E1105 – LYSOZYME

Numéro CAS : 9001-63-2 
Synonymes : Lysozyme, E1105, muramidase, N-acétylmuramide glycanhydrolase, lysozyme de blanc d’œuf de poule (HEWL), L-zyme, Neutrapharm, Lysobac, chlorhydrate de lysozyme
Propriétés physiques : Poudre cristalline blanche à blanc cassé ou poudre lyophilisée. Soluble dans l’eau (généralement 1 à 10 % p/v selon la pureté et le pH) ; insoluble dans les solvants organiques. Masse moléculaire d’environ 14 300 daltons (14,3 kDa) pour le lysozyme de blanc d’œuf de poule. Point isoélectrique pI ≈ 11,0 (fortement cationique en milieu neutre et acide). pH optimal pour l’activité enzymatique : 4,5 à 6,5. Température optimale : 35 à 45 °C (thermolabile ; se dénature au-dessus de 70 °C). Activité spécifique : typiquement 20 000 à 40 000 unités/mg (une unité est définie comme une diminution d’absorbance à 450 nm de 0,001 par minute avec le substrat Micrococcus lysodeikticus). Stable sous forme sèche (plusieurs années à 4 °C). en solution, stable à faible pH (3–5) mais se dénature à pH neutre/alcalin ou à haute température.
Applications : Conservateur alimentaire (E1105) dans les fromages (notamment les fromages à pâte mi-dure et dure comme le Gouda, l’Edam, l’Emmental, le Grana Padano, le Parmigiano-Reggiano et le Provolone) pour prévenir le gonflement tardif causé par Clostridium tyrobutyricum et d’autres spores de Clostridium. Vin et bière (inhibe les bactéries lactiques et certaines levures d’altération ; utilisé dans la production de vins effervescents pour prévenir la refermentation et dans la bière pour contrôler Pediococcus et Lactobacillus). Produits de la mer (produits frais et légèrement conservés comme les crevettes, le crabe et le surimi pour inhiber Listeria monocytogenes et d’autres pathogènes Gram-positifs). Produits carnés (saucisses fraîches et cuites, charcuterie et volailles marinées). Produits pharmaceutiques (traitement des mucites buccales, des parodontites, des aphtes et comme conservateur dans les solutions ophtalmiques). Cosmétiques (conservateur dans les collyres, les solutions d'entretien pour lentilles de contact, les crèmes pour la peau et les dentifrices pour ses propriétés antimicrobiennes et anti-inflammatoires). Médical (composant des pansements cicatrisants, traitement des ulcères buccaux induits par la chimiothérapie et comme antibiotique naturel). Biotechnologie (tampon de lyse cellulaire pour les bactéries Gram-positives lors de l'extraction d'ADN/ARN ; étalon enzymatique dans les analyses).
Description : 
Le lysozyme (E1105) est une enzyme antimicrobienne naturelle qui hydrolyse la couche de peptidoglycane des parois cellulaires bactériennes, entraînant la lyse cellulaire. La source la plus importante sur le plan commercial est le blanc d'œuf de poule (HEWL – lysozyme de blanc d'œuf de poule), où il représente environ 3,5 % des protéines, ce qui en fait la deuxième protéine la plus abondante après l'ovalbumine. On trouve également du lysozyme dans les larmes, la salive, le lait et le mucus humains, où il intervient comme composant du système immunitaire inné, offrant une protection contre les infections bactériennes. Cette enzyme a été découverte par Alexander Fleming (le même scientifique qui a découvert plus tard la pénicilline) en 1921, lorsqu'il a constaté que son propre mucus nasal possédait des propriétés bactéricides dues à la présence de lysozyme.
Le mécanisme d'action du lysozyme est bien caractérisé au niveau moléculaire. Le lysozyme est une glycoside hydrolase qui clive spécifiquement les liaisons glycosidiques β-(1,4) entre l'acide N-acétylmuramique (NAM) et la N-acétylglucosamine (NAG) dans la couche de peptidoglycane des parois cellulaires bactériennes. Le peptidoglycane est un polymère rigide, en forme de réseau, qui entoure la membrane cellulaire bactérienne et assure son intégrité structurale. Lorsque le lysozyme hydrolyse ces liaisons, la structure du peptidoglycane s'affaiblit et la pression osmotique interne de la cellule bactérienne (qui peut atteindre 5 à 20 atmosphères) provoque son gonflement et sa lyse. Le site actif du lysozyme contient deux résidus d'acides aminés clés, l'acide glutamique 35 (Glu35) et l'acide aspartique 52 (Asp52), qui agissent comme une paire catalytique (mécanisme acide-base générale) pour cliver la liaison glycosidique. Le lysozyme est particulièrement efficace contre les bactéries Gram-positives, dont la paroi cellulaire est composée majoritairement de peptidoglycane (40 à 90 % de la masse de la paroi) et est directement exposée au milieu extérieur. En revanche, les bactéries Gram-négatives (telles qu'Escherichia coli, Salmonella et Pseudomonas) possèdent une membrane externe supplémentaire composée de lipopolysaccharide (LPS) et de phospholipides, qui protège la couche de peptidoglycane du lysozyme. Cependant, le lysozyme peut être efficace contre les bactéries Gram-négatives lorsqu'il est combiné à des perméabilisants de la membrane externe tels que l'EDTA (acide éthylènediaminetétraacétique) ou lorsque les bactéries sont soumises à d'autres facteurs de stress tels qu'une chaleur modérée, une pression élevée ou un pH faible.
Dans l'industrie agroalimentaire, le lysozyme (E1105) est principalement utilisé comme conservateur dans la production de fromages. Les fromages à pâte mi-dure et dure, tels que le Gouda, l'Edam, l'Emmental, le Grana Padano et le Parmigiano-Reggiano, sont sensibles à un défaut d'altération appelé « gonflement tardif », causé par la germination de Clostridium tyrobutyricum et d'autres spores de Clostridium qui survivent à la pasteurisation. Ces spores sont présentes dans le lait cru, notamment celui des vaches nourries à l'ensilage, et sont très résistantes à la chaleur. Lors de l'affinage, les spores de Clostridium germent et produisent de l'acide butyrique et du dioxyde de carbone, ce qui provoque l'apparition de larges trous indésirables, de défauts de goût (odeur de beurre rance ou de fromage) et, dans les cas les plus graves, des fissures ou une explosion du fromage. On ajoute du lysozyme au lait (généralement à raison de 200 à 500 mg par litre) ou à la saumure utilisée pour le traitement de surface. L'enzyme diffuse dans la matrice fromagère et lyse les cellules de Clostridium, empêchant ainsi le gonflement tardif sans affecter les bactéries lactiques essentielles au développement des arômes. Le lysozyme est particulièrement apprécié dans la production de fromages biologiques car il est considéré comme un auxiliaire technologique naturel (étant donné qu'il est dérivé des œufs) et peut remplacer les conservateurs chimiques tels que le nitrate de sodium (E251) ou le nitrate de potassium (E252). Cependant, comme le lysozyme est issu du blanc d'œuf, il constitue un allergène potentiel (allergie aux œufs), et les aliments contenant du E1105 doivent être étiquetés en conséquence dans de nombreuses juridictions.
Dans la production de vin et de bière, le lysozyme est utilisé pour inhiber les bactéries lactiques (BAL) telles que Oenococcus oeni, Lactobacillus brevis et Pediococcus damnosus, responsables de l'altération du vin (par exemple, un goût de souris, la production de diacétyle et un aspect visqueux) et de la refermentation des vins doux ou effervescents. Contrairement au dioxyde de soufre (SO₂), un antimicrobien courant mais susceptible de provoquer des réactions allergiques et des effets organoleptiques négatifs à forte concentration, le lysozyme est neutre au goût et ne tue pas les levures, ce qui le rend idéal pour la conservation du vin sans perturber la fermentation alcoolique. Dans la production de vins effervescents (méthode champenoise), le lysozyme est ajouté avant la seconde fermentation pour prévenir la prolifération des bactéries d'altération tout en permettant aux levures ajoutées de fermenter et de produire la carbonatation.
Outre son utilisation alimentaire, le lysozyme possède d'importantes applications pharmaceutiques et médicales. Il est utilisé dans les produits d'hygiène buccale (dentifrice, bain de bouche) pour réduire la formation de plaque dentaire et la gingivite en inhibant Streptococcus mutans et d'autres bactéries cariogènes. Dans le traitement des mucites buccales (ulcérations douloureuses) induites par la chimiothérapie ou la radiothérapie, les bains de bouche à base de lysozyme accélèrent la cicatrisation et soulagent la douleur grâce aux propriétés anti-inflammatoires et réparatrices de l'enzyme. Le lysozyme est également utilisé comme conservateur dans les solutions ophtalmiques (collyres) et les solutions d'entretien pour lentilles de contact, car il est doux pour les tissus oculaires tout en assurant une protection antimicrobienne. En cicatrisation, les pansements imprégnés de lysozyme contribuent à prévenir l'infection et favorisent le débridement des tissus nécrosés. Dans les laboratoires de diagnostic clinique, le lysozyme est un réactif standard pour la lyse des bactéries Gram-positives afin de libérer l'ADN, l'ARN ou les protéines intracellulaires pour analyse (par exemple, l'extraction d'ADN de Staphylococcus aureus ou de Bacillus subtilis). La résistance au lysozyme peut se développer chez les bactéries par plusieurs mécanismes : modification de la structure du peptidoglycane (par exemple, O-acétylation de l’acide N-acétylmuramique), altération des acides teichoïques de la paroi cellulaire ou expression d’inhibiteurs du lysozyme (par exemple, la protéine Ivy chez E. coli). Cependant, une résistance généralisée ne constitue pas une préoccupation majeure car le lysozyme est généralement utilisé en association avec d’autres agents de conservation tels qu’un pH bas, le sel ou une chaleur modérée. Le JECFA n’a pas spécifié d’apport journalier acceptable pour le lysozyme car il s’agit d’une protéine digérée et dégradée comme toute autre protéine alimentaire, sans toxicité ni accumulation. Les principaux inconvénients du lysozyme sont son coût élevé par rapport aux conservateurs chimiques, sa thermolabilité (il se dénature à des températures de pasteurisation supérieures à 70 °C, il doit donc être ajouté après le traitement thermique) et son potentiel allergène pour les personnes allergiques aux œufs. Néanmoins, l'E1105 est considéré comme un exemple de conservation « clean label », étant une enzyme d'origine naturelle avec un mécanisme d'action clair et un excellent profil de sécurité.

INFORMATIONS DE SÉCURITÉ CONCERNANT LE E1105 – LYSOZYME

Mesures de premiers secours :
Description des mesures de premiers secours :
Conseils généraux :
Consultez un médecin.
Présentez cette fiche de données de sécurité au médecin traitant.
Éloignez-vous de la zone dangereuse :
 
En cas d'inhalation :
En cas d'inhalation, transporter la personne à l'air frais.
En cas de non-respiration, pratiquer la respiration artificielle.
Consultez un médecin.
En cas de contact avec la peau :
Retirez immédiatement les vêtements et les chaussures contaminés.
Lavez-vous les mains avec du savon et beaucoup d'eau.
Consultez un médecin.
 
En cas de contact visuel :
Rincez abondamment à l'eau pendant au moins 15 minutes et consultez un médecin.
Continuez à rincer les yeux pendant le transport à l'hôpital.
 
En cas d'ingestion :
NE PAS provoquer de vomissements.
Ne jamais rien administrer par voie orale à une personne inconsciente.
Rincez-vous la bouche à l'eau.
Consultez un médecin.
 
Mesures de lutte contre l'incendie :
Moyens d'extinction :
Moyens d'extinction appropriés :
Utilisez un jet d'eau, une mousse résistante à l'alcool, une poudre chimique sèche ou du dioxyde de carbone.
Risques particuliers liés à la substance ou au mélange
Oxydes de carbone, oxydes d'azote (NOx), chlorure d'hydrogène gazeux
 
Conseils aux pompiers :
Portez un appareil respiratoire autonome pour la lutte contre les incendies si nécessaire.
Mesures en cas de rejet accidentel :
Précautions individuelles, équipement de protection et procédures d'urgence
Utilisez un équipement de protection individuelle.
 
Évitez de respirer les vapeurs, les brouillards ou les gaz.
Évacuez le personnel vers des zones sûres.
 
Précautions environnementales :
Empêcher toute fuite ou déversement supplémentaire si cela peut être fait sans danger.
Ne laissez pas le produit pénétrer dans les canalisations.
Tout rejet dans l'environnement doit être évité.
 
Méthodes et matériaux de confinement et de nettoyage :
Absorber avec un matériau absorbant inerte et éliminer comme déchet dangereux.
Conserver dans des récipients appropriés et fermés en vue de leur élimination.
 
Manutention et stockage :
Précautions à prendre pour une manipulation sans danger :
Évitez d'inhaler les vapeurs ou les brouillards.
 
Conditions de stockage sûr, y compris les éventuelles incompatibilités :
Conserver le récipient bien fermé dans un endroit sec et bien aéré.
Les récipients ouverts doivent être soigneusement refermés et maintenus en position verticale pour éviter les fuites.
Classe de stockage (TRGS 510) : 8A : matières dangereuses combustibles et corrosives
 
Contrôle de l’exposition/protection individuelle :
Paramètres de contrôle :
Composants avec paramètres de contrôle du lieu de travail
Ne contient aucune substance soumise à des valeurs limites d'exposition professionnelle.
Contrôles d'exposition :
Contrôles techniques appropriés :
Manipuler conformément aux bonnes pratiques d'hygiène et de sécurité industrielles.
Lavez-vous les mains avant les pauses et à la fin de la journée de travail.
 
Équipement de protection individuelle :
Protection des yeux/du visage :
Lunettes de sécurité bien ajustées.
Écran facial (8 pouces minimum).
Utilisez un équipement de protection oculaire testé et approuvé selon les normes gouvernementales appropriées telles que NIOSH (États-Unis) ou EN 166 (UE).
 
Protection de la peau :
Manipuler avec des gants.
Les gants doivent être inspectés avant utilisation.
Utilisez des gants appropriés
technique de retrait (sans toucher la surface extérieure du gant) pour éviter tout contact de la peau avec ce produit.
Éliminer les gants contaminés après usage conformément aux lois applicables et aux bonnes pratiques de laboratoire.
Lavez-vous et séchez-vous les mains.
 
Contact complet :
Matière : caoutchouc nitrile
Épaisseur minimale de la couche : 0,11 mm
Temps de percée : 480 min
Matériau testé : Dermatril (KCL 740 / Aldrich Z677272, Taille M)
contact avec les éclaboussures
Matière : caoutchouc nitrile
Épaisseur minimale de la couche : 0,11 mm
Temps de percée : 480 min
Matériau testé : Dermatril (KCL 740 / Aldrich Z677272, Taille M)
Cela ne doit pas être interprété comme une approbation pour un scénario d'utilisation spécifique.
 
Protection corporelle :
Combinaison complète de protection contre les produits chimiques. Le type d'équipement de protection doit être choisi en fonction de la concentration et de la quantité de substance dangereuse présente sur le lieu de travail.
Protection respiratoire :
Lorsque l'évaluation des risques montre que les respirateurs purificateurs d'air sont appropriés, utilisez un respirateur à masque complet avec une combinaison polyvalente (États-Unis) ou des cartouches de respirateur de type ABEK (EN 14387) en complément des contrôles techniques.
 
Si le respirateur est le seul moyen de protection, utilisez un respirateur à adduction d'air à masque complet.
Utilisez des respirateurs et des composants testés et approuvés selon les normes gouvernementales appropriées telles que NIOSH (États-Unis) ou CEN (UE).
Contrôle de l'exposition environnementale
Empêcher toute fuite ou déversement supplémentaire si cela peut être fait sans danger.
Ne laissez pas le produit pénétrer dans les canalisations.
Tout rejet dans l'environnement doit être évité.
 
Stabilité et réactivité :
Stabilité chimique :
Stable dans les conditions de stockage recommandées.
Matériaux incompatibles :
Agents oxydants puissants :
Produits de décomposition dangereux :
Produits de décomposition dangereux formés en cas d'incendie.
Oxydes de carbone, oxydes d'azote (NOx), chlorure d'hydrogène gazeux.
 
Considérations relatives à l'élimination :
Méthodes de traitement des déchets :
Produit:
Confiez les surplus et les solutions non recyclables à une entreprise d'élimination agréée.
Contactez un service agréé de gestion des déchets pour vous débarrasser de ce matériau.
Emballages contaminés :
Jeter comme un produit non utilisé