Équilibre en calcium dans les systèmes lactés - Étude des interactions calcium-protéines

par Latha-Selvi Canabady-Rochelle

Thèse de doctorat en Procédés biotechnologiques et alimentaires

Sous la direction de Sylvie Desobry-Banon et de Christian Sanchez.

Soutenue le 27-03-2008

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL , dans le cadre de RP2E - Ecole Doctorale Sciences et Ingénierie des Ressources, Procédés, Produits, Environnement , en partenariat avec Laboratoire de science et génie alimentaires (laboratoire) .

Le président du jury était Michel Parmentier.

Le jury était composé de Sylvie Desobry-Banon, Christian Sanchez, Michel Parmentier, Sylvie Marchesseau, Frédéric Gaucheron, Kess De Kruif.

Les rapporteurs étaient Sylvie Marchesseau, Frédéric Gaucheron.


  • Résumé

    Les équilibres en calcium (Ca) entre la phase soluble et la phase colloïdale ont été étudiés dans des systèmes lactés (laits de vache, de soja Hydrolysé ou Non-Hydrolysé). La supplémentation en Ca (CaCl2, CC, 25 mmoles.kg-1) a été suivie d’un cycle de pH (pHmin 5,5 ou 3,5). Le pH, la concentration en calcium ionisé (Ca2+), la turbidité et la viscosité apparente ont été reliés aux variations de la phase protéique. La concentration en Ca2+, initialement négligeable dans le lait de soja, augmente avec l’addition en Ca, ainsi qu’avec l’acidification et diminue lors de l’alcalinisation. Pour le lait de vache non supplémenté, le cycle de pH à 5,5 n’est réversible ni sur les variations en Ca2+, ni sur les variations de la phase protéique, contrairement au lait de vache supplémenté en Ca. Ceci pourrait être dû à la capture préalable en Ca, entraînant un renforcement des micelles de caséines. Pour des cycles de pH à 5,5, l’agrégation induite par l’acidification est partiellement ou complètement réversible lors de l’alcalinisation pour les laits de soja NH et H, mais l’agrégation induite par le Ca est irréversible. Quelque soit le système, des phénomènes sont irréversibles lors de cycle de pH à 3,5. Les interactions Ca-protéines (de vache ou de soja) étudiées par CTI montrent des signaux endothermiques similaires, probablement dû au relargage de molécules d’eau. La liaison du Ca pourrait être décrite comme un échange H+/Ca2+ étant donné les force électrostatiques impliquées. Les sites de fixation du Ca on été identifiés par IR-TF. L’énergie d’absorption diminue dans les région amides I et II et dans la région carboxylate lors de l’addition de Ca

  • Titre traduit

    Calcium equilibrium in milky systems between colloidal and soluble phase - study of calcium - protein interactions


  • Résumé

    Ca equilibrium between soluble and colloidal phases was studied in milky systems (milk, Non Hydrolysed, NH, or Hydrolysed, H, soy milks). Calcium chloride supplementation (CC, 25 mmoles.kg-1) was followed by pH cycle (pHmin 5.5 or 3.5). pH, Ca2+, turbidity and apparent viscosity were recorded in situ. Ca equilibria were related to protein phase variations. Contrarily to milk, Ca2+ concentration was initially negligible in soy milks. Yet, whatever the milky system, Ca2+ increased upon CC addition and with acidification, and decreased during alkalinization. For reference milk, pH cycle to 5.5 was reversible neither on Ca2+ variations nor on protein phase contrarily to CC-milk. This could be due to the previous capture of Ca during supplementation, involving casein micelles reinforcement through Ca-protein interactions. For pH cycle to 5.5, acid-induced aggregation was partially and completely reversible upon alkalinization for NH and H-soy milks, respectively. Once CC addition, Ca-induced aggregation was irreversible and pH cycle had minor effects. Whatever the system, the irreversibility of phenomena was observed for pH cycle to 3.5. Ca-(milk or soy) protein interactions studied by ITC showed similar endothermic signals, probably due to the water release occurring upon interaction. Ca binding should rather be described as H+/Ca2+ exchange with respect to the electrostatic forces involved. Finally, Ca-binding sites were identified with FTIR spectroscopy. A decrease of the absorption energy in the amide I and II region and in the carboxylate region occurred upon CC-addition, with higher variations in soy milks


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