Formation et caractérisation de microgels et microcapsules de protéines de colza

L'utilisation de protéines d'origine végétale est de plus en plus répandue, car elles sont plus écologiques que les protéines animales. Mais ce n'est pas leur seul avantage. Compte tenu de la croissance continue de la population mondiale, la production de protéines animales sera bientôt insuffisante pour répondre à la demande alimentaire mondiale. Les protéines végétales peuvent être extraites de différentes sources, dont l'une des plus abondantes est le colza. Si l'huile de colza est aujourd'hui largement consommée, les protéines présentes dans les sous-produits ne font pas l'objet d'une grande attention, en dépit de leur bonne qualité nutritionnelle et de leur potentiel fonctionnel. Les deux principales protéines de réserve du colza sont la napine et la cruciférine. Au cours de ce travail, ces protéines ont été séparées en partant d'isolat de protéines de colza par ultrafiltration et ont ensuite été caractérisées individuellement et en combinaison dans diverses conditions (pH, concentrations en sel et traitements thermiques).Il a été démontré que la napine (une albumine, 2S) est relativement stable et a un point isoélectrique élevé, autour de pH 9,5. En revanche, la cruciférine (une globuline, 12S) est moins stable, sa solubilité dépend fortement des facteurs environnementaux, et son point isoélectrique est autour de pH 6. Il est intéressant de noter que lorsque ces deux protéines sont mélangées dans des conditions où elles portent des charges opposées, elles ont tendance à former des complexes. Cependant, cette complexation peut être réduite, voire empêchée, par l’ajout de sel.La cruciférine, a montré un comportement unique dans des conditions spécifiques et lors d'un traitement thermique. Au lieu de former de gros agrégats, elle peut former de petites particules sphériques bien définies, appelées microgels (CMG). Ces CMG peuvent être utilisés dans diverses applications, telles que la formulation de boissons riches en protéines ou comme émulsifiants pour stabiliser des émulsions. Dans nos travaux, des CMG ont été ajoutés dans des émulsions eau dans l'eau formées par le mélange de deux polymères hydrosolubles incompatibles. Dès leur ajout, les CMG ont immédiatement stabilisé les émulsions. Il est intéressant de noter qu'au fil du temps, les CMG se sont progressivement et spontanément réticulés à l'interface, conduisant à la formation d'une coque continue autour des gouttelettes. Cet assemblage interfacial peut être accéléré par chauffage. Même après une dilution sous la binodale, où la séparation des phases ne se produit plus, la couche interfaciale reste intacte et stable. Ces objets bien définis ont été appelées microcapsules (MC). La taille des MC à base de protéines végétales a pu être modulée en ajustant la concentration de CMG ajoutée à l'émulsion ou en modifiant la fraction volumique des deux polymères. L’utilisation de microgels de protéines de lactosérum (WMG) pour stabiliser des émulsions a déjà été largement étudiée dans d'autres travaux. Toutefois, contrairement aux CMG, les WMG ne se lient pas spontanément à l’interface, même après chauffage. Dans ce contexte, l’ajout de napine à des concentrations bien définies permet de favoriser la réticulation des WMG et ainsi former des MC dans des conditions similaires à celles à l’œuvre pour les CMG. Cette stratégie ouvre la voie à la préparation de MC non seulement à base de protéines végétales, mais également à partir de mélanges de protéines végétales et animales, ce qui pourrait représenter une transition intéressante vers des formulations hybrides. Les MC offrent un potentiel prometteur pour diverses applications, telles que l'encapsulation de composés actifs pour la libération contrôlée, la fonction d'agents texturants, viscosifiants ou gélifiants.