Cellulose Alimentaire : Quels sont les dangers potentiels pour la santé ?

La cellulose alimentaire, présente dans de nombreux produits transformés, fait l'objet d'études approfondies quant à son impact sur la santé humaine. Cet article explore les dangers potentiels liés à certains additifs cellulosiques, notamment le carboxyméthylcellulose (CMC) et la cellulose microcristalline.

Près de 20 millions de personnes dans le monde seraient touchées par les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin, parmi lesquelles on compte la maladie de Crohn et les rectocolites hémorragiques. Des facteurs génétiques ont été identifiés pour expliquer l’inflammation de l’intestin qui caractérise ces pathologies, mais ces prédispositions ne sont pas suffisantes pour expliquer à elles seules la survenue de ces maladies. Ainsi, depuis plusieurs années, de nombreuses équipes de recherche se sont penchées sur les facteurs environnementaux.

C’est le cas du chercheur Inserm Benoît Chassaing et de son équipe à l’Institut Cochin (Inserm/CNRS/Université de Paris) qui s’intéressent à l’impact de l’alimentation - et plus spécifiquement au rôle de certains additifs alimentaires, comme les émulsifiants - sur le microbiote intestinal.

En novembre dernier, une étude réalisée par une équipe de l'Institut Cochin à Paris révélait quant à elle l'impact délétère du carboxyméthylcellulose (appelé aussi carmellose, CMC, gomme de cellulose ou E466) sur la composition de notre microbiote intestinal. Cet émulsifiant largement utilisé par l'industrie alimentaire provoquerait aussi des douleurs abdominales et des ballonnements intestinaux.

Dans une étude randomisée en double aveugle pilotée par l’Institut Cochin, un émulsifiant de synthèse largement utilisé en alimentation modifie le microbiote, ses sécrétions et l’environnement intestinal. Le carboxyméthylcellulose (CMC) est un émulsifiant de synthèse ajouté à de nombreux aliments pour en améliorer la texture et prolonger la durée de conservation.

Malgré des données peu nombreuses à son sujet, il a été autorisé en tant qu’additif alimentaire dès les années 60 : le CMC n’étant pas absorbé au niveau intestinal, les autorités ont considéré qu’il était peu susceptible de présenter des risques. Or, comme en attestent des données in vitro et expérimentales in vivo recueillies depuis, le CMC est à même d’interagir avec le microbiote et la paroi intestinale et de déclencher des maladies à composante inflammatoire comme des colites ou le syndrome métabolique.

Des chercheurs ont ainsi voulu documenter son impact sur le microbiote et la santé intestinale chez l’Homme, à travers une étude randomisée contrôlée en double aveugle pilotée par l’Institut Cochin, menée chez 16 sujets en bonne santé : pendant 11 jours, 9 sujets recevaient un régime dépourvu d’émulsifiants (groupe témoin) tandis que 7 sujets recevaient le même régime, auquel 15 g/j de CMC étaient ajoutés. Chez ces sujets, la diversité du microbiote était réduite, et certaines espèces connues pour jouer un rôle bénéfique, comme Faecalibacterium prausnitzii, voyaient leur population diminuer. Leurs fèces étaient par ailleurs appauvries en métabolites bénéfiques issus du microbiote (acides gras à chaîne courte et acides aminés libres).

Pour les chercheurs, ces résultats suggèrent que l’utilisation très répandue de CMC dans les aliments transformés pourrait contribuer à l’augmentation de l’incidence des maladies inflammatoires, en modifiant le microbiote intestinal et ses productions métaboliques.

L’équipe a notamment étudié l’impact du carboxyméthylcellulose (CMC), un émulsifiant synthétique ajouté à de nombreux aliments transformés pour en améliorer la texture et prolonger leur durée de conservation. Des travaux menés sur des souris ont précédemment révélé que le CMC, ainsi que certains autres agents émulsifiants, altèrent la composition du microbiote intestinal et entraînent ainsi l’aggravation de nombreuses pathologies inflammatoires chroniques, telles que la colite, le syndrome métabolique et le cancer du côlon.

Dans de nouveaux travaux, les scientifiques ont donc cherché à vérifier si le CMC pouvait avoir le même impact chez l’humain car, bien qu’elle n’ait jamais fait l’objet de tests cliniques approfondis, cette molécule est de plus en plus utilisée dans les aliments transformés depuis les années 1960.

Pour mener à bien cette étude clinique, les scientifiques ont recruté un petit groupe de volontaires sains. Les participants, logés sur le site de l’étude pendant toute sa durée, ont été divisés en deux groupes. L’un consommait un régime alimentaire strictement contrôlé et sans aucun additif, et l’autre un régime identique mais supplémenté par du CMC.

Au bout de deux semaines, les chercheurs et chercheuses ont observé que, chez les participants consommant du CMC, la composition en bactéries présentes dans l’intestin était modifiée, avec une diminution nette de la quantité de certaines espèces connues pour jouer un rôle bénéfique en santé humaine, tel que Faecalibacterium prausnitzii. De plus, les échantillons fécaux des participants recevant du CMC étaient très fortement appauvris pour de nombreux métabolites bénéfiques. Enfin, sur le plan clinique, ces participants étaient plus sujets à des douleurs abdominales et à des ballonnements intestinaux.

Des coloscopies réalisées chez ces volontaires au début et à la fin de l’étude ont également mis en évidence que chez un sous-groupe de sujets dans le groupe qui consommait du CMC les bactéries intestinales se trouvaient localisées plus proches des parois de l’intestin. Il s’agit d’une caractéristique observée dans des maladies inflammatoires de l’intestin et le diabète de type 2.

Si la consommation de CMC n’a entraîné aucune pathologie inflammatoire dans cette étude relativement courte, ces résultats confirment les données issues des études animales et suggèrent que la consommation à long terme de cet additif pourrait impacter négativement le microbiote intestinal et par conséquent favoriser les maladies inflammatoires chroniques ainsi que des dérégulations métaboliques chez l’humain.

« Nos résultats soulignent la nécessité d’études complémentaires sur cette classe d’additifs alimentaires, sur des échantillons plus larges et à plus long terme. Par ailleurs, nous souhaitons désormais mieux comprendre l’hétérogénéité des réponses au CMC entre les sujets. Pourquoi seulement certains individus développent des marqueurs inflammatoires à la suite de la consommation de ces additifs ? Certaines personnes sont-elles plus sensibles à certains additifs que d’autres ? Voici les questions auxquelles nous voulons répondre et pour lesquelles nous sommes en train de concevoir diverses approches », précise Benoît Chassaing.

L’équipe prévoit de nouvelles études cliniques et précliniques qui devraient permettre d’identifier des marqueurs moléculaires de sensibilité au CMC afin de mieux expliquer cette hétérogénéité. Des essais sur des groupes plus larges de volontaires atteints de maladies inflammatoires chroniques de l’intestin sont en cours pour identifier l’impact de l’additif chez ces patients.

La carboxyméthyl cellulose de sodium est un épaississant, un gélifiant, un stabilisant et un agent d'enrobage. Sa consommation en excès peut occasionner des troubles digestifs (diarrhées ou, à l'inverse, constipations). En 2015, une étude menée sur des souris, par l'université Georgia State d'Atlanta, a montré que la consommation de E466, associé au polysorbate 20 (E433), avait des effets néfastes sur la flore intestinale et sur l'inflammation chronique du côlon.

Bien que ces résultats soient alarmants, il n’est pas encore possible de dire s'ils s'appliquent également aux humains. Les doses d'émulsifiants administrées aux rongeurs étaient notamment bien supérieures à celles qu'un humain consommerait. En revanche, la consommation de E466 pourrait occasionner une augmentation de la perméabilité de la barrière intestinale et favoriser ainsi les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin, une adiposité accrue (syndrome métabolique) et le développement de diabètes.

La cellulose microcristalline est un agent de texture. Elle apporte une impression de rondeur en bouche sans fournir de calorie. Aussi est-elle souvent employée comme agent de charge au sein de denrées à teneur réduite en calories, comme des sauces salades ou des desserts. Elle est également employée comme liant ou stabilisant dans diverses sauces. Cet additif est considéré non préoccupant.

Toutefois, depuis 2020, l'Autorité nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail (Anses) suspecte que le E460 se présente, au moins partiellement, sous forme nanométrique dans certains produits. Cependant, elle n'évalue pas encore le risque associé aux additifs nanoparticulaires.

La Direction des aliments de Santé Canada s'engage à examiner toute nouvelle information scientifique sur l'innocuité de l’utilisation de tout additif alimentaire permis, y compris la poudre de cellulose.

La cellulose naturelle provient de souches de matières végétales fibreuses. Il en existe de nombreuses formes autorisées en tant qu’additifs alimentaires sur le sol européen (E460 à E469). Certaines d’entre elles sont constituées de nanoparticules. Ce sont celles-ci qui posent problème.

La cellulose modifiée ou E460 est obtenue avec des solvants chimiques à partir de cellulose végétale. Elle ne subit aucune dégradation lors de sa digestion et est excrétée intacte dans les fèces. Toutefois, il se peut qu’elle soit fermentée par le microbiote intestinal.

Appelée E466, cette forme de cellulose a récemment montré un impact négatif sur le microbiote. La cellulose microcristalline, appelée aussi « gel de cellulose » ou « gel cellulosique », est un additif alimentaire de la famille des celluloses modifiées. Son code est E460a (différent de l’additif en poudre E460b).

L’alpha-cellulose (produit naturel) est purifiée, partiellement dépolymérisée et traitée avec des acides minéraux pour obtenir une poudre fine inodore. Elle fait partie des substances pour lesquelles la présence de nanomatériaux manufacturés est suspectée et non confirmée.

Ses particules, à l’échelle nanométrique, iraient jusqu’à moins de 5 nm, taille considérée comme nanomatériaux. L’acide gras naturel, utilisé durant le processus de fabrication de cette substance, peut être d’origine animale ou végétale.

Des solvants sont utilisés pour obtenir le produit final. Il est généralement utilisé comme émulsifiant et entre notamment dans le procédé de fabrication des micelles. Il n’est pas autorisé dans la filière bio.

Diverses études montrent que le polysorbate 80 peut perturber les intestins et être un facteur de risque de nombreuses maladies. En effet, la santé du microbiote intestinal est au cœur de l’équilibre de l’organisme.

Sous l’effet de l’excipient, les bactéries intestinales qui devraient digérer les aliments s’approcheraient plutôt de la paroi de l’intestin et dévoreraient le mucus destiné à protéger le tube digestif. La paroi de l’intestin ainsi fragilisée permettrait une plus grande absorption des toxiques et bactéries dans le sang.

Un lien entre polysorbate 80 avec les troubles anxieux a été établi chez les souris. Cependant, la réévaluation de l’innocuité de l’E433 par l’EFSA a été publiée en juillet 2015, et juge cette substance à priori inoffensive, présentant seulement un très faible degré de toxicité aiguë.

La cellulose microcristalline : quelles sont ses caractéristiques ?La cellulose microcristalline est un agent de texture ayant l’apparence d’une fine poudre blanche, sans odeur, sans saveur et insoluble dans l’eau. Sa formule brute est un polymère et se classe parmi les agents de texture.

En agro-alimentaire, c’est un additif de texture autorisé dans les régimes spéciaux à savoir les produits alimentaires pour les personnes diabétiques, les préparations Halal et Casher, les aliments pour végétariens, végétaliens et vegans. Toutefois, malgré son origine naturelle, l’E460 n’est pas autorisé dans les denrées alimentaires Bio ni dans les nourritures pour les nourrissons.

En ce qui concerne la toxicité, la cellulose microcristalline ne présente aucun danger pour la santé. Aucune Dose Journalière Admissible (DJA) n’est définie à ce jour. Mais aux États-Unis, on estime sa consommation quotidienne entre 2 et 10 g.

Rappelons que la cellulose microcristalline n’est pas un additif de conservation comme les acides sorbiques E200 ou l’acide propionique. C’est un agent de texture et modifie ainsi la caractéristique rhéologique de la préparation où on le retrouve.

Pour ces pouvoirs épaississant, liant et émulsifiant, l’E460 est très prisé dans plusieurs types de préparations culinaires pour y apporter de la rondeur. Par exemple, on peut le retrouver dans les denrées alimentaires à teneur réduite en calories, les substituts de fromages et pizzas, les sauces diverses pour salades, les desserts, les produits laitiers et crèmes glacées, les chewing-gums, les levures sèches inactivées et dans quelques boissons et spiritueux.

On retrouve également la cellulose microcristalline dans le secteur pharmaceutique. Elle y joue un rôle de diluant pour les comprimés et les capsules. Toujours dans ce domaine, l’E460 est également un agent de glaçage, un désintégrateur de comprimés et un agent de remplissage pour les gélules.

L’innocuité de la cellulose microcristalline est prouvée. Elle ne présente aucun danger pour la santé et sa toxicité est très faible. En cas d’ingestion d’une grande quantité de cet adjuvant, comme c’est un additif constitué principalement de fibres, on peut observer quelques symptômes de troubles digestifs comme des ballonnements et des diarrhées.

Tableau récapitulatif des additifs cellulosiques

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