Contribution de l’article

Le quenching de fluorescence à 344 nm a indiqué que les résidus tryptophane des micelles de caséine

interagissent avec la curcumine.A pH 7,4 et 6,5, la constante de quenching KSV est évaluée à 18,2 ± 0,2

× 104 et à 18,8 ± 0,9 × 104 M⁻1 respectivement, valeurs en corroboration avec celles de la littérature

égales à 11.3 × 104 M−1 (longueur d’excitation de 280 nm et d’émission de 342 nm) et 8,3 × 104 M−1

(longueur d’excitation de 295 nm et d’émission de 344 nm), ou 7,2 × 104 M⁻1 (longueur d’excitation de

280 nm et un spectre d’excitation de 300 à 450 nm) 338. L'interaction non covalente entre la curcumine

et la micelle de caséine pourrait être décrite comme un équilibre entre les molécules de curcumine

libres et les complexes micelle de caséine-curcumine 451. La température a été variée car elle influence

le complexe curcumine / micelle puisque des interactions hydrophobes entre les cycles phénoliques de la curcumine et les résidus d'acides aminés hydrophobes de caséines sont attendues. En outre, il est bien connu que la température dans une gamme comprise entre 10 et 40 °C influence les paramètres physico-chimiques des micelles de caséine tels que l’équilibre des minéraux et de la caséine soluble, l'hydratation et la taille des particules 500. Il est alors pertinent d'étudier le comportement du complexe curcumine / micelle entre 20 et 35 °C. L'élévation de la température de

20 à 35 ° C a conduit à une augmentation de la constante de liaison Kb d'environ 10 fois de 0,6 à 6,57 x

104 M -1. L’augmentation de la température a favorisé les interactions hydrophobes entre la curcumine

et la micelle de caséine. Dans cette étude, des constantes de liaison supérieures ont été obtenues à 35 °C contre 20 °C impliquant des interactions plus fortes entre la curcumine et la micelle de caséine avec l’augmentation de la température. L’accroissement de l’interaction hydrophobe a été proposé comme étant le contribuant majeur à l'augmentation des constantes de liaison.

Pour aller plus loin, une caractérisation multi-échelle de la structure de la micelle de caséine en présence de curcumine a été réalisée par SAXS et par DLS. L'addition de différentes concentrations de curcumine à la suspension de micelles n'a montré aucune influence sur les profils de diffusion SAXS et les distributions de taille DLS. Tous les signaux de diffusion et les distributions de taille étaient

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superposés mettant en évidence que les structures interne et externe de la micelle de caséine n'ont pas été modifiées par l’addition de curcumine contrairement à ce que Shukla et al. (2009) ont décrit

suite à l’addition de d’épigallocatéchine gallate (EGCG)491. En effet, l’addition de ce dernier aux micelles

a conduit à une plus grande intensité diffusée à des angles faibles en raison d'une augmentation de la densité électronique globale de la micelle de caséine. En outre, la présence de tanins modifie de façon significative le profil de diffusion à des valeurs élevées de vecteurs d'ondes q. Ceci a été attribué à la

chélation du calcium par l'EGCG qui a entraîné la disparition de l'inflexion à 0,07 Å -1. Nos résultats

n’ont montré aucune modification sensible du signal de diffusion lors de l'addition de curcumine aux micelles de caséines. Ceci peut être expliqué par la différence de concentration de biomolécules avec

Shukla et al. (2009) 491 qui est environ 1000 fois plus élevée que la concentration de la curcumine de la

présente étude et que l’EGCG est partiellement soluble dans l’eau contrairement à la curcumine. Plus récemment, Haratifar et Corredig (2014) ont constaté que jusqu'à 0,08 mg EGCG peuvent être liés par

mg de protéine de lait 328. De telles concentrations élevées n’ont pas été testées avec la curcumine dû

au fait que la gamme de concentration testée (5-50 µM) a été choisie en relation avec les concentrations auxquelles elle présente les activités biologiques les plus importantes, issues

notamment d'études de son influence sur des cellules de cancer des os 501 ou sur des cellules

d'ostéosarcome U2OS 220.

Les résultats SAXS et DLS suggèrent ainsi que la micelle est capable de véhiculer la curcumine sans changement de leur structure globale.

La transition sol-gel des micelles de caséines acidifiées et chargées de curcumine a été étudiée par diffusion multiple de la lumière et par détermination des modules viscoélastiques. L'addition de curcumine n'a pas affecté la gélification à 20 °C et à 35 °C. En effet, l’agrégation des particules dans la phase de pré-gélification a été suivie et le pourcentage de lumière rétrodiffusée (ΔBS) égale à 13 % et 20 % à respectivement 20 et 35 °C n'est pas modifié en présence de curcumine. L’ajout de curcumine n’a pas non plus influencé le pH au point de gel qui est égal à 4,4 ni le temps de gélification qui est égal

159 à 145 min. De plus, la force du gel reste identique avec l’ajout de curcumine et atteint 25 Pa à 20 °C et 40 Pa à 35 °C. Avec l'acidification en dessous du pH isoélectrique des caséines, le renforcement des interactions hydrophobes était attendu comme résultat de la neutralisation de la charge de la protéine

et de l'hydratation faible de la micelle de caséine 500 contrairement à la curcumine qui restent en forme

neutre 502.

Ce travail a donc permis de confirmer l’interaction des micelles de caséines avec la curcumine par spectroscopie de fluorescence. Les expériences de diffusion des rayons X et de diffusion de la lumière n’ont révélé aucune modification des structures interne et externe de la micelle par la curcumine. La gélification acide n'a pas été affectée par l'addition de curcumine au deux températures étudiées (20 et 35 °C). Ainsi, la micelle de caséine est une structure capable d’encapsuler une molécule hydrophobe telle que la curcumine tout en gardant ses propriétés techno-fonctionnelles notamment son aptitude à la gélification. Sachant que la curcumine interagit avec les micelles de caséines sans modifier les propriétés structurales et technofonctionnelles de cette dernière, et que les MC sont les protéines laitières de base permettant la formation d’un gel de type yaourt, il serait intéressant d’étudier l’interaction de la curcumine avec les bactéries lactiques du yaourt pour une éventuelle application technologique et une production d’un yaourt à valeur ajoutée.

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Publication 2 : L’étude des interactions de la curcumine avec les