Bio production à l’échelle pilote d’un hydrolysat peptidique à partir de sang entier bovin et porcin pour l’industrie du Petfood et l’alimentation animale : Identification et caractérisation des peptides actifs

Bio-scale production of peptide hydrolysate from bovine and porcine whole blood for Petfood and feed industry : identification and characterization of active peptides

• Auteur / Autrice : Ludivine Sion
• Direction : Naïma Nedjar, Pascal Dhulster
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ingénierie des fonctions biologiques
• Date : Soutenance le 29/05/2019
• Etablissement(s) : Université de Lille (2018-2021)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Charles Viollette

Mots clés

Mots clés contrôlés

Aliments pour animaux -- Additifs

Abattoirs -- Sous-produits

Antioxydants

Antibactériens

Hydrolysats de protéines

Peptides

Hémoglobine

Sang

Mots clés libres

Hydrolysat bioactif

Résumé

Le sang brut issu des abattoirs est une source importante de protéines. Il est actuellement peu valorisé, essentiellement par séchage ou par récupération de molécules plasmatiques après séparation centrifuge du plasma et du cruor. Ce co-produit est principalement composé d’hémoglobine, protéine riche en peptides actifs, tels que les peptides antimicrobiens, après hydrolyse par la pepsine porcine. L’objectif est de proposer une nouvelle stratégie de valorisation du sang, sans séparation plasma-cruor, tout en conservant les peptides bioactifs historiquement identifiés lors de l’hydrolyse pepsique de l’hémoglobine purifiée. Cette nouvelle voie, mise au point puis optimisée à l’échelle laboratoire, a été technologiquement transférée à l’échelle pilote. L’hydrolyse pepsique du sang a été premièrement mise au point à la concentration de 1% (p/v) en hémoglobine. Cette hydrolyse a mis en évidence la coexistence des mécanismes enzymatiques de type zipper et one-by-one pour l’apparition de la population peptidique. Les conditions d’hydrolyses (concentration en hémoglobine, choix de la pepsine, rapport enzyme-substrat, acide et temps d’hydrolyse) ont été optimisées en fixant une décoloration complète de l’hydrolysat ainsi que la conservation de la population peptidique. L’hydrolysat bioactif ainsi obtenu présente des propriétés antimicrobiennes et antioxydantes. Son analyse par spectrométrie de masse a permis la caractérisation de cet hydrolysat en terme de peptides issus de l’hémoglobine. Il ne possède aucune masse supérieure à 10 kDa, lui procurant ainsi une bonne digestibilité: son utilisation en alimentation animale en tant que complément alimentaire apparaît prometteuse.

Raw blood from slaughterhouses is an important source of proteins. This co-product, currently undervalued, is mainly composed of hemoglobin, a protein rich in active peptides such as antimicrobial peptides, after hydrolysis by porcine pepsin.The aim of this thesis is to propose a new strategy for the valorization of whole blood, without plasma-cruor separation. Preservation of identified bioactive peptides by pepsic hydrolysis of purified hemoglobin is required. This new way of blood valorization, developed and then optimized at laboratory scale, has been technologically transferred on a pilot scale (80 L).The pepsic hydrolysis of 70% bovine 30% porcine blood was first developed at 1% (w/v) of hemoglobin (23°C, 200 mL). This hydrolysis has demonstrated the coexistence of zipper and one by one enzymatic mechanism for the appearance of the peptide population. Hydrolysis parameters (hemoglobin concentration, industrial grade pepsin, enzyme-substrate proportion, acid allowing the sustainability of the hydrolysis pH and hydrolysis time) were optimized by fixing a complete discoloration of the hydrolysate as well as the preservation of the peptide population.The bioactive hydrolysate thus obtained contains antimicrobial and antioxidant properties. Mass spectrometry analysis has shown the hydrolysate composition in terms of peptides derived from hemoglobin. No mass above 10 kDa have been found, providing it with a good digestibility: its use in pet food as a food supplement seems promising.