Étude des interactions polysaccharides – biomolécules antimicrobiennes de nature protéique : application à l’élaboration de microcapsules et de films actifs pour la conservation des aliments

Study of the interactions polysaccharides - antimicrobial biomolecules of protein nature : application to the development of microcapsules and active films for food preservation

• Auteur / Autrice : Chedia Ben Amara
• Direction : Pascal Degraeve, Adem Gharsallaoui
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des aliments
• Date : Soutenance le 22/11/2017
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Interdisciplinaire Sciences-Santé (Villeurbanne ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biodymia
• Jury : Président / Présidente : Florence Agnely
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Saïd Bouhallab
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Céline Picard, Virginie Dulong

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microencapsulation

Lysozyme

Pectine

Alginates

Mots clés libres

Coacervation

Alginate

Pectine

Lysozyme

Nisine

Microencapsulation

Interactions

Résumé

Ce travail porte sur le développement de systèmes d’encapsulation à base de polysaccharides et de molécules antimicrobiennes de nature protéique comme le lysozyme du blanc d’œuf et la nisine produite par la bactérie Lactococcus lactis. La coacervation complexe de l’alginate ou la pectine (deux polysaccharides anioniques) avec le lysozyme ou la nisine, chargés positivement sur une large gamme de pH, serait une solution pour protéger ces molécules et assurer une libération contrôlée lors de la conservation d’un aliment. Les polysaccharides utilisés ont été choisis en fonction de leur sensibilité aux enzymes produites par les bactéries cibles. L’ensemble des travaux menés à différentes échelles a mis en évidence (i) le rôle de certains facteurs physico-chimiques (ratio, pH, force ionique,…) sur les interactions mises en jeu entre le lysozyme ou la nisine et l’alginate ou la pectine, (ii) l’influence de ces facteurs sur les propriétés des complexes formés et (iii) le rôle des polysaccharides sélectionnés dans la stabilisation de la structure du lysozyme ou de la nisine lors du séchage par atomisation. Enfin, la structure et l’activité antimicrobienne des films obtenus par voie solvant (casting) et des microcapsules obtenues par atomisation sont étudiées en relation avec les propriétés des complexes formés. Ce travail a permis une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans la formation des complexes peptides/polysaccharides ou protéines/polysaccharides, leur résistance au séchage par atomisation ainsi que leur capacité à protéger et à libérer des molécules actives

This work deals with the development of encapsulation systems based on polysaccharides and antimicrobial molecules of protein nature such as hen egg-white lysozyme and nisin produced by Lactococcus lactis. Complex coacervation of alginate or pectin (two anionic polysaccharides) with lysozyme or nisin, positively charged over a wide range of pH, would be a solution to protect these molecules and ensure their controlled release during food preservation. The used polysaccharides were chosen according to their sensitivity to the enzymes produced by the targeted bacteria. The whole of this work performed at various levels showed (i) the impact of some physicochemical factors (ratio, pH, ionic strength,…) on the interactions between lysozyme or nisin and alginate or pectin, (ii) the influence of these factors on the properties of the formed complexes, and (iii) the role of the selected polysaccharides in stabilizing the structure of lysozyme or nisin during spray-drying. Finally, the structure and the antimicrobial activity of films produced by casting and microcapsules obtained by spray-drying were studied in relation to the properties of the formed complexes. This work makes it possible to contribute to a better understanding of the various mechanisms implied in the formation of peptide/polysaccharide or protein/polysaccharide complexes, their resistance to spray-drying and their ability to protect and release active molecules