Production par voie enzymatique et caractérisation d'oligopeptides : application à l'hydrolyse de protéines végétales pour l'obtention d'un produit d'intérêt nutritionnel pour l'alimentation animale

par Thierry Ligné

Thèse de doctorat en Génie enzymatique, bioconversion et microbiologie

Sous la direction de Daniel Thomas.

Soutenue en 1998

à Compiègne , dans le cadre de École doctorale 71, Sciences pour l'ingénieur (Compiègne) .

mots clés

• Enzymes
• Cinétique enzymatique
• Analyse enzymatique
• Oligopeptides
• Peptides
• Hydrolysats de protéines
• Protéines végétales
• Animaux -- Alimentation
• Azote
• Spectroscopie de masse
• Chromatographie sur couches minces

Résumé

Nombre de publications décrivent que les oligopeptides (di- et tripeptides) sont absorbés par l'appareil gastro-intestinal des animaux (monogastriques et ruminants) plus rapidement et plus uniformément que les acides aminés libres. Un aliment comprenant une quantité substantielle de ces oligopeptides devrait en conséquence avoir une valeur nutritionnelle accrue. Notre travail a consisté, dans cette optique, à obtenir des oligopeptides au stade du laboratoire. Les oligopeptides, en tant que molécules azotées de faible masse molaire, font partie de l'azote non protéique (NPN). Dans un premier temps, nous avons donc cherché à quantifier NPN dans diverses farines végétales couramment utilisées en alimentation animale (farine de soja délipidée, pois, tourteau de colza, farines de germes de blé et de maïs). Pour ce faire, nous avons mis en œuvre une méthode classique à l'acide trichloracétique (TCA). Nous avons par ailleurs développé une méthode alternative, basée sur la gel filtration, qui évite certaines limitations propres à la méthode au TCA et qui a l'avantage spécifique d'être quantitative, mais également qualitative et préparative. Les deux méthodes sont concordantes. Elles montrent que les composés NPN, et a fortiori les oligopeptides, ne représentent qu'une faible part de l'azote total (environ 2%). Les peptides ont donc été produits par protéolyse. Grâce à un modèle cinétique que nous avons développé, nous avons pu rapidement sélectionner un substrat (pois) ainsi que deux protéases Finnfeeds. La réaction protéolytique, après optimisation, utilise les deux enzymes séquentiellement. Le rôle de chaque enzyme (endo- puis exopeptidase) a été caractérisé. De nombreux produits de la réaction ont été identifiés par spectrométrie de masse (ES-MS) et chromatographie sur couche mince. Les résultats cinétiques s'accordent avec les résultats d'ES-MS pour conclure que des dipeptides sont en moyenne obtenus au niveau du laboratoire.

Titre traduit

Enzymatic production and characterization of oligopeptides : application to the hydrolysis of vegetable proteins to obtain a product of nutritional interest for animal feeding

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