Travaux encadrés par : Romain KAPEL Ivan MARC

1. Impact des conditions de mise en œuvre d’un procédé de protéolyse enzymatique sur la maîtrise des propriétés fonctionnelles des produits obtenus Séminaire RP2E : 19 janvier 2012 Claudia NIOI Travaux encadrés par : Romain KAPEL Ivan MARC

2. Plan présentation • Contexte • Introduction • Objectif de la thèse • Etude bibliographique • Stratégie expérimentale • Conclusion Claudia NIOI

3. Contexte Le colza Composition Napines Tourteau de colza Protéines à activité antimicrobienne (fongicide) Composition globale : intérêt pour l’alimentation animale Valorisation d’un co-produit agroalimentaire, riche en protéines ayant une application dans le secteur de la sécurité alimentaire Claudia NIOI Trituration graines Bio-carburants Huile alimentaire

4. La protéolyse enzymatique Propriétés fonctionnelles Valeur nutritive Protéines Propriétés biologiques protéolyse enzymatique libération peptides actifs ou non nutraceutique pharmaceutique cosmétologique… Hydrolysat Objectif : maîtrise du procédé et de la composition des mélanges peptidiques obtenus Claudia NIOI

5. 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 couplant approche analytique et modélisation. Substrat choisi : napines issues d’un tourteau industriel de colza Claudia NIOI

6. Les napines : état de l’art Caractéristiques structurales Famille des albumines végétales Protéines basiques (pI> 10) Taille : 12-14 kDa. Courte chaîne (violet) 4-5 kDa ; longue chaîne (bleu): 8-9 kDa 4 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 (Pedrocheet al., 2007) • inhibitrice d’activité A.C.E. (Vioque et al., 2007) • antioxydante (Wascheet al., 2008) • stimulatrice de la croissance cellulaire (Fargeset al., 2008) • antimicrobienne (Neumann et al., 1997) Claudia NIOI

7. Stratégie expérimentale Optimisation du procédé d’extraction solide-liquide des napines Extraction du substrat (napines) Analyse qualitative des napines extraites Impact des facteurs physico-chimiques (pH, T°C) sur la structure des napines Analyse structurale des napines Etude du procédé de dénaturation thermique et chimique Analyse des hydrolysats (composition, taille, hydrophobie, charge) Mise au point du procédé d’hydrolyse Tests des activités biologiques (inhibition de la croissance fongique, stimulation de la croissance cellulaire) Claudia NIOI

8. Stratégie expérimentale Optimisation du procédé d’extraction solide-liquide des napines Extraction du substrat (napines) Analyse qualitative des napines extraites 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 napinespar planification expérimentale Optimisation des performances du procédé d’extraction par une approche multicritère Claudia NIOI Zone de « Pareto » identifiée par l'algorithme génétique

9. Stratégie expérimentale Impact des facteurs physico-chimiques (pH, T°C) sur la structure des napines Analyse structurale des napines Etude du procédé de dénaturation thermique et chimique • 1. Evaluation de la structure : • secondaire par dichroïsme circulaire (lointain U.V.) • tertiaire par dichroïsme circulaire (procheU.V.) et fluorescence 2. Evaluation de la température de dénaturation par calorimétrie différentielle à balayage Mécanisme de dénaturation des napines Claudia NIOI

10. Stratégie expérimentale Analyse des hydrolysats (composition, taille, hydrophobie, charge) Mise au point du procédé d’hydrolyse 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 Claudia NIOI

11. La protéolyse : paramètres influents Substrat protéique (concentration, conformation, pureté..) pH, température, force ionique durée de réaction HYDROLYSE Protéase (concentration, spécificité site de coupure..) • Peptides bioactifs • hydrolysats à propriétés techno-fonctionnelles variées  Protéase Claudia NIOI

12. Originalité et attendus de l’étude • Maîtrise du procédé d’hydrolyse des protéines et de la qualité recherchée des hydrolysats obtenus à l’aide d’un nouveau paramètre. • Associer les propriétés physico-chimiques liées à la composition des hydrolysats à leur(s) fonctionnalité(s) induite(s) Protéase Réacteur : maîtrise des paramètres opératoires pH A T NaOH pH et T°C • Durée d`incubation avant ajout de la protéase Hydrolysat Propriétés antifongiques Propriétés fonctionnelles Propriétés physico-chimiques (charge, taille, hydrophobie…) Claudia NIOI

13. Conclusion • Etat structurel du substrat (napines) = nouveau paramètre de contrôle du procédé de protéolyse hydrolysats issus d’un substrat à différents degrés de déstructuration relation entre propriétés physico-chimiques et fonctionnalité. prédiction de la structure du substrat maîtrise de la cinétique de dénaturation du substrat • Prédiction de la qualité des mélanges obtenus Claudia NIOI

14. Merci de votre attention Claudia NIOI