Impact des conditions de mise en œuvre d’un procédé de

protéolyse enzymatique sur la maîtrise des propriétés

fonctionnelles des produits obtenus

Travaux encadrés par : Romain KAPEL Ivan MARC

Claudia NIOI

Séminaire RP2E : 19 janvier 2012

Séminaire RP2E : 19 janvier2012 Claudia NIOI

Plan présentation

Contexte

Introduction

Objectif de la thèse

Etude bibliographique

Stratégie expérimentale

Conclusion

Séminaire RP2E : 19 janvier 2012 Claudia NIOI

Contexte

Bio-carburantsHuile

alimentaire

Trituration graines

Le colza

Valorisation d’un co-produit agroalimentaire,

riche en protéines ayant une application dans le secteur de la

sécurité alimentaire

Tourteau de colza

Composition

Composition globale : intérêt pour l’alimentation animale

Napines

Protéines à activité antimicrobienne(fongicide)

La protéolyse enzymatique

Protéines

Propriétés fonctionnelles

Propriétés biologiques

Valeur nutritive

nutraceutiquepharmaceutiquecosmétologique…

protéolyse enzymatique

Objectif : maîtrise du procédé et de la composition des mélanges peptidiques obtenus

Hydrolysat

libération peptides actifs ou non

SéminaireRP2E : 19 janvier 2012 Claudia NIOI

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Objectif

Étudier l’impact d’un nouveau paramètre de procédé pour l’hydrolyse enzymatique de protéines qui permette d’orienter la réaction et de prédire la fonctionnalité des hydrolysats produits,

à partir d’une démarche couplantapproche analytique et modélisation.

Substrat choisi : napines issues d’un tourteau industriel de colza

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Les napines : état de l’artCaractéristiques structurales

Famille des albumines végétalesProtéines basiques (pI> 10)Taille : 12-14 kDa. Courte chaîne (violet) 4-5 kDa ; longue chaîne (bleu): 8-9 kDa4 ponts disulfures (orange)Caractère hydrophile et amphiphile

Propriétés fonctionnelles des hydrolysats de napines de la graine de colza

- bon agent moussant (Schwenkeet al., 1994)

Propriétés biologiques des hydrolysats de napines de la graine de colza

- hypocholestérolémiante (Pedroche et al., 2007)- inhibitrice d’activité A.C.E. (Vioque et al., 2007)- antioxydante (Wascheet al., 2008)- stimulatrice de la croissance cellulaire (Farges et al., 2008)- antimicrobienne (Neumann et al., 1997)

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Extraction du substrat (napines)

Optimisation du procédé d’extractionsolide-liquide des napines

Analyse qualitative des napines extraites

Stratégie expérimentale

Analyse structuraledes napines

Etude du procédé de dénaturation thermique et chimique

Impact des facteurs physico-chimiques (pH, T°C) sur la structure des napines

Mise au point du procédé d’hydrolyse

Analyse des hydrolysats(composition, taille, hydrophobie, charge)

Tests des activités biologiques(inhibition de la croissance fongique, stimulation de la croissance cellulaire)

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Extraction du substrat (napines)

Optimisation du procédé d’extractionsolide-liquide des napines

Analyse qualitative des napines extraites

Stratégie expérimentale

Mise au point d’un procédé d’ extraction sélectif, par rapport aux autres protéines, des napines issues d’un tourteau de colza industriel

Identification et quantification de l’impact des facteurs opératoires sur l’extraction des napines par planification expérimentale

Optimisation des performances du procédé d’extraction par une approche multicritère

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Stratégie expérimentale

Analyse structuraledes napines

Etude du procédé de dénaturation thermique et chimique

Impact des facteurs physico-chimiques (pH, T°C) sur la structure des napines

1. Evaluation de la structure :

secondaire par dichroïsme circulaire (lointain U.V.)

tertiaire par dichroïsme circulaire (proche U.V.) et fluorescence

2. Evaluation de la température de dénaturation par calorimétrie différentielle à balayage

Mécanisme de dénaturation des napines

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Stratégie expérimentale

Mise au point du procédé d’hydrolyse

Analyse des hydrolysats(composition, taille, hydrophobie, charge)

Tests des activités biologiques(inhibition de la croissance fongique, stimulation de la croissance cellulaire)

Analyse des propriétés physico-chimique des hydrolysats

Chromatographie d’échange d’ions Chromatographie d’ exclusion stérique Chromatographie haute performance en phase inverse

Test biologique

Test d’ activité antifongique en boite de Pétris Effets sur la croissance des cellules animales en microplaque

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pH, température,force ioniquedurée de réaction

Substrat protéique(concentration, conformation, pureté..)

Protéase(concentration, spécificité site de coupure..)

HYDROLYSE

La protéolyse : paramètres influents

• Peptides bioactifs• hydrolysats à

propriétés techno-fonctionnelles variées

Protéase

A

pH NaOHT

Protéase

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Originalité et attendus de l’étude

Réacteur : maîtrise des paramètres opératoires

Durée d`incubation avant ajout de la protéase

pH et T°C

Hydrolysat

Propriétés physico-chimiques (charge, taille, hydrophobie…)

Propriétés fonctionnelles

Propriétés antifongiques

1. Maîtrise du procédé d’hydrolyse des protéines et de la qualité recherchée des hydrolysats obtenus à l’aide d’un nouveau paramètre.

2. Associer les propriétés physico-chimiques liées à la composition des hydrolysats à leur(s) fonctionnalité(s) induite(s)

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Conclusion

Etat structurel du substrat (napines) = nouveau paramètre de contrôle du procédé de protéolyse

prédiction de la structure du substrat

maîtrise de la cinétique de dénaturation du substrat

Prédiction de la qualité des mélanges obtenus

hydrolysats issus d’un substrat à différents degrés de déstructuration

relation entre propriétés physico-chimiques et fonctionnalité.

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Claudia NIOI

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