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.

L'hypertension artérielle est l'un des principaux facteurs de risque de syndrome cardiométabolique. En outre, l'inflammation chronique de bas grade joue également un rôle important dans la pathogenèse du syndrome. Il existe un lien entre l'apparition de la résistance à l 'insuline et l'hypertension qui peut initier le diabète de type 2 et l'obésité. Des peptides bioactifs terrestres et marins, des biomolécules de poissons en particulier, ont démontré des effets immunomodulateurs puissants ainsi que des effets hypotenseurs potentiels dans le traitement de ces facteurs de risque et de leurs complications associées. Notre hypothèse était que les fractions d'hydrolysat protéique de maquereau de l’Atlantique (Scromber scombrus) possèdent une activité biologique bénéfique sur l'hypertension. Le but de notre travail était de fractionner et d'identifier des peptides antihypertenseurs, immunomodulateurs et antiMetS basés sur diverses caractéristiques moléculaires de charge, de polarité et de taille. Les fractions ont été produites en utilisant la technique d'extraction en phase solide chromatographique (SPE), l'ultrafiltration baromembranaire (UF) et l'électrodialyse conditions expérimentales étaient l’utilisation des pH avec membrane UF (EDUF). Les 3, 6, 9, et des membranes de seuils de coupure (MWCO) de < 20 kDa pour l’EDUF et de MWCO de < 1 kDa pour l’UF. Selon nos résultats, parmi toutes les fractions hydrophobes obtenues par SPE il y avait une fraction ayant un effet antihypertenseur important, de 5 µg, et possédant des peptides antidémontrant une inhibition de 50% à une quantité inflammatoires, ayant une inhibition de 17% à une quantité de 10 µg de protéines. Par rapport au témoin négatif (Lipopolysaccharide) les peptides anioniques et cationiques des fractions d’EDUF à pH3 ainsi que l'hydrolysat de maquereau ont démontré des effets pro antiACE et anti-- inflammatoires significatifs jusqu'à 27%. La fraction inflammatoire la plus puissante était riche en acides aminés à chaîne latérale ramifiée et hydrophobe mais avait moins d’acides aminés chargés par rapport aux fractions proinflammatoires EDUF. Toutes les séquences possibles identifiées dans cette fraction sont courtes et ont des valeurs GRAVY positives. Cependant, l'hydrolysat et la fraction positivement du pH3 n'ont pas exercé d'effet antichargée MetS significatif chez les souris nourries au régime hypercalorique. En conclusion, la polarité et la charge de la fraction du maquereau de l’Atlantique sont les facteurs les plus importants pour l' immunomodulation et l'activité hypotensive des peptides. De plus, ces facteurs n'étaient pas suffisants pour réguler les déficiences métaboliques chez les souris obèses et résistantes à l'insuline induites par le régime alimentaire. Par conséquent, la compréhension du mécanisme d'action et la caractérisation approfondie des fractions bioactives seraient nécessaires pour une conclusion définitive et une application clinique du matériel. / While, on the one hand, high blood pressure is one of the main risk factors of cardiometabolic syndrome, on the other hand, chronic low-grade inflammation similarly plays a significant role in the pathogenesis of the syndrome. Moreover, there is a link between the occurrence of insulin resistance and hypertension consequently initiating type 2 diabetes and obesity. Interestingly, terrestrial, and marine bioactive peptides, in particular fish biomolecules, have been reported as potent immunomodulators and or hypotensive material in the treatment of these risk factors and associated complications. Hence, our hypothesis was that Atlantic mackerel (Scomber scombrus) protein hydrolysate fractions possess beneficial biological activity on hypertension, inflammation, and other Metabolic Syndrome (MetS) factors. The aim of our work was to fractionate and identify antihypertensive, immunomodulating and anti-MetS peptides based on various molecule characteristics of charge, polarity, and size. Fractions were produced using chromatographic Solid Phase Extraction technique (SPE), pressure driven-Ultra Filtration (UF) and Electrodialysis with UF membrane (EDUF) under experimental conditions of pH 3, 6 and 9 with MWCO of < 1 kDa and < 20 kDa, respectively. According to the results of our in-vitro analysis the highly hydrophobic fraction of SPE was a potent antihypertensive, 50% inhibition at 5 µg, and anti-inflammatory product, 17% inhibition at 10 µg of protein, among all. Furthermore, in comparison to the negative control (Lipopolysaccharide), anionic and cationic peptides of pH3 EDUF as well as mackerel hydrolysate demonstrated significant pro-inflammatory effects up to 27%. The most potent anti-ACE and anti-inflammatory fraction was rather branched chain and hydrophobic amino acid rich with lesser charged amino acids compared to the EDUF pro-inflammatory fractions. All the identified possible sequences of the same fraction had rather small molecular mass with positive GRAVY values. Selected material, the hydrolysate and positively charged fraction of pH3, however, did not exert any significant anti-MetS effect in hypercaloric diet fed obese insulin resistant rats. In conclusion, polarity and charge of a fraction were the most important factors for immunomodulation and hypotensive activity of Atlantic mackerel peptides. Nevertheless, those factors were not sufficient enough to regulate metabolic impairments in diet-induced obese and insulin resistant rats. Accordingly, understanding the mechanism of action and thorough characterization of bioactive fractions would be required for a definite conclusion and clinical application of the material.