Structuration and functionalization of potato proteins under high pressure to develop functional foods

Les protéines de pomme de terre sont des protéines de haute qualité nutritionnelle, non allergéniques et solubles, offrant un profil complet en acides aminés et possédant des propriétés techno-fonctionnelles recherchées (moussante, gélifiante, émulsifiante). Elles se trouvent en grande quantité dans un co-produit de l'industrie de l'amidon de pomme de terre, connu sous le nom de jus de pomme de terre (PFJ). Des avancées récentes ont permis l'extraction de ces protéines à partir du PFJ sans dénaturation, préservant ainsi leurs propriétés. Ces protéines représentent une source alternative de protéines significative, mais encore sous-utilisée, qui pourrait aider à répondre à la demande mondiale croissante en protéines pour l’alimentation humaine. Les études sur l'influence des traitements haute pression sur ces protéines restent rares. Cette étude a été réalisée en utilisant une approche multi-échelle et multidisciplinaire, dans le but de fournir de nouvelles connaissances sur les propriétés physico-chimiques des protéines de pomme de terre et de la patatine en particulier et d’ouvrir de nouvelles perspectives de valorisation. L'objectif de ce travail était d’une part d’étudier l’agrégation des protéines de pomme de terre par traitement haute pression hydrostatique ou par traitement thermique modéré en lien avec les modifications structurelles induites par ces procédés et, d’autre part, de fonctionnaliser les agrégats formés comme transporteurs de curcumine, molécule bioactive hydrophobe. Tout d'abord, diverses conditions physico-chimiques (pH, concentration, pression, température) ont été appliquées afin de mieux comprendre la relation entre le degré de dénaturation et la cinétique d'agrégation des dispersions de protéines de pomme de terre en utilisant un isolat protéique commercial riche en patatine. Ce screening a permis de générer des assemblages de tailles micrométriques, submicroniques et nanométriques selon les conditions expérimentales appliquées. Les nano-agrégats protéiques ayant les propriétés les plus pertinentes en termes de taille et d'hydrophobicité de surface ont été sélectionnés pour étudier leur complexation spontanée avec la curcumine. La curcumine a été introduite dans les dispersions protéiques selon deux voies : avant ou après traitement à haute pression ou traitement thermique pour optimiser la complexation curcumine-protéine. Les complexes ont été évalués en fonction de leur taille, de l'efficacité de complexation, et de la préservation de leur activité antioxydante. La complexation la plus efficace a été obtenue avec les nano-agrégats induits par haute pression par rapport à ceux traités thermiquement. De plus, les résultats préliminaires de la digestion gastrique in vitro ont montré des cinétiques de protéolyse différentes pour les nano-agrégats sélectionnés. L’ensemble des résultats de ce travail démontre qu'en ajustant finement les propriétés physico-chimiques des protéines de pomme de terre par le biais du procédé, des nano-assemblages protéiques innovants peuvent être développés pour le transport et la protection des composés bioactifs, offrant des applications prometteuses dans l'industrie alimentaire, notamment dans le développement d'aliments/ingrédients fonctionnels.