Enzymatic hydrolyses of protein isolates obtained from rapeseed cakes : kinetics, modelisation, caracterization and functionality of peptides

Cette thèse a permis d'étudier l'obtention de peptides biologiquement actifs ou à propriétés fonctionnelles à travers la mise en ?uvre et le développement de procédés de préparation et d'hydrolyse d'isolats de protéines issus de tourteaux de colza. Tout d'abord, un procédé de préparation de deux isolats protéiques se différenciant par le type de protéines les constituant (Globuline ou Albumine) a été développé. Les deux isolats ne possèdent pas de bonnes propriétés fonctionnelles mais leur hydrolyse partielle par l'Alcalase 2,4L permet d'en améliorer certaines. Puis, l'action hydrolytique de protéases commerciales (Alcalase 2,4L, Pronase SG, Neutrase 0,8L, Prolyve BS, Lypaïine 6500, Orientase 90N, Espérase 7,5L) sur l'isolat de globulines a été comparée. La valorisation des hydrolysats a porté sur leur capacité à promouvoir la croissance de cellules animales cultivées dans un milieu sans sérum de veau foetal. Il a été montré que les cinétiques d'hydrolyse, la taille des peptides produits et l'activité biologique des hydrolysats sont significativement influencées par la spécificité de l'enzyme et qu'il existe une relation enzyme / degré d'hydrolyse (DH) / activité ciblée. Enfin, nous avons montré pour trois systèmes enzyme/substrat différents (Alcalase/Globuline, Pronase/Globuline et Alcalase/Albumine) qu'à un DH et à un pH donnés, la composition peptidique des hydrolysats est indépendantes des concentrations initiales en enzyme et en substrat et de la température. Ainsi, la prédiction de l'évolution temporelle du DH, quelles que soient les valeurs de ces paramètres, permet de contrôler la génération d'un mélange peptidique aux propriétés ciblées. Un modèle phénoménologique basé sur le schéma réactionnel de Michaelis-Menten a alors été construit afin de simuler les cinétiques d'hydrolyse en réacteur discontinu. Pour cela, les phénomènes limitants impliqués dans l'hydrolyse (inhibition ou inactivation de l'enzyme, modification du substrat) ont été mis en évidenceThis thesis made it possible to study obtaining biologically active peptides or with functional properties through the development of processes for the preparation and the hydrolysis of protein isolates resulting from rapeseed cakes. First, a method of preparation of two protein isolates being different by the type of proteins (Globulin or Albumin) was developed. The two isolates do not have good functional properties but their partial hydrolysis by Alcalase 2.4L improves some of them. Then, the hydrolytic action of commercial proteases (Alcalase 2.4L, Pronase SG, Neutrase 0.8L, Prolyve BS, Lypa?ine 6500, Orientase 90N, Espérase 7.5L) on the isolate of globulins was compared. The valorisation of the hydrolysates related to their capacity to promote the growth of animal cells cultivated in a serum-free medium. It was shown that the kinetics of hydrolysis, the size of produced peptides and the biological activity of the hydrolysates are significantly influenced by the specificity of the enzyme and there is a relation enzyme/ degree of hydrolysis (DH)/ targeted activity. Lastly, we showed for three different enzyme/substrate systems (Alcalase / Globulin, Pronase / Globulin and Alcalase / Albumin) that at given DH and pH, the peptide composition of the hydrolysates is independent of the initial enzyme and substrate concentrations and of the temperature. Thus, the prediction of the temporal evolution of the DH, whatever the values of precedent parameters, allows to control the generation of a peptide mixture with targeted properties. A model based on the reaction pathway of Michaelis-Menten was then built in order to simulate the hydrolysis kinetics in batch reactor. For that, limiting phenomena implied in the hydrolysis (inhibition or inactivation of the enzyme, modification of the substrate) were highlighte