Le babeurre (BM), co-produit de l'industrie beurrière, se distingue du lait écrémé par sa richesse en phospholipides (PLs) provenant de la membrane de globules de gras (MGGL). Malgré leurs nombreuses activités biologiques, les PLs altèrent les propriétés techno-fonctionnelles du BM en transformation laitière. L'utilisation des procédés baromembranaires pour le fractionnement des PLs du BM afin d'obtenir un ingrédient à haute valeur nutritionnelle est de grand intérêt. Cependant, la taille similaire des fragments de MGGL et des micelles de caséine (CN) complique leur séparation par membrane. Ce projet vise à étudier l'effet des ultra-hautes pressions d'homogénéisation (UHPH) et du pH sur les constituants du BM, afin d'engendrer un gradient de taille suffisant pour leur séparation subséquente. Le BM (pH 6,9) a été ajusté à pH 8,5 et 10,5, puis homogénéisé à 100, 200 et 300 MPa et comparé au lait écrémé (pH 6,7). Les changements de taille des particules ont été suivis par diffraction laser, et les modifications structurales et la distribution des protéines par turbidité et gels d'électrophorèses. Au niveau des échantillons contrôles, une augmentation du diamètre moyen pondéré en volume (D₄,₃) des particules a été observée, passant de 366 nm (pH 6,9) à 747 nm (pH 10,5). D'autre part, les UHPH entraînent une réduction du D₄,₃, jusqu'à 328 nm à pH 10,5. Également, la turbidité diminue significativement avec l'alcalinisation et davantage avec les traitements UHPH. Finalement, les gels d'électrophorèses associés aux résultats de dosage des protéines dans les surnageants démontrent que les UHPH favorisent la dissociation des micelles préalablement déstabilisées par l'alcalinisation alors que peu d'effet a été observé sur les protéines de la MGGL. Des résultats similaires ont été observés avec le lait écrémé, suggérant que l'impact du pH et des UHPH affecte essentiellement la taille des micelles de CN. Les résultats de dosages des PLs dans les échantillons du BM ont montré que l'UHPH au pH initial a contribué à la solubilisation et à la récupération des PLs dans le surnageant, lesquels ont augmenté avec la hausse de la pression sans toutefois engendrer des pertes majeures de protéines de la MGGL. A pH alcalin, une partie des CNs et des protéines de la MGGL ont été récupérées dans le surnageant, indiquant une augmentation de leur solubilité. Les résultats obtenus dans le cadre de ces travaux montrent que les UHPH couplés à un ajustement de pH permettent d'envisager la faisabilité du fractionnement des composants du BM par les procédés baromembranaires afin de générer deux fractions à haute valeur ajoutée, soit une fraction bioactive riche en PL de la MGGL et une fraction techno-fonctionnelle délipidée riche en protéines, pouvant être valorisée dans les produits laitiers. / Buttermilk (BM), a by-product of the butter industry, differs from skimmed milk by its high phospholipids (PLs) content from the milk fat globule membrane (MFGM). Despite their numerous biological activities, PLs alter the techno-functional properties of processed dairy BM. Of great interest is the use of baromembrane processes for the fractionation of PLs from BM to obtain an ingredient of high nutritional value. However, the MFGM fragments and casein micelles (CN) have a similar size, complicating their separation by membrane process. This project aims to study the effect of ultra-high pressures homogenization (UHPH) and pH on these constituents to generate a size gradient for their subsequent separation. BM (pH 6.9) was adjusted to pH 8.5 and 10.5, then homogenized at 100, 200, and 300 MPa and compared to skimmed milk (pH 6.7). Particle size changes were followed by laser diffraction, structural changes and protein distribution by turbidity, and electrophoresis gels. At 0 MPa, an increase in mean volume particle diameter (D₄.₃) was observed from 366 nm (pH 6.9) to 747 nm (pH 10.5). On the other hand, UHPH causes a reduction of D₄.₃ to 328 nm at pH 10.5. Also, turbidity decreases drastically with alkalization and with UHPH treatments. Finally, the characterization of the proteins by electrophoresis and the protein assay results in the supernatants demonstrate that the UHPH promotes the dissociation of the already fragilized casein micelles at alkaline pH. In contrast, little effect was observed on the MFGM proteins. Similar results were observed with skimmed milk, suggesting that the impact of pH and UHPH is predominantly on CN micelles. PLs assays on buttermilk samples showed that UHPH at initial pH contributed to the solubilization and recovery of PLs in the supernatant and increased with rising pressure without significant loss of MFGM proteins. While at alkaline pH, CNs and MFGM proteins become very soluble as both were mainly recovered in the supernatant. Our results suggest that UHPH combined with pH adjustment may facilitate buttermilk constituents' fractionation by membrane process. These results open the door for separating a MFGM rich bioactive fraction, and a delipidated techno-functional fraction rich in proteins, which could be incorporated into dairy products.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LAVAL/oai:corpus.ulaval.ca:20.500.11794/73665 |
| Date | 06 July 2022 |
| Creators | Touhami, Serine |
| Contributors | Brisson, Guillaume, Doyen, Alain |
| Source Sets | Université Laval |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | mémoire de maîtrise, COAR1_1::Texte::Thèse::Mémoire de maîtrise |
| Format | 1 ressource en ligne (xvi, 81 pages), application/pdf |
| Rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
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