RLF (Revue Laitière Française) 23 novembre 2017 à 08h00 | Par V. Bargain

Projet profil - Des résultats prometteurs à mi-parcours

BBA et l’Inra ont organisé le premier colloque du projet de recherche Profil sur la fonctionnalisation des protéines laitières. À mi-parcours, des résultats prometteurs ont été obtenus et les industriels commencent à s’en saisir.

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Plusieurs résultats obtenus en laboratoire 
ont déjà été testés au stade pilote.
Plusieurs résultats obtenus en laboratoire ont déjà été testés au stade pilote. - © Inra

Lancé en 2014 par BBA, qui regroupe dix entreprises laitières et cinq partenaires scientifiques et techniques, avec l’appui des régions Bretagne et Pays de la Loire, le projet de recherche Profil vise à exploiter les propriétés fonctionnelles des protéines laitières pour proposer des produits 100 % laitiers dans lesquels ces protéines se substituent aux additifs parfois employés pour des raisons techniques. Il s’agit de répondre aux attentes de naturalité des consommateurs. À mi-parcours, BBA et l’Inra, qui assure la coordination scientifique, ont présenté certaines avancées des travaux des onze doctorants engagés dans le projet. « Les résultats sont prometteurs, a assuré Luc Castillo, président du Conseil scientifique de BBA. Pour certains travaux, nous sommes déjà au stade pilote. Toutes les entreprises y trouveront des applications. » Quatre axes thématiques ont été explorés, auxquels s’ajoute depuis un an un axe transversal visant à évaluer en phase pilote les itinéraires technologiques mis au point et les propriétés sensorielles des produits obtenus.

METTRE EN OEUVRE LA PLASTICITÉ DES PROTÉINES

L’objectif est de faire exprimer aux protéines sériques des fonctionnalités soupçonnées et de trouver les traitements adéquats pour permettre cette expression. Dans la plupart des cas, il s’agit de traitements doux pouvant modifier légèrement et réversiblement la structure des protéines. « C’est cette plasticité des protéines qui est mise en oeuvre dans le projet, souligne Joëlle Léonil, coordinatrice scientifique de Profil. Les protéines ont la capacité de former des assemblages de tailles et formes variées. L’objectif est de pouvoir piloter ces assemblages pour exprimer des fonctionnalités qui doivent aussi résister aux conditions technologiques industrielles et à la conservation. »

Un des axes étudiés est la vectorisation de molécules d’intérêt. Anne-Laure Chapeau (Inra STLO) a montré qu’un assemblage (coacervat) de bêta-lactoglobuline et de lactoferrine peut « encapsuler » la vitamine B9. Le mécanisme a été optimisé et passé à l’échelle du litre avec un rendement d’encapsulation de 98 %. La chercheuse a aussi démontré que l’encapsulation par les protéines sériques protège la vitamine B9 de la lumière, de l’oxydation de la thermodégradation (surgélation, lyophilisation) et de la dégradation par les sucs digestifs. Des tests sur rats ont montré que la concentration plasmatique en vitamine B9 et la quantité totale absorbée sont supérieures quand la vitamine est encapsulée. « L’encapsulation améliore la biodisponibilité in vivo. » Enfin, la chercheuse a montré que le coacervat est dispersible et stable dans le lait. « Les perspectives sont larges, souligne Anne-Laure Chapeau. 100 mg de coacervat apportent 450 μg de vitamine B9, 50 μg de fer mais aussi 25 mg de protéines sériques, dont la lactoferrine, protéine à forte valeur biologique. Ces assemblages pourraient être utilisés comme ingrédient ou comme composé bioactif naturel et fonctionnel, avec des applications comme complément alimentaire pour femme enceinte, dans les poudres infantiles, dans les aliments nutrition-santé. » Et d’autres molécules d’intérêt pourraient être encapsulées (arômes, acides gras, peptides bioactifs…), avec la limite que, le coacervat se formant par attractions électrostatiques, il est plus difficile d’encapsuler de fortes teneurs en minéraux. « De nombreuses applications sont envisageables en agroalimentaire, nutrition, mais aussi cosmétique et pharmacie, secteurs à plus forte valeur ajoutée », estime la doctorante.

REMPLACER LES ADDITIFS TEXTURANTS OU STABILISANTS

Des résultats intéressants ont aussi été obtenus sur la capacité des protéines sériques à s’organiser en superstructures (agrégats fractals, microgels) et de créer des liaisons entre elles. Marie Chevalier (Inra STLO) a montré qu’il est possible d’utiliser un réseau d’agrégats fractals pour stabiliser des émulsions riches en protéines sériques, très sensibles aux traitements thermiques. D’autres travaux montrent l’intérêt d’agrégats fractals pour texturer une émulsion en connectant les gouttes de matière grasse. « Ces agrégats peuvent texturer une émulsion même à 5 % de matière grasse, ce qui ouvre une perspective pour des produits laitiers sans additifs et allégés, indique Thibault Loiseleux (Inra UR BIA). De plus, la texturation se fait de manière différée dans le temps, ce qui permet de travailler un produit liquide. Enfin, après cisaillement, la texture reprend, ce qui présente un intérêt pour les produits foisonnés. » Le doctorant a étudié les interactions moléculaires contrôlant le mécanisme de gel différé et montré qu’il est possible de maîtriser la texture des émulsions en contrôlant ces interactions grâce à la température de stockage. Enfin, les premiers essais d’Hanna Lesme (Oniris) montrent qu’une émulsion texturée avec des agrégats fractals est agréable en bouche. « Les potentialités sont donc réelles et, sur plusieurs axes, nous allons maintenant passer au stade industriel, a conclu Luc Castillo. Profil a montré aussi la capacité des acteurs du Grand Ouest à porter des métaprojets de recherche précompétitive. Un autre métaprojet sur la fermentation et les effets santé est en réflexion. »

- © V. Bargain

DES AGRÉGATS AUX FONCTIONNALITÉS MULTIPLES

Elise Schong (Inra STLO) a montré que l’étuvage de poudres de protéines sériques à pH 9,5 entraîne la formation d’agrégats de protéines de taille micrométrique, les AMI, qui peuvent retenir 66 % de leur poids en eau. Les travaux se poursuivent sur les conditions de formation des AMI et leurs fonctionnalités. Anna Kharlamova (Université du Maine, IMMM) a étudié les fonctionnalités des différents types d’agrégats. Les microgels permettent d’enrichir des produits laitiers en protéines sans augmenter leur viscosité. L’épaississement est apporté surtout par les agrégats fractals de grande taille. Quant aux petits agrégats fractals, ils sont idéaux pour la gélification. La chercheuse a montré que la gélification est activée par l’augmentation de la température, l’ajout de Ca2+ ou la baisse du pH. Les gels se forment plus vite et sont de plus en plus fermes et homogènes quand on augmente la concentration en agrégats fractals. Dans des matrices laitières, les agrégats fractals viscosifient des solutions de caséinates de sodium et la viscosité finale des mélanges est prévisible en connaissant les viscosités des deux ingrédients seuls. Enfin, Anna Kharlamova a montré que les agrégats fractals permettent une gélification à plus basse température de suspensions de micelles de caséine.

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