La valorisation des co-produits de poisson est un enjeu économique et environnemental. Depuis plusieurs années, des recherches ont montré que les co-produits de poisson contenaient des molécules actives pour la santé humaine comme des acides gras polyinsaturés et des peptides bioactifs. L’objectif principal de cette thèse était d’évaluer l’utilisation potentielle d’hydrolysats de laitance de hareng pour l’amélioration de la santé humaine, spécifiquement en agissant positivement sur certaines fonctions physiologiques associées au syndrome métabolique, et l’effet de leur séparation par électrodialyse avec membranes d’ultrafiltration (EDUF) sur la production de fractions bioactives. Dans un premier temps, il a été démontré qu’une supplémentation avec différents hydrolysats de laitance de hareng d’une diète riche en gras et en sucre chez des souris permettait de moduler certains paramètres physiologiques impliqués dans le développement du syndrome métaboliques (MetS) : amélioration de la tolérance au glucose, augmentation de l’apport énergétique total et protection de la population de Lactobacillus dans le microbiote intestinal. De plus, les hydrolysats ont aussi montré des activités antiinflammatoires in vitro à des concentrations de 1ng/ml et 100pg/ml. Dans un second temps, la faisabilité d’une séparation par EDUF de deux hydrolysats de laitance de hareng différents a été évaluée : le premier plus complexe était un mélange de molécules (lipides, acides nucléiques, peptides, acides aminés libres), alors que le second était principalement composé de peptides et d’acides aminés libres. Une nouvelle configuration utilisant quatre membranes d’ultrafiltrations (deux de 50kDa et deux de 20kDa) a permis un double fractionnement simultané des composés anioniques et cationiques en seulement une étape. Il a d’abord été montré que seuls les peptides chargés ainsi que les acides aminés libres pouvaient être séparés par EDUF alors que les lipides et les acides nucléiques ne migraient pas dans les fractions de récupérations. De plus, l’utilisation de membranes présentant deux tailles de pores distinctes a permis le fractionnement des hydrolysats en différentes classes de poids moléculaires. En effet, l’utilisation de membranes de 20kDa a permis la concentration de peptides de faibles poids moléculaires (< 600Da) et IV d’acides aminés libres, alors que les populations peptidiques des fractions obtenues avec les membranes de 50kDa présentaient des poids moléculaires supérieurs et plus variés. Dans un troisième temps, les bioactivités des fractions de récupérations et des hydrolysats de laitance de hareng ont été évaluées in vitro. Ainsi, la séparation du premier hydrolysat a permis l’obtention d’une fraction finale stimulant la captation du glucose in vitro et d’une fraction anionique antioxydante. Le fractionnement du second hydrolysat a permis quant à lui la production de deux fractions cationiques anti-inflammatoires ainsi que l’identification subséquente de deux séquences peptidiques bioactives. L’ensemble de cette thèse a donc démontré que les hydrolysats de laitance de hareng contenaient des composés actifs, comme des acides gras polyinsaturés et des peptides, modulant positivement certains paramètres physiologiques impliqués dans le MetS et pouvant ainsi permettre la diminution de son occurrence. De plus, la séparation des hydrolysats par EDUF a permis la production de fractions bioactives ainsi que l’identification de deux nouvelles séquences peptidiques anti-inflammatoires (IVPAS et FDKPVSPLL). Ces travaux ont démontré l’effet bénéfique pour la santé humaine des hydrolysats de laitance de hareng et de ses fractions, permettant d’envisager une valorisation plus efficace de ces coproduits de poisson par les industries de transformation dans les secteurs liés à la santé humaine. / Fish by-product valorization is an economic and environmental issue. For several years, scientific researches have shown that fish by-products contained active molecules for human health, as polyunsaturated fatty acids and peptides. The aim of this thesis was to evaluate the potential use of herring milt hydrolysates for human health, especially by evaluating their potential actions in physiological parameters involved in the metabolic syndrome and the effect of their separation by electrodialysis with ultrafiltration membrane (EDUF) for the production of bioactive fractions. First, we have demonstrated that the supplementation of three different herring milt hydrolysates in a high fat high sucrose diet in mice was able to modulate some physiological functions involved in the metabolic syndrome: improvement of glucose tolerance, increase of the total energy intake and protection against the Lactobacillus disappearance in the gut microbiota. Moreover, the hydrolysates decreased the inflammation induction in macrophages stimulated with LPS at 1ng/ml and 100pg/ml. Secondly, we have evaluated the separation of two herring milt hydrolysates by EDUF: the first one was more complex with a mix of different molecules (lipids, nucleic acids and peptides) while the second one was mainly composed of peptides. A new configuration using four ultrafiltration membranes (two of 50kDa and two of 20kDa) allowed a simultaneous double separation of anionic and cationic compounds. It has been shown that only charged peptides and free amino acids were fractionated in EDUF, while the lipids and nucleic acids didn’t migrate to the recovery fractions. Moreover, the use of membranes with different cut-off allowed a separation of the hydrolysates in different molecular weight ranges. Indeed, the use of 20kDa membranes allowed the concentration of peptides with small molecular weights (<800Da) and free amino acids, while the recovery fractions obtained with the 50kDa membranes were composed oh peptide with higher molecular weights.Thirdly, the potential bioactivities of the recovery fractions and the herring milthydrolysates were evaluated in vitro. Hence, the separation of the first hydrolysate allowed the production of a final fraction increasing the glucose uptake and an antioxidant anionicfraction. While the separation of the second hydrolysate allowed the production of two antiinflammatory cationic fractions as well as the identification of two bioactive peptides sequences. All these results showed that milt herring hydrolysate contained bioactive compounds such as polyunsaturated fatty acids and peptides, improving some physiological functions involved in the MetS and may decrease its occurrence. More over, the separation of the hydrolysates by EDUF allowed the production of bioactive fractions and the identification of two new anti-inflammatory peptide sequences. This work demonstrated the existence of a beneficial effect of herring milt hydrolysate and its fractions for the human health, allowing a better valorization of this by-product of the food industry for the health sector.

Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes intéressés aux effets de la consommation de protéine de morue pendant quatre semaines sur la sensibilité à l' insuline chez des hommes et des femmes ayant un surpoids ou obèses et résistants à l'insuline. Nous avons noté une amélioration de la sensibilité à l' insuline et une forte tendance à un meilleur ±disposition index¿ (fonction cellules-β x sensibilité à l'insuline) lorsque les sujets ont consommé la protéine de morue comparativement au mélange de protéines animales (BPVOL). Nous avons également observé que seulement le BPVOL a entraîné une diminution des concentrations plasmatiques de cholestérol total, de cholestérol des LDL et d'apolipoprotéine B totale. Par la suite, nous avons voulu identifier des mécanismes par lesquels la protéine de morue exerce des effets bénéfiques sur la sensibilité à l' insuline. Au niveau des marqueurs de l'inflammation, la protéine de morue a provoqué une diminution de la concentration plasmatique de la protéine C-réactive hautement sensible tandis que le BPVOL a eu tendance à induire une augmentation, entraînant une différence significative entre les deux régimes. Toutefois, les changements des concentrations plasmatiques d'interleukine-6, du facteur de nécrose tumorale-α et d'adiponectine ont été similaires entre les deux régimes. Au niveau de la voie de signalisation insulinique, une stimulation à l'insuline a entraîné une augmentation de l'activation de la PI 3-kinase associée à IRS-1 et de la glycogène synthase suite à la consommation de la protéine de morue. De plus, une augmentation de la phosphorylation de IRS-l sur Ser636/639 a été observée avec le BPVOL alors que la protéine de morue n'a pas eu d'effet, ce qui pourrait indiquer une augmentation de la stimulation de la voie mTORlS6K1 lors de la consommation de BPVOL. Les deux régimes n'ont pas eu d'effet sur la morphologie et la capacité métabolique du muscle. Enfin, ils ont affecté différemment la concentration plasmatique à jeun de taurine. Toutefois, il est peu probable qu'un seul acide aminé soit responsable de tous les effets de la protéine de morue. Des études supplémentaires sont nécessaires pour mieux identifier les acides aminés impliqués. Donc, l'étude constituant cette thèse a permis de démontrer que la protéine de morue pourrait améliorer le métabolisme du glucose et potentiellement ralentir la progression vers le diabète de type 2. Les mécanismes impliqués dans l'effet insulinosensibilisateur de la protéine de morue demeurent à être approfondis.