaillons sur des produits à faible tonnage et à hautes valeurs ajoutées », explicite le chercheur. « L’astaxanthine, par exemple, n’est produite qu’à hauteur de trois tonnes chaque année. »
Cette production de niche permet une multiplication de nouveaux moyens de production. Face au pétrole, émergent plusieurs chimies : verte (végétal), bleue (marine) mais également blanche (micro-organisme).

Deinove, un spécialiste de chimie blanche
Spécialiste de cette chimie blanche, l’entreprise Deinove a annoncé qu’elle développait des concepts de production de caroténoïdes à partir de bactéries, notamment de Deinococus geothermalis. Selon Emmanuel Petiot, directeur général de l’entreprise, deux licences de concept seront commercialisées en 2018. « Nous avons sélectionné ces bactéries par irradiations successives de rayons X : les bactéries qui survivent sont celles qui ont appris à se défendre en synthétisant plus de pigment rouge pour se protéger des rayons », précise le directeur. « Nous sommes maintenant rentrés dans un processus de validation de nos organismes génétiquement modifiés auprès de la Food & Drug Administration. »
Du côté des algues, les productions sont déjà plus importantes et d’ores et déjà industrialisées. La plus grosse production de caroténoïdes vient des lagunes salines australiennes. « Elles font plusieurs centaines d’hectares et BASF les utilisent pour produire du bêta-carotène à partir d’algues brunes, les Dunaliella Salina. Ce sont ces mêmes algues qui colorent les marais salants », précise le directeur de AlgoSources. Plus proches de nos latitudes, sur les côtes bretonnes, deux manières de conjuguer algues et caroténoïdes se côtoient. Du côté des algues, la multinationale Olmix vient de lancer une gamme de compléments alimentaires à base de goémon. Le but n’est pas d’extraire tel ou tel carotène mais plutôt de valoriser l’ensemble de la plante marine sous forme de poudre. Du côté des micro-algues en revanche, les ingénieurs visent les molécules à haute valeur ajoutée. Pour Jean-Michel Pommet, la finalité est plus ambitieuse. « Nous visons l’écologie industrielle : l’utilisation des effluents de l’industrie pour alimenter nos réacteurs à micro-algues aurait un très bon impact carbone ». L’idée étant de produire des caroténoïdes utilisés par l’industrie qui alimentent les réacteurs. De l’astaxanthine près des piscicultures et de la lutéine cogénérée par des fermes de volailles, le concept est séduisant, mais reste encore un projet. « C’est un marché émergent qui reste marginal face aux caroténoïdes de la chimie verte. Une commande de 100 kg, c’est déjà énorme », tempère Jean-Michel Pommet. « Mais les micro-algues ont plusieurs avantages : elles sont des millions de fois moins encombrantes qu’un champ et elles peuvent consommer le CO2 à la sortie d’une usine. » Des profits qui sont justement très intéressants pour les deux plus gros clients du secteur, les industries cosmétique et agro-alimentaire.
BAPTISTE CESSIEUX

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