Ce projet de recherche visait à concentrer le plasma généré après pressurisation hydrostatique de la granule du jaune d’œuf par UF afin de produire un ingrédient enrichi en phosvitine, aux propriétés émulsifiantes intéressantes. Trois objectifs ont été complétés pour répondre à l’hypothèse de recherche : un pré-traitement de la granule du jaune d’œuf par HPH et la concentration par UF du plasma issu de son fractionnement génère un ingrédient aux propriétés émulsifiantes améliorées grâce à sa teneur élevée en phosvitine.
Le premier objectif visait à évaluer les performances du système d’UF d’un plasma enrichi en phosvitine comparativement à un plasma témoin sans phosvitine. Pour les deux plasmas, une membrane d’UF en PES de 10 kDa et une pression transmembranaire optimale de 96 kPa ont été utilisées. Pour les deux plasmas, les flux de perméation à chaque FCV ne présentaient pas de différences significatives (p>0.05). Par conséquent, le prétraitement de la granule du jaune d’œuf par HPH n’’impacte pas les performances de filtration du plasma générée après la pressurisation et la centrifugation de la granule.
Le deuxième objectif était de caractériser les différentes fractions générées (granule initiale, granule 2, plasma 2, rétentat et perméat) témoins et pressurisées. Peu de différences ont été observées dans les teneurs en protéines et en lipides pour les fractions non pressurisées et traitées à 400 MPa pendant 5 min, suggérant que le prétraitement de la granule initiale du jaune d’œuf par HPH n’a pas un impact majeur sur la composition des fractions. En revanche, les profils protéiques obtenus par SDS-PAGE ont montré la présence de β-phosvitine dans les fractions pressurisées (granule, plasma et rétentat), démontrant son transfert spécifique de la granule vers le plasma, grâce à la pressurisation. Également les teneurs en phosphore et en fer ont augmenté dans les fractions pressurisées (plasma et rétentat), validant davantage le transfert de la phosvitine et sa rétention par la membrane de 10 kDa. Des teneurs en phosvitine ont été évaluées à 1.73 ± 0.07% p/p dans la fraction P2P et à 26.00 ± 4.12% p/p dans la fraction RP, démontrant sa concentration dans le rétentat d’UF. Enfin, une analyse protéomique par LC-MS/MS sur les fractions pressurisées P2, rétentat et perméat, a permis de confirmer la présence de la phosvitine et sa rétention totale par la membrane d’UF de 10 kDa. De plus, cette analyse a démontré la séparation sélective de molécules par le procédé d’UF et la présence de contaminations lors du procédé.
Le troisième et dernier objectif était d’évaluer les propriétés émulsifiantes du rétentat enrichi en phosvitine comparativement au rétentat témoin sans phosvitine. En effet, plusieurs études ont montré que la phosvitine présente des propriétés émulsifiantes intéressantes. L’émulsion avec le rétentat pressurisé était effectivement plus stable à la floculation et au crémage comparativement à l’émulsion avec le rétentat témoin, et le profil
protéique de la fraction de crème lavée laisse suggérer que la β-phosvitine aurait un rôle dans l’amélioration des propriétés émulsifiantes du rétentat enrichi en phosvitine. Cependant, une analyse par microscopie confocale à balayage laser a montré la présence d’agrégation protéique emprisonnant les gouttelettes d’huile dans la crème de l’émulsion faite à partir du rétentat enrichi en phosvitine. La pressurisation a donc possiblement induit l’agrégation des protéines et la formation d’une structure compacte similaire à un gel qui semble stabiliser les gouttelettes d’huile lorsque concentrées par l’étape de lavage.
Par conséquent, la combinaison des HPH et du procédé d’UF pour obtenir une fraction enrichie en phosvitine pourrait être intéressante à des fins industrielles. Le traitement HPH (400 MPa, 5 min) sur la granule du jaune d’œuf a permis le transfert spécifique de la β-phosvitine dans le plasma et l’UF a permis sa rétention totale et sa concentration dans le rétentat. L’émulsion préparée avec le rétentat enrichi en phosvitine a présenté une plus grande stabilité à la floculation et au crémage. Bien que la phosvitine semble avoir un effet positif sur les propriétés émulsifiantes du rétentat, des analyses supplémentaires sont nécessaires pour valider ce constat. L’hypothèse de recherche n’est donc pas entièrement validée.
Conclusion générale et perspectives
Les résultats générés dans cette étude n’ont pas permis de valider entièrement l’hypothèse de recherche suivante : un pré-traitement de la granule du jaune d’œuf par HPH et la concentration par UF du plasma issu de son fractionnement génère un ingrédient aux propriétés émulsifiantes améliorées grâce à sa teneur élevée en phosvitine. En effet, la pressurisation (400 MPa, 5 min) de la granule du jaune d’œuf a induit le transfert spécifique de la β-phosvitine vers le plasma, en déstabilisant le réseau granulaire et en brisant les ponts phosphocalciques du complexe HDL-phosvitine, comme l’avait observé Naderi et al (2017a et b) et Duffuler et al (2019). De plus, l’UF avec une membrane en PES de 10 kDa a permis la rétention et la concentration de la phosvitine et la séparation sélective de molécule, sans que le traitement HPH n’impacte sur les performances membranaires. L’émulsion préparée avec le rétentat enrichi en phosvitine est plus stable à la floculation et au crémage. Finalement, le profil protéomique de la crème lavée a montré la présence de la β- phosvitine, suggérant un effet positif sur les propriétés émulsifiantes du rétentat enrichi en phosvitine obtenu après la pressurisation et la centrifugation de la granule du jaune d’œuf.
Plusieurs améliorations et perspectives peuvent être proposées :
- La solubilisation de la granule du jaune d’œuf pourrait être réalisée à 1% p/p au lieu de 10 % p/p pour vérifier si une concentration plus élevée en phosvitine est retrouvée dans le rétentat final.
- Le procédé d’UF pourrait être établi à une échelle pilote, pour confirmer les résultats obtenus avec le système Lab scale TFF (MilliporeSigma®).
- Des analyses supplémentaires, telles que la mesure de la concentration exacte en phosvitine adsorbée à l’interface ou l’étude de différentes concentrations d’émulsifiants, sont à envisager pour déterminer le rôle exact de la phosvitine dans l’amélioration des propriétés émulsifiantes du rétentat enrichi en phosvitine.
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