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Le soja
vendredi 16 mai 2008, par
Le vrai soja, Glycine max, ne doit pas être confondu avec une autre plante appartenant aux Fabacées, Vigna radiata, dont la graine germée est la source habituelle des « pousses de soja ».
Le soja n’est pas seulement un aliment traditionnel de l’Asie, il est dorénavant présent dans d’innombrables produits alimentaires manufacturés.
Non seulement l’huile de soja est, à égalité avec l’huile de palme, la 1ère huile végétale produite au monde, mais les farines, protéines et lécithines de soja sont des ingrédients de plus en plus courants.
Une étude avait estimé que du soja était présent dans près des 2/3 des aliments manufacturés aux USA. Et les alertes du FAAN américain concernant le soja le montrent : 49 alertes sur un total de 516 en 4 ans (71 pour l’arachide, dans le même temps).
Le tableau ci-dessous donne un aperçu de la variété des produits issus du soja.
A noter que le soja, dans la quasi totalité des cas, est consommé après chauffage, que ce soit pour faciliter l’obtention du produit final ou pour inactiver les facteurs anti-nutritionnels qu’il contient .
Allergie au soja
L’allergie au soja est considérée comme une cause fréquente d’allergie alimentaire chez l’enfant .
L’origine de cette réactivité (ou sensibilisation) est difficile à évaluer car le soja est un composant caché, produits traditionnels asiatiques et laits de substitution mis à part.
Divers paramètres pourraient favoriser une sensibilisation :
– des habitudes alimentaires (cas des USA ?),
– un passage dans le lait maternel de certains allergènes,
– une diathèse cutanée (eczéma atopique), etc..
– On peut aussi évoquer une réactivité croisée (ex. arachide).
Si l’allergie au soja de l’enfant tend à ne pas être fixée, une autre forme peut apparaître plus tard, induite par une pollinose au bouleau.
Dans sa forme infantile, comme dans sa forme adulte, on peut penser que la phase de chauffage n’a pas transformé en profondeur les protéines allergéniques dans la plupart des produits dérivant du soja, tels les farines, le tonyu et probablement les concentrats.
Mais les procédés faisant recours à de très fortes températures et/ou pressions, ainsi que les procédés de fermentation pourraient concourir à la formation de protéines modifiés (avec néo-épitopes éventuels) et/ou de néo-protéines (néo-allergènes éventuels).
Ces questions sont étudiées plus loin (cf. Soja, cuisson fermentation), mais diverses observations cliniques posent la question d’une néo-allergénicité avec certains produits dérivés du soja :
- anaphylaxie avec un produit contenant un isolat de soja, sans allergie pour le soja jusque-là ,
- des « protéines de soja » responsables de réactions cliniques avec test cutané négatif pour un extrait naturel de soja ,
- un cas inaugural d’anaphylaxie avec du soja (texturé ?) dans des saucisses ,
- une anaphylaxie avec un soja texturé et une IgE-réactivité plus faible pour le soja naturel ,
- un cas avec le natto et TC négatifs pour le soja . Des réactions retardées également avec le natto
L’allergénicité du soja s’étend à la plupart des produits plus classiques :
- lait de soja (tonyu) et, à un moindre degré, yaourt de soja
- huile de soja : considérée comme anallergique , cette huile a pu produire des réactions chez des nourrissons atteints d’allergie au lait de vache (cf. lait et soja)
- les lécithines qui montrent une réactivité prouvée par des tests cellulaires sont aussi la cause d’allergie
- même la sauce soja, issue d’un très long processus de fermentation sensé engendrer une protéolyse, n’est pas toujours dénuée d’IgE-réactivité .
Comparé à l’arachide, le soja est à l’origine d’un nombre plus limité de réactions cliniques sévères : le Réseau d’Allergo-Vigilance donnait 23 cas pour le soja contre 111 pour l’arachide (mai 2010, 900 déclarations).
La prévalence de l’allergie au soja en France est mal connue.
Les statistiques du CICBAA en 2007 donnaient pour les Fabacées autres que l’arachide un taux de 5,7% des allergies alimentaires avant 15 ans et 2,7% après 15 ans (D.-A. Moneret-Vautrin, comm. pers.).
Le soja représentait 1,1% des allergies chez l’enfant et 0,6% chez l’adulte sur un total de 1008 dossiers dans la base du CICBAA en 2001 .
Les lécithines de soja sont aussi comptabilisées dans la base du CICBAA : elles représentaient 2 cas pour 1116 dossiers en 1998 .
Soja et allergie respiratoire
Des manifestations respiratoires sont possibles avec le soja .
Deux produits différents sont concernés : d’une part les cuticules qui forment la « peau » des grains de soja et d’autre part les farines et protéines concentrées de soja.
Des épidémies d’asthme ont eu lieu dans des ports (ex. Barcelone) lors du déchargement de cargaisons de soja : il est apparu que les poussières inhalées contenaient des allergènes provenant des cuticules (« hull » en anglais) .
Ces allergènes ont été nommés Gly m 1 et Gly m 2. Ils n’appartiennent pas à une famille d’allergènes particulière.
Codina a montré que l’origine de ces réactions asthmatiques pouvait être en relation avec un échauffement de la cargaison (ex. moisissures) car des néo-bandes apparaissaient si le soja était chauffé longuement à des températures moyennement élevées .
Ce phénomène pourrait être plus général car, chez des sujets avec exposition professionnelle, il a été noté une réaction croisée possible entre le pois fourrager et les cuticules de soja .
Dans des conditions de contact plus diffus (ex. fermiers), on a pu montrer que les concentrations de Gly m 1 dans l’air étaient faibles, même si un pic survenait au moment de la récolte du soja .
Codina remarquait cependant une IgE-réactivité pour diverses protéines dans les poussières de soja chez ces sujets exposés, dont une bande de 50 kD .
Les manifestations de rhinite/asthme lors de la manipulation de farines et poudres contenant du soja (boulangerie, confiserie, produits carnés,..) mettent en jeu des allergènes sensiblement différents de ceux impliqués dans l’allergie alimentaire au soja .
Il s’agit surtout de l’inhibiteur trypsique STKI .
Baur a aussi relevé une réactivité vis-à-vis d’une lipoxydase dont l’activité enzymatique est recherchée pour corriger la couleur de la farine de blé (pain blanc industriel). Pour obtenir cet effet il faut utiliser une farine « active » de soja, c’est-à-dire une farine non chauffée.
Les allergènes du soja
Une certaine confusion existe :
- du fait des multiples produits dérivés dont l’obtention peut générer des modifications des protéines présentes dans la graine native. Or les études d’IgE-réactivité pour le soja se basent essentiellement sur des extraits obtenus à partir de graines natives
- du fait de la complexité des familles de protéines dans les graines, à commencer par les protéines de stockage. Ces dernières sont des complexes moléculaires hétérogènes, rangés par commodité sous des appellations généralistes comme « 7S globulines » ou « cupines », appellations qui pourraient faire penser que ces protéines sont très proches sur le plan moléculaire (et immunologique) comme le sont les profilines ou les tropomyosines (cf. Protéines de stockage des graines).
- du fait des méthodes d’étude des protéines : les méthodes séparatives (ex. SDS-PAGE avec réduction) provoquent une dissociation des protéines multimériques en de multiples bandes (monomères, sous-unités, chaînes polypeptidiques). Celles-ci peuvent ne pas coïncider d’un auteur à un autre du fait des conditions opératoires adoptées.
Au total, le soja se distingue par une nomenclature peu commune de ses allergènes : Gly m 1 et Gly m 2, malgré leur numérotation, ne sont pas les allergènes les plus importants, n’étant impliqués que dans une forme respiratoire mineure (historique ?) de l’allergie au soja.
Et les allergènes principaux ont gardé des dénominations floues comme « Gly m Bd 30K » où le chiffre est sensé donner la masse de la protéines (souvent à tort) et où « Gly m » rappelle le nom latin du soja, Glycine max.
Dans le cas du soja, plus encore peut-être que pour d’autres produits allergisants, il serait plus exact de parler de protéines IgE-réactives que d’allergènes tant on est loin d’avoir montré que telle ou telle protéine avait, dans la forme sous laquelle elle entrait en contact avec le patient, la capacité d’induire des symptômes.
Le catalogue des « allergènes » du soja pourrait être divisé en plusieurs niveaux :
1- Des allergènes classiques
– Gly m 3 est une profiline qui a été trouvée fréquemment positive chez des sujets ayant une allergie combinée bouleau-soja
– Gly m 4 est la PR-10 du soja, bien sûr positivée en cas de pollinose au bouleau . Son homologie est plus forte avec Ara h 8 (arachide) qu’avec Bet v 1 (71% vs 53% d’identité) . Gly m 4 est retrouvé dans certains produits dérivés du soja (cf. Soja cuisson, fermentation)
– Gly m 6 : regroupe des 11S globulines, apparentées aux légumines et nommées ici glycinines : il en existe de toutes sortes car ce sont des hexamères issus de la combinaison de sous-unités variées (G1 à G5), elles-mêmes composées d’une chaîne acide (env. 40 kD) et d’une chaîne basique (env. 20 kD). Ces 2 sortes de chaînes sont IgE-réactives . En blot, les glycinines apparaissent sous de multiples bandes. On retrouve des glycinines dans des produits dérives du soja, dont les lécithines
– Gly m 5 : ce sont des 7S globulines apparentées aux vicilines et appelées conglycinines : elles résultent de différentes combinaisons de sous-unités alpha, alpha’ et béta (40 à 60 kD), toutes IgE-réactives . Ces protéines sont glycosylées. Holzhauser a montré qu’elles avaient une réactivité au niveau cellulaire et que plus d’enfants que d’adultes semblaient y être réactifs
– Des 2S albumines qui apparaissent en blot vers 12 kD, avec une faible homologie pour d’autres 2S albumines comme Ara h 6 (arachide) ou Ber e 1 (noix du Brésil) (39% et 27% d’identité). Leur IgE-réactivité reste controversée . Elles sont présentes également dans les lécithines .
2- Des allergènes moins courants
– des oléosines, trouvées IgE-réactives même après cuisson
– une cystéine protéase papaïne-like, Gly m Bd 30K, qui, malgré son nom, est une protéine de 34 kD ! Il semble que ce soit un allergène important , notamment chez l’enfant . Une réactivité croisée avec Der p 1 (D. pteronyssinus) est peu probable, l’homologie entre les 2 protéines n’étant que de 30%. On peut retrouver Gly m Bd 30K dans les isolats et dans les lécithines mais aussi dans d’autres produits dérivés du soja (cf. Soja cuisson, fermentation)
– une inhibiteur trypsique de 21 kD, nommé STKI, ce qui signifie « soybean Kunitz trypsin inhibitor ». Bien que trouvé parfois positif chez des patients avec allergie alimentaire au soja , cet allergène est plutôt évoqué dans l’allergie respiratoire des professions de boulangerie . STKI a montré une IgE-réactivité dans les lécithines et aussi dans l’huile de soja
3- Des allergènes plus rares
– une lectine de 31 kD
– un autre inhibiteur trypsique, cette fois de type « Bowman-Birk » (7-9 kD)
– une lipoxydase (94 kD ) dont l’IgE-réactivité a été montrée chez des boulangers
– une béta amylase (56 kD) détectée dans les lécithines et l’huile de soja et qui est capable d’IgE-réactivité même dans l’huile désodorisée
– une protéine de 55 kD, cousine des vicilines, et nommée « sucrose binding protein »
– une cystatine de 25 kDa
– une "early abundant protein"
4- Des allergènes difficilement classables
– Gly m Bd 28K : cette protéine de 26 kD a une structure de cupine mais ne semble pas devoir être rangée parmi les vicilines . Elle est glycosylée et présente une réactivité de type CCD .
Un fragment de 23 kD de cette protéine, Gly m Bd 23K, a aussi été montré IgE-réactif , mais comme Gly m Bd 30K de façon inconstante
– Gly m Bd 39K : une bande de 39 kD, de nature biochimique non élucidée, a été repérée dans le soja et dans les lécithines . Cette protéine a des homologues dans l’arachide et la noix et il a été suggéré qu’elle pourrait correspondre à une fraction de glycinines
5- Des allergènes particuliers
– Gly m 1 a été identifié à l’occasion des épidémies d’asthme du au soja (cf. Soja et allergie respiratoire). Gly m 1, aussi appelé « soybean hydrophobic protein » (HPS), correspond à 2 isoformes très proches. La particularité de Gly m 1 est d’être un allergène de la cuticule des grains : il est synthétisé par l’endocarpe de la gousse et se dépose sur les grains . Cette protéine est affiliée à la super-famille des prolamines, mais ne correspond pas à une famille précise. Elle pourrait être considérée comme un cousin éloigné des LTP. Gly m 1 était positif chez la plupart des patients au cours des épidémies d’asthme dues au soja
– Gly m 2 est également associé aux épidémies d’asthme au soja. Bien que de masse très proche de celle de Gly m 1 (8 kD), Gly m 2 n’est pas un homologue de Gly m 1. Sa classification n’a pu être précisée . Son IgE-réactivité disparaissant après chauffage à 80°C des cuticules , il est possible que Gly m 2 ait un pouvoir allergisant plus faible que Gly m 1 ;
6- Et des protéines à préciser…
– Les blots bidimensionnels constituent des moyens plus sensibles pour révéler les protéines IgE-réactives que les blots en 1 seule dimension.
– C’est ainsi que Bisson et coll. ont pu caractériser des allergènes nouveaux dans le soja . Mais ces auteurs font aussi remarquer que les blots 2D contiennent des spots de nature non élucidée, spots variables d’un patient à un autre…
– C’est bien ce qui est retrouvé quand on compare les kD annoncés dans les travaux publiés.
– Et dans le cas du soja, il faut ajouter l’hétérogénéité des produits testés, comme les lécithines selon leur fabricant, par exemple .
Il reste donc du travail pour établir une cartographie des protéines IgE-réactives du soja !
Soja : stabilité des allergènes
1 - Digestion
Il faut distinguer les effets en conditions réalistes (l’aliment ingéré), de ceux produits sur un extrait de soja ou sur des protéines isolées.
De nombreux paramètres peuvent exercer une influence décisive sur la digestibilité et, partant, sur l’IgE-réactivité résiduelle pour le patient : on ne citera que la cuisson préalable ou les ingrédients du bol alimentaire .
Pour le soja, on ne dispose pas de résultats en conditions réalistes : au mieux, des tests d’IgE-réactivité in vitro ont été réalisés mais, souvent, la digestibilité a été appréciée par l’étude des protéines résiduelles (ex. révélation des SDS-PAGE par un colorant).
Après 2 heures de digestion gastrique artificielle d’un extrait de soja, des bandes sont encore visibles en SDS-PAGE .
Parmi les allergènes du soja, les auteurs ne sont d’accord qu’au sujet de STKI : cette protéine est stable tant en digestion gastrique que pancréatique .
Pour les protéines de stockage il a été rapporté :
– les protéines 7s et 11S sont scindables par la pepsine (moins si le pH est >3,5) et par la trypsine (surtout après cuisson)
– les sous-unités alpha des béta conglycinines sont stables plus d’une heure en digestion gastrique, contrairement aux sous-unités béta (< 2 min)
– mais d’autres auteurs ont trouvé exactement le contraire …
– 2S albumines et 11S globulines sont stables au moins 1 heure en digestion gastrique, tandis que la fraction 7s est réduite à une très faible 42 kD
– Les glycinines (11S) perdent leur IgE-réactivité après 10 minutes de digestion, même après cuisson . La relevance clinique des glycinines étant donc questionnée par les auteurs de ce travail.
Malgré ces résultats contradictoires, il semble que l’on peut considérer que la digestion abaisse, sans l’annuler, l’IgE-réactivité du soja. Un allergène important, Gly m Bd 30K, est très instable en digestion gastrique .
Et on peut supposer que la PR-10 du soja, Gly m 4, perd une partie de son allergénicité, à l’instar de Mal d 1 (pomme), au cours de la digestion gastrique. Mais cela n’a pas été étudié.
2 - Cuisson, fermentation, etc..
A de rares exceptions près, le soja entre dans l’alimentation humaine après une phase de chauffage destinée à inactiver des facteurs anti-nutritionnels habituels dans les graines de Fabacées : lectines, inhibiteurs trypsiques.
Bien sûr, l’inactivation enzymatique n’entraîne pas, de facto, une perte d’IgE-réactivité.
1- Effets sur les différentes protéines du soja :
Vicilines et glycinines forment des agrégats sous l’effet de la chaleur .
Après cuisson par ébullition ou micro-ondes, une IgE-réactivité subsiste bien qu’abaissée .
Mittag constate que Gly m 4, la PR-10 du soja, résiste à la chaleur à moins d’une cuisson sèche (grillage des graines) . La protéine STKI est stable à la chaleur .
Certains allergènes ont été étudiés dans divers produits dérivés du soja. Dans le tableau ci-dessous, « + » indique présence (=résistance à la chaleur) et « - » indique non détecté :
Gly m 4 | Gly m Bd 30K | Gly m Bd 28K | |
Lait de soja (tonyu) | + | + | ± |
Isolat de soja | + | + | + |
Soja texturé | + | ? * | ? |
Tofu | + | + | + |
Sauce soja | - | - ** | - |
Miso | - | - | - |
Natto | ? | - | - |
* disparition d’une bande compatible avec Gly m Bd 30K
** également observé dans un autre travail
2- Tonyu (lait de soja)
Pas de néo-allergènes , mais l’allergénicité est conservée chez les ¾ des patients, même après ½ heure d’ébullition, sur la base de TC natifs . Des observations d’allergie au tonyu ont été documentées . De même qu’avec le yaourt de soja . NB : ne pas confondre ce « lait » de soja avec le lait de remplacement donné aux nourrissons (cf. Lait et soja).
3- Isolats de soja
Hefle cite des travaux montrant une baisse de l’IgE-réactivité in vitro dans ces produits .
4- Soja texturé
Le procédé d’extrusion provoque la néo-formation de ponts SS inter-moléculaires , mais pour Franck il n’y a pas de néo-épitopes pour autant .
5- Tofu
De même que pour le tonyu, la cuisson à 100°C du tofu ne détruit l’allergénicité que pour une partie des patients (env. les 2/3 sur la base d’un TC natif)
6- Miso
Une baisse d’IgE-réactivité in vitro est nette après fermentation par Aspergillus oryzae ou Rhizopus oryzae (env. 67%). Elle est plus prononcée avec Bacillus subtilis (env. 83%), et encore plus si on ajoute à la fermentation un Lactobacillus (96-99%)
7- Sauce soja (shoyu)
Une IgE-réactivité résiduelle est réelle avec certains produits, mais elle reste très faible . La sauce soja n’arrive pas à inhiber un extrait de soja
8- Lécithines de soja
Leur allergénicité a été montrée en tests cellulaires
9- Huile de soja
L’IgE-réactivité disparaît si l’huile est bien raffinée . Mais l’huile de soja, même après raffinage, contient encore des traces de protéines.
Plusieurs observations d’allergie avec une formule de substitution pour nourrissons allergiques au lait de vache montrent que, dans certaines situations, l’huile de soja peut conserver une allergénicité .
Quelles protéines pourraient expliquer ces réactions chez des enfants n’ayant pas eu de contact précédemment avec le soja ?
– Une étude de Rosenfeld a montré que des nourrissons sans contact connu avec le soja étaient IgE-réactifs pour une fraction de 30 kD dans le soja ; et que cette fraction était reconnue par un antisérum murin dirigé contre la caséine (cf. Lait et soja).
Diagnostic d’une allergie au soja
Le soja rassemble plusieurs difficultés qui rendent le diagnostic difficile et les tests peu performants :
– Hormis le cas d’une allergie associée au pollen de bouleau, les réactions au soja ne sont pas dues à un allergène bien particulier ni caractéristique : non seulement les allergènes du soja sont multiples mais aucun ne semble dominer la scène.
– Le cas des laits de substitution mis à part, le contact allergisant avec le soja se fait souvent par le biais d’aliments manufacturés dont la nature complexe et la variété n’incitent pas à soupçonner le soja
– Les extraits pour tests cutanés ou tests in vitro sont préparés à partir de soja cru : cela ne correspond pas à la réalité pour le patient
– Les extraits commerciaux peuvent manquer de certains allergènes labiles, comme Gly m 4 ; de même les produits qui entrent dans la composition des mélanges-tests en TPO
– Le soja est susceptible de réactivité croisée, notamment avec d’autres graines de Fabacées comme l’arachide, et des résultats positifs pour le soja, sans traduction clinique, sont fréquents. Il en est de même pour soja et bouleau.
– Contrairement à l’arachide, il n’y a pas de recombinant disponible pour tester in vitro les protéines de stockage présentes dans le soja (2S, 7S, 11S). Seul rGly m 4 apporte une aide dans l’association bouleau-soja
– Enfin, le soja ne déroge pas à la règle d’une réactivité CCD malgré un glycome qui paraît surtout riche en chaînes oligomannosylées : une réactivité de type CCD a été montrée pour Gly m Bd 28K , suggérée pour Gly m Bd 30K et vérifiée pour l’extrait global .
Il est rare que les TPO confirment plus de 20% d’une histoire évocatrice avec TC et/ou CAP positif . Le plus souvent ce taux oscille entre 0 et 10% , même dans une série de Sampson .
Ce dernier a promu l’utilisation de seuils décisionnels pour éviter un certain nombre de TPO, particulièrement chez l’enfant.
De son point de vue, la technique CAP permettrait d’atteindre cet objectif : « Because the Pharmacia CAP System FEIA uses standardized allergens and is calibrated against the World Health Organization IgE standard, the predictive values that are reported in this study should be useful for the diagnosis of food allergy throughout the world » .
S’agissant du soja, Sampson a chiffré à 50% la VPP (valeur prédictive positive) d’un CAP >65 kU/l , ce qui bien sûr ne peut convenir en pratique.
Dans une seconde étude, ce même seuil produisait une VPP différente (86%) .
Cet écart montre que le seuil décisionnel dépend au plus haut point des patients inclus dans la cohorte étudiée.
Un seuil calculé avec certains patients dans certaines conditions de recrutement n’est assurément pas transposable (ex. pratique de ville) : parmi les facteurs entrant en jeu, citons l’âge, la pathologie associée (ex. eczéma atopique), l’environnement pollinique, les habitudes alimentaires, etc..
Pour Ostblom, en Suède, il est impossible d’atteindre 90% de probabilité d’allergie, quel que soit le résultat du CAP .
Celik-Bilgili, en Allemagne, observe une VPP de 37% à 100 kU/l , cela n’étant pas amélioré si le résultat pour le soja est divisé par celui des IgE totales .
Komata, au japon, ne parvient à définir aucun seuil, quel que soit l’âge . De même que Roehr en Allemagne .
Et Perry, aux USA, ne peut décider d’un seuil qui, en suivi, indiquerait une chance sur deux au moins de trouver un TPO négatif : la VPN est la même à 15 kU/l et à <0,35 kU/l .
Sachant que les tests cutanés commerciaux n’ont pas mieux permis de définir des seuils décisionnels , des progrès restent à faire avec les tests diagnostiques pour l’allergie au soja chez l’enfant.
Chez l’adulte et, notamment en cas de pollinose au bouleau, les TC natifs paraissent indiqués car les extraits commerciaux sont souvent déficients en Gly m 4.
Le recombinant rGly m 4 apporte un renseignement chez ces patients pour qui le CAP soja global reste souvent négatif .
Cependant, on trouve guère plus de rGly m 4 positifs parmi les patients avec TC positif plutôt que négatif pour le soja , ni parmi les patients polliniques au bouleau avec allergie prouvée au soja en comparaison de patients polliniques également mais sans allergie au soja …