Protines alimentaires Introduction Parce que les protines remplissent

Protéines alimentaires: Introduction § Parce que les protéines remplissent différentes fonctions § Parce que pour 80% pop. Mondiale source protéique n’est pas un steak haché § L’apport protéique dans l’alimentation est fondamentale § Alors Chap 5 - Protéines alimentaires. 1

Introduction § § Récolter des sources protéiques Améliorer les rendements des cultures Développer l’obtention de nouvelles protéines Réduire le gaspillage des protéines ingérées § ……. . § ………… § Fort potentiel protéique § Lever les freins techniques Chap 5 - Protéines alimentaires. 2

Introduction § Lever les freins § ………. . § ……………. § …………. . § Aliments stables, Création d’aliments nouveaux Chap 5 - Protéines alimentaires. 3

Les protéines alimentaires Structure des protéines – Rappel- voir cours 2 A A- Propriétés fonctionnelles B- Propriétés nutritionnelles Chap 5 - Protéines alimentaires. 4

- Structure des protéines § Organisation entre AA § Degré d’organisation § …………. . § Nature de la chaine latérale § ……………. . § Les forces en présence: § Van der Waals, liaison H, électrostatique, électrophobe, pont disulfure Chap 5 - Protéines alimentaires. 5

- Structure des protéines § Un équilibre fragile: § p. H, force ionique, température § Dénaturation § ………. . § …………… Chap 5 - Protéines alimentaires. 6

Protéines § § A- Propriétés fonctionnelles I-Interaction eau-protéine (hydratation) § Mouillabilité, gonflement………………. II-Interaction protéine-protéine (bio molécules) § Précipitation, gélification III-Interaction protéine-air (surface) § Mousse, émulsion Chap 5 - Protéines alimentaires. 7

A-Propriétés fonctionnelles § I-Hydratation § Aliment = solide hydraté § 1. Absorption et rétention = Chap 5 - Protéines alimentaires. Texture 8

Protéine sèche Sites polaires Couches multiples e lai r pil ca Hydratation interaction eau - protéine Gonflement Solvatation dispersion eau de structure + ……. . Particules insolubles et gonflées Chap 5 - Protéines alimentaires. Solution 9

Chap 5 - Protéines alimentaires. 10

Chap 5 - Protéines alimentaires. 11

I-Hydratation interaction eau - protéine § Facteurs d’influence § T°C § Force ionique § [sel] faible, ………… § [sel] Forte, …………. § Entre hydratation et propriétés fonctionnelles…………………. . Chap 5 - Protéines alimentaires. 12

I- Interaction eau-protéine Masson p 18 Chap 5 - Protéines alimentaires. 13

I- Interaction eau-protéine § 2 - Solubilité (intérêt) § ……………… § Facteurs d’influence § p. H, § Force ionique § T°C Chap 5 - Protéines alimentaires. 14

Cheftel p 55 Chap 5 - Protéines alimentaires. 15

I- Interaction eau-protéine § 2 -Solubilité: § 3 - Viscosité Chap 5 - Protéines alimentaires. 16

3 -viscosité § Fluide newtonien / non newtonien § Coefficient de viscosité …………… § Diamètres des particules § Molécule, facteurs environnementaux § Interaction protéine-solvant : ………… § Interaction protéine-protéine : …………. Chap 5 - Protéines alimentaires. 17

3 - viscosité § Succession d’étapes: Molécules s’orientent ……………… Sphère d’hydratation ………………… Liaisons H ………………. . § p. H, T°C, force ionique, ions § ………………. Chap 5 - Protéines alimentaires. 18

3 - Viscosité § Consistance des systèmes, boissons, potages, sauces, … § Opérations technologiques: § ………… Chap 5 - Protéines alimentaires. 19

Viscosité – solubilité § Poudre protéique insoluble dénaturée par chaleur Viscosité faible § Poudre protéique soluble mais faible absorption Viscosité faible p. H neutre (lactosérum) § Poudre protéique soluble avec forte absorption Viscosité élevée § Viscosité et absorption ont corrélation positive Chap 5 - Protéines alimentaires. 20

II-Interaction protéine-protéine 1 - Gélification § Précipitation: agrégation, perte totale ou partielle de solubilité § Floculation: absence de dénaturation agrégation non ordonnée, Phénomène ………………. . § Coagulation : agrégation non ordonnée, avec dénaturation § Gélification: agrégation de molécules dénaturées en réseau protéique ……………… Chap 5 - Protéines alimentaires. 21

1 - Gélification § Traitement thermique § Interaction ordonnée ……………. § § Gels thermiquement irréversibles: …………… Gels réversibles : …………………. Gels intermédiaires: ……………… Cogélification (……………. . Chap 5 - Protéines alimentaires. 22

2 -Influence de la T°C Agrégation lente-> ordonné->gel lisse Prot avec % AA hydrophobe: gel ferme En chauffant: formation de pont S-S Chap 5 - Protéines alimentaires. 23

3 -Influence du p. H § Si [prot] zone de p. H pour gelification s’élargit (interact hydrophobe compense les interact electrostat) § À p. Hi: ……………… Chap 5 - Protéines alimentaires. 24

4 -Évaluation du gel § Quantité d’eau emprisonnée § Perte d’eau après compression § Critères de sélection § Stabilité …………… § …………………… § Résistance …………………. Chap 5 - Protéines alimentaires. 25

III-Interaction protéine-surface 1 -Emulsion § Définition: dispersion de deux liquides non miscibles § ………………………… § Fournir un travail pour maintien des molécules en surface Tension interfaciale (liquide) / tension superficielle (air) …………… Chap 5 - Protéines alimentaires. 26

1. 1 - Evolution d’une émulsion § Déformation Ø ……………………………. V = k D 2 (∆ φ /µ) loi de Stokes Tension interfaciale : ………………… Taille des particules: ………………… Couche interfaciale: …………………. . Chap 5 - Protéines alimentaires. 27

1. 2 -Critères d’évaluation d’une émulsion § CE: capacité émulsifiante Qté huile fixée / g protéine avant inversion de phase § SE: stabilité de l’émulsion Vol émulsion finale / Vol émulsion initiale Chap 5 - Protéines alimentaires. 28

1. 3 - Stabilité d’une émulsion § Agents émulsifiants: Ø ……………………………. Ø ……………… Chap 5 - Protéines alimentaires. 29

1. 3 - Stabilité d’une émulsion § Influence T°C Viscosité plus faible , SE plus faible Mais gélification (émulsion de viande) Chap 5 - Protéines alimentaires. 30

Stabilité de l ’émulsion Masson p 31 Chap 5 - Protéines alimentaires. 31

1. 3 - Stabilité d’une émulsion § Corrélation positive Solubilité / CE et SE p. H : à p. Hi solubilité faible adsorption à la surface difficile stabiliser le film p. Hi gélatine, blanc d’œuf: bonnes prop émulsif p. H =/p. Hi: soja, lactosérum Chap 5 - Protéines alimentaires. 32

2 -Mousse § Définition : § ………………. . § ……………… § Interface importante (1 m / ml de liquide) § Abaisser la tension interfaciale § Former une barrière protectrice élastique Chap 5 - Protéines alimentaires. 33

2. 1 - Evolution d’une mousse § Mise en forme Bullage Fouettement Chute de pression § Déstabilisation Drainage Diffusion de gaz Rupture de lamelle Chap 5 - Protéines alimentaires. 34

2. 2 - Evaluation d’une mousse § Évaluation Volume de mousse (V mousse/Vol phase liquide) Foisonnement Pouvoir moussant (V gaz/V liq) Densité de la mousse Chap 5 - Protéines alimentaires. 35

2. 3 - Stabilité d’une mousse p. H sel sacch Foisonnement - + - Stabilité + - + Durée du fouettement Cheftel p 86 Chap 5 - Protéines alimentaires. 36

B- Propriétés nutritionnelles I-Besoin protéique de l’Homme § Equilibre azoté = ………… § Évaluation des besoins Méthode factorielle: ………………. . Mesure perte en N Perte = ……………. 54 mg/ jour/ kg § 0, 57 g protéine / jour / kg § 56 g pour un homme de 70 kg 37

I-Besoin en protéines § 0, 054 x 1, 3 x 6, 25 = 0, 57 ( g prot / jour/ kg) Régime alimentaire : Rendement ……………. . …………… Pays occidentaux: …………………. Consommation viande (France) 1950: 50 kg / an / hab 2000 : …………………. . Chap 5 - Protéines alimentaires. 38

I-Besoin en protéines § Quantitatif / QUALITATIF Ø …………… § Malnutrition Ø Mixte: …………………. Ø Kwashiorkor : ………………. Chap 5 - Protéines alimentaires. 39

I-Besoin en protéines § Apport calorique : 11 -14% sous forme protéine § Valeur recommandée FAO: 8% § Certains pays: 12% ……. § Programme de nutrition : Ø …………………. . Chap 5 - Protéines alimentaires. 40

Chap 5 - Protéines alimentaires. 41

II- Caractéristiques § Définitions : § CEP § VB Chap 5 - Protéines alimentaires. 42

Chap 5 - Protéines alimentaires. 43

III- Traitement de modification § 1 –Traitement thermique § Effets positifs: conditions douces (cuisson) § Myrosinase (colza) § Inhibiteur de Kunitz § Phytohémagglutinines (lectines) § Effets négatifs: § Pertes, toxicité, non disponibilité…. Attention : allergènes cachés résistants Allergène M (morue) Chap 5 - Protéines alimentaires. 44

III- Traitement de modification § 1 –Traitement thermique § modifications des Acides Aminés § Désulfuration: CYS (stérilisation) § Désamination : GLN et ASN (T>100°C) § Isomérisation (T>200°C) § Formation dérivés cycliques: TRP ->carboline (T°>300°C) mutagène § Chap 5 - Protéines alimentaires. 45

2 - Traitements thermiques sévères à p. H alcalin § Présence de GLN ou ASN § Formation de DHA (β élimination) § Destruction de CYS (P-SER) -> DHA § Destruction de ARG -> ornithine, citrulline… Chap 5 - Protéines alimentaires. 46

Formation de pont covalent Chap 5 - Protéines alimentaires. Cheftel p 261 47

3 - Perte par fractionnement § Isolat protéique de soja § Solubilité/ précipitation…. . Chap 5 - Protéines alimentaires. 48

4 - Oxydation : Ø Agents Oxydants § Peroxyde d’hydrogène, hypochlorite de Na, Peroxydes lipidiques, § Polyphénols AA soufrés, CYS, MET, TRP, Et TYR, HIS Chap 5 - Protéines alimentaires. 49

4 - Oxydation Ø Réactions d’oxydation des AA § MET: § Sulfoxide et sulfone § CYS; § Nombreux dérivés (disulfoxide, disulfone Acide sulfénique) Globalement les réactions d’O 2 sur les protéines ont effets mineurs Chap 5 - Protéines alimentaires. 50

Acroléine 116 Chap 5 - Protéines alimentaires. 51

IV- Interaction protéines -lipides § Avec les radicaux libres LOO° § Disponibilité des AA réduite § Aliments / aliments pour animaux § Interaction avec les polyphénols § Oxydés en quinone § LYS, MET, TRP § Ex: acide chlorogénique du tournesol (coloration) Chap 5 - Protéines alimentaires. 52

V- Interaction Protéines – Glucides réducteurs § Camille Maillard ou le brunissement non enzymatique Sucres réducteurs + amines (LYS) aldosylamine -> prémélanoïdines (Amadori) ->scission, polymérisation, mélanoïdines (Streker) LYS indicateur Inhibition par les sulfites Chap 5 - Protéines alimentaires. 53

Réaction de Maillard Chap 5 - Protéines alimentaires. 54

Chap 5 - Protéines alimentaires. 55

Chap 5 - Protéines alimentaires. 56

Chap 5 - Protéines alimentaires. 57

Chap 5 - Protéines alimentaires. 58

Chap 5 - Protéines alimentaires. 59