Pourquoi la stévia peut être amère : la génétique en cause

Deux produits à base de stévia pris sur le même rayon peuvent afficher des étiquettes quasi identiques. Les deux mentionnent un extrait de stévia et promettent zéro calorie - pourtant, en bouche, le résultat n’a rien de semblable.

On attribue souvent cet écart au goût de chacun. Peut-être, pense-t-on, qu’une marque utilise un extrait de meilleure qualité.

Selon une nouvelle étude, l’amertume viendrait surtout d’un programme inscrit dans la génétique de la plante : des enzymes bien particulières, et l’endroit exact de la feuille où elles s’activent, orientent le profil aromatique.

Les deux visages de la stévia

Cet édulcorant est issu des feuilles de Stevia rebaudiana, un petit arbuste d’Amérique du Sud aujourd’hui cultivé à grande échelle dans le monde.

Ses feuilles fabriquent une famille de molécules appelées glycosides de stéviol, dont la perception sucrée peut atteindre jusqu’à 300 fois celle du sucre de table.

Mais ces composés n’offrent pas tous la même saveur. Le stévioside et le rébaudioside A - les deux plus abondants dans une feuille de stévia « standard » - portent la note réglissée et l’amertume que beaucoup associent à la stévia.

À l’inverse, le rébaudioside D et le rébaudioside M sont des variantes plus rares, au goût plus proche du saccharose : plus net, plus rond, et sans arrière-goût persistant.

Les industriels recherchent ces versions plus « propres » pour des gammes premium, mais la plante n’en produit généralement qu’à l’état de traces. Jusqu’ici, la cause de cette rareté n’avait pas été clairement élucidée.

Cartographier le génome de la plante

Le professeur Tsubasa Shoji, biologiste moléculaire des plantes à l’Université de Toyama, a dirigé l’équipe à l’origine de ces travaux.

Les assemblages génomiques publiés précédemment pour la stévia restaient incomplets : ils comportaient des zones manquantes précisément là où se situent des gènes liés à la douceur.

L’équipe de Shoji a donc construit une référence génomique de haute qualité, depuis le début, en comblant ces lacunes.

L’objectif appliqué était clair : identifier ce qui pousse la plante à fabriquer davantage un glycoside plutôt qu’un autre, afin que la sélection variétale puisse privilégier des profils plus « propres ».

Gènes impliqués dans la production du goût sucré

Les chercheurs se sont concentrés sur une famille d’enzymes : les glycosyltransférases.

Ces enzymes ajoutent des molécules de glucose à un squelette chimique appelé stéviol, construisant des composés sucrés plus complexes, sucre après sucre. À chaque glucose ajouté, le profil gustatif se modifie.

Un regroupement de gènes s’est révélé déterminant - le même ensemble qu’une étude antérieure avait déjà désigné comme un acteur probable de la production de la douceur.

L’équipe de Toyama a poussé l’analyse plus loin. De petites différences dans ces gènes d’une variété de stévia à une autre semblent réorienter la chimie de la plante.

Certaines variantes favorisent la production de rébaudioside A, fréquent mais associé à une amertume. D’autres orientent davantage vers les formes D et M.

Une fenêtre d’opportunité très limitée

Trouver les bons gènes ne suffisait pas. Il fallait aussi déterminer où, dans la feuille, ces gènes étaient réellement actifs - car un même gène, exprimé dans des cellules différentes, peut mener à des résultats très éloignés.

Les chercheurs ont combiné deux approches. La première mesure l’activité des gènes cellule par cellule, sans lisser les signaux comme le font des analyses réalisées sur des tissus entiers.

La seconde cartographie, sur une tranche de feuille, l’emplacement des composés chimiques.

Un gène, UGT91D4, a particulièrement retenu l’attention. Son activité était confinée à deux zones étroites : des cellules du mésophylle, au cœur de la couche photosynthétique, et des cellules épidermiques formant la surface externe. Ailleurs, il restait muet.

Cette expression très localisée pourrait éclairer pourquoi le rébaudioside D et le rébaudioside M n’apparaissent qu’en faibles quantités, même dans les meilleures variétés de stévia.

Une grande partie de la feuille ne déclencherait tout simplement pas la chimie nécessaire à leur production.

Petites différences, effets majeurs

Une autre dimension est apparue. De légères variations génétiques d’un plant à l’autre - appelées haplotypes - semblent infléchir l’action de ces enzymes liées à la douceur.

Ainsi, deux plantes peuvent porter ce qui ressemble au même gène, tout en produisant un équilibre de glycosides complètement différent.

Shoji a rappelé que ces gènes clés fonctionnent en fixant des molécules de sucre sur des composés présents dans la feuille.

Selon la manière dont cette étape se déroule exactement, la plante peut basculer vers un profil plus net - ou vers une signature plus amère.

Ce que cela pourrait changer

La stévia commerciale repose largement sur le rébaudioside A : il est abondant et relativement peu coûteux à extraire.

Les variantes D et M, au goût plus propre, sont rares dans la nature ; c’est pourquoi les producteurs les obtiennent aujourd’hui surtout via conversion enzymatique ou fermentation microbienne, plutôt qu’en les récoltant directement dans les feuilles.

Une plante capable de produire naturellement davantage de D et de M changerait l’équation.

Les sélectionneurs pourraient choisir les haplotypes adéquats et les bons schémas d’expression au niveau cellulaire, afin de développer des édulcorants naturels dont les feuilles délivrent une qualité premium sans traitements aval coûteux.

Une revue récente a qualifié le rébaudioside M de glycoside de stéviol « de nouvelle génération », en soulignant la demande croissante des consommateurs pour des alternatives au sucre au goût plus propre. Cette étude offrirait aux sélectionneurs un chemin plus direct pour y parvenir.

« Ainsi, le profil aromatique de la stévia n’est pas déterminé uniquement par ses gènes, mais aussi par l’endroit précis où ces gènes sont activés », a déclaré Shoji.

Implications plus larges de l’étude

Les conséquences dépassent les substituts du sucre. De nombreuses plantes synthétisent des composés à forte valeur - médicaments, parfums, arômes - via des voies métaboliques où des enzymes clés ne s’expriment que dans quelques types cellulaires.

Ces méthodes à l’échelle d’une seule cellule pourraient donc s’appliquer à toute culture où la production se concentre dans une portion très limitée du tissu.

Pour le public, les évolutions se feront progressivement : boissons moins sucrées au goût plus net, pâtisseries sans note métallique.

Une publication récente a observé que le rébaudioside D et le rébaudioside M n’aggravaient pas le dysfonctionnement métabolique chez des souris nourries avec un régime riche en graisses, ce qui renforce leur position comme substituts du sucre potentiellement plus sûrs.

L’arrière-goût amer qui freine la stévia depuis longtemps serait donc un problème corrigible - inscrit dans une poignée de gènes et dans quelques couches cellulaires de la feuille.