Potentiel des écosystèmes microbiens fromagers pour la formation de peptides bioactifs, et effets dûs aux matrices laitières sur la survie des microorganismes d´intérêt fromager au cours de la digestion.

Potential of cheese microorganisms ecosystems for the production of bioactive peptides, and effect of the dairy matrices in the survival of dairy microorganisms through digestion

• Auteur / Autrice : Leticia Hernández Galán
• Direction : Henry-Éric Spinnler, Sandra T. Martín Del Campo
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des aliments
• Date : Soutenance le 25/03/2016
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE) en cotutelle avec Instituto tecnólogico y de estudios superiores (Monterrey, Mexique)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Agriculture, alimentation, biologie, environnement, santé (Paris ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Génie et Microbiologie des Procédés Alimentaires - GMPA
• Jury : Président / Présidente : Catherine Béal
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Catherine Béal, Silvia Lorena Amaya Llano, Eric Beuvier, Micloth Lopez del Castillo-Lozano, Daniel Picque
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Silvia Lorena Amaya Llano, Eric Beuvier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hafnia alvei

Brevibacterium

Streptococcus thermophilus

Tests

Méthode comparative

Antioxydants

Affinage (fromagerie)

Mexique -- États

Fromage de chèvre

Mots clés libres

Peptides bioactifs

Fromage

Microorganismes

Digestion

Matrice laitière

Bioactive peptides

Cheese

Microorganisms

Digestion

Dairy matrix

Résumé

Cette thèse eu deux objectifs: A) Déterminer la présence de peptides bioactifs avec des activités antioxydantes ou inhibitrices d´enzyme de conversion de l'angiotensine (ECA) dans les fromages mexicains. B) Observer l'effet de la composition et de la structure de matrices laitières dans la survie des microorganismes laitières pendant la digestion. Les fromages ont été analysés séparément: fromage Cotija, affiné 6 mois et fromage de chèvre frais (non affiné) produit à partir de lait cru et pasteurisé. L´activité antioxydante a été plus élevé dans les fractions contenant des petits peptides. Le fromage Cotija jeune a donné des valeurs similaires au fromage de chèvre frais mais l'activité augmente pendant l´affinage (en raison de la production de peptides solubles). La pasteurisation n'a pas impacté l'activité antioxydante dans les fromages de chèvre frais. Cette activité a été corrélée avec les peptides hydrophiles. Les deux fromages ont une activité inhibitrice de l´ECA qui a été plus élevée dans le fromage de chèvre que dans le fromage Cotija jeune. Cette activité était corrélée avec les peptides hydrophobes. Les fromages de chèvre frais, fait avec du lait pasteurisés, ont une concentration en peptides hydrophobes plus élevé. La libération de peptides bioactifs dans le fromage a toujours été considérée comme dépendante de la protéolyse par action des microorganismes. Certains de ces microorganismes sont capables de survivre à la digestion et l'hypothèse que la présence d'une matrice alimentaire pourrait améliorer leur résistance pendant la digestion a été testée. Nous avons mesuré la viabilité des microorganismes; Streptococcus thermophilus, Brevibacterium aurantiacum et Hafnia alvei pendant la digestion (in vitro et in vivo). Les microorganismes ont été inclus dans des matrices laitières liquides et gélifiées avec et sans matière grasse: lait écrème (SM), lait entier (WM), gel présure de lait écrèmé (GSM) et gel présure de lait entier (GWM). La digestion in vitro a été réalisée sur un digesteur dynamique (DIDGI) qui simule l'estomac, le duodénum et l'intestin grêle. Les paramètres de la digestion ont été les mêmes pour toutes les matrices. La dégradation des matrices pendant digestion in vitro a été analysée par électrophorèse et GC-Mass. La microscopie confocale à balayage laser (CLSM) a été aussi réalisée pour observer la microstructure. Pendant la digestion in vitro, il a été montré que S. thermophilus était très sensible au stress gastrique, et n'a pas été trouvé dans le compartiment duodénale. B. auranticum était modérément sensible au stress gastrique, mais résistant au stress duodénale. H. alvei était très résistant aux deux stress, par contre aucun effet des matrices laitières n'a été observé. Les images de CLSM ont montré l'effet de l´acidité sur la survie des microorganismes. Mais les analyse in vivo n’ont pas réussi à confirmer les observations in vitro parce que les microorganismes testés ne sont pas détectés.

This thesis was realized to respond to two particular objectives a) to determine the presence of bioactive peptides with activities as antioxidants and inhibitors of the angiotensin converting enzyme (ACE) in Mexican cheeses; and b), to observe the effect of composition and structure of dairy matrices in survival of dairy microorganism through digestion. Two Mexican cheeses were analyzed separately: Cotija cheeses ripened 6 months; and Fresh goat cheese (unripened) produced from raw and pasteurized milk. Studied cheeses had important antioxidant activity that was higher in fractions with smaller peptides. Young Cotija cheese had similar values than Fresh goat cheese. But activity increased throughout ripening (because of the production of soluble peptides). Milk pasteurization (Fresh goat cheeses) did not affect the antioxidant activity. This activity was correlated with the hydrophilic peptides. Also, both cheeses possess ACE inhibitor activity that was higher in Fresh goat cheese than in young Cotija cheese. This inhibitor activity was more correlated with the hydrophobic peptides. Pasteurization of Fresh goat cheeses increased the production of hydrophobic peptides. The release of bioactive peptides in cheeses has always been considered as dependent of the proteolysis caused by cheese microbiota. Some of these microorganisms are capable to survive digestion. It has been hypothesized that the presence of a food matrix could enhance their resistance through digestion.We measured the viability of three dairy microorganisms; Streptococcus thermophilus, Brevibacterium aurantiacum and Hafnia alvei during (in vitro and in vivo) digestion. Microorganisms were included in liquid and gel dairy matrices with and without fat: Skim milk (SM), whole milk (WM), rennet gel of skim milk (GSM) and rennet gel of whole milk (GWM). In vitro digestion was carried on with a dynamic digester (DIDGI) that simulated the stomach, duodenum and small intestine. Parameters of digestion were the same for all the matrices tested. The degradation of the dairy matrices through in vitro digestion was analyzed by electrophoreses and GC-Mass. Confocal laser scanning microscopy (CLSM) was performed to observe matrix microstructure.During in vitro digestion, the microorganisms had different survival rates; S. thermophilus was highly sensitive to gastric stress, and was not found in the duodenal compartment. B. auranticum was moderately sensitive to gastric stress but resistant to duodenal stress. H. alvei was highly resistant to both stresses. Despite its buffer capacity, we did not observe any effect of the dairy matrices on microorganisms survival. CLSM images, probed the effect of low pH on microorganisms survival. However our in vivo analyses failed to confirm in vitro observations and tested microorganisms were not detected.