Hydrolysat

Définition

Les hydrolysats sont produits à partir de la digestion enzymatique ou de l'hydrolyse acide de micro-organismes (levures), de protéines animales (chutes, restes) et de protéines végétales (soja, lactosérum, coton), ou de produits d'origine animale (lait). Un hydrolysat de protéines est un produit de la protéolyse.

Un hydrolysat de protéines est issu de la coupure, par hydrolyse enzymatique, des liaisons peptidiques entre les acides aminés. L'hydrolysat de protéines est ainsi un mélange de polypeptides, d'oligopeptides et d'acides aminés issus de protéines coupées par protéolyse.

Processus de production d'hydrolysat :

Schéma simple de production des enzymes peptidases à partir de micro-organismes et leur action (comme biocatalyseur) dans la décomposition des protéines animales et la production d'hydrolysat peptidique. L'exploration de la diversité microbienne pour la production de peptidase semble être une ressource biotechnologique prometteuse pour les études portant sur la synthèse d'hydrolysats de protéines. Il reste cependant à déterminer les avancées concrètes de ces investigations ainsi que les perspectives d'avenir et les résultats attendus pour ce domaine biotechnologique.

Explications

Les hydrolysats peuvent être définis comme des protéines qui sont chimiquement ou enzymatiquement décomposées en peptides de différentes tailles.

La protéolyse ou hydrolyse enzymatique est le moyen le plus courant de synthétiser des hydrolysats de protéines. Sur la base des propriétés catalytiques de la peptidase en ce qui concerne la spécificité du substrat, différents oligopeptides peuvent être obtenus via une interaction enzyme-substrat. Ainsi, plusieurs investigations ont été réalisées pour déterminer de nouvelles enzymes qui agissent avec des spécificités différentes sous une variété de protéines.

Au cours des dernières années, un intérêt croissant a émergé envers les peptidases végétales et leur application à la synthèse peptidique. Cependant, les peptidases digestives et microbiennes sont les principales enzymes utilisées dans ce processus. Parmi ces biocatalyseurs, les enzymes digestives comme la pepsine, la trypsine et la chymotrypsine, et les peptidases bactériennes et fongiques comme l'alcalase, la neutrase et d'autres nouvelles peptidases dérivées de la prospection de bactéries et de champignons sont les enzymes les plus couramment utilisées pour la synthèse d'hydrolysats de protéines.

L'intérêt accru pour les hydrolysats de protéines a favorisé des avancées importantes dans ce domaine d'étude. Il a été particulièrement porté par la recherche en microbiologie industrielle/technologie enzymatique, largement dédiée à la prospection de nouvelles peptidases microbiennes. Il constitue une stratégie technologique durable qui permet d'obtenir des peptides à des coûts de production réduits.

Utilisation

Lorsqu'une matière première à prédominance protéique est utilisée pour produire l'hydrolysat, le produit peut être décrit comme un hydrolysat protéique, par exemple, un hydrolysat protéique de riz et un hydrolysat protéique de colza. Les hydrolysats contiennent souvent un mélange de peptides, d'acides aminés, de minéraux, de glucides, de lipides et de protéines similaires à la matière première.

Depuis la fin des années 1970, les hydrolysats dérivés de poulet et de poisson sont utilisés comme substituts du sérum pour la culture de cellules animales. Cependant, comme l'hydrolysat d'origine animale rencontrerait les mêmes problèmes que l'utilisation de sérum animal, l'utilisation d'hydrolysats à base de plantes tels que ceux dérivés des protéines de soja, de riz et de graines de coton a gagné en popularité.

Le coût relativement faible des hydrolysats à base de plantes les rend attractifs en tant que composants de remplacement du sérum pour la production de protéines à grande échelle.

Cependant, étant donné que les produits d'hydrolysat ne sont pas entièrement caractérisés, une meilleure compréhension de leurs composants et de la manière dont ceux-ci peuvent influencer la croissance et le maintien des cellules est essentielle à leur succès en tant que composants potentiels de remplacement du sérum.

Composition

Les compositions des hydrolysats dépendent fortement de la matière première utilisée, des méthodes de biotraitement employées et du degré d'hydrolyse. Les hydrolysats comprenaient un mélange complexe d'acides aminés libres, de peptides, d'acides libres, de glucides résultant de l'hydrolyse partielle ou complète de protéines.

La composition d'un hydrolysat varie selon les protéases utilisées, les conditions d'hydrolyse telles que la durée de l'hydrolyse, la température et la source des matières premières. Au cours du processus d'hydrolyse, les protéines sont décomposées en peptides par des enzymes et/ou des produits chimiques en clivant les liaisons peptidiques entre deux résidus d'acides aminés.

Les peptides sont des composés constitués de 2 à 20 acides aminés. Ils sont les principaux composants des hydrolysats et ont été largement étudiés et signalés comme possédant diverses activités biologiques. Ils sont souvent transformés à partir de sous-produits à faible valeur marchande et contribuent in fine à la réduction des déchets. La gamme de tailles moléculaires des peptides trouvés dans les hydrolysats est cruciale car elle dicte leurs objectifs dans diverses applications.

Par exemple, dans les hydrolysats de graines de lin et de riz, les peptides de faible poids moléculaire (1–3 kDa) sont généralement connus pour posséder un meilleur effet antioxydant par rapport aux peptides de plus de 3 kDa. Le profil d'hydrolysat doit contenir principalement des peptides d'un poids moléculaire inférieur à 10 000 Da pour être considéré comme une alternative non protéique (sans protéines).

En plus des peptides, les hydrolysats peuvent contenir d'autres molécules telles que des vitamines, des lipides et des acides inorganiques qui pourraient favoriser la croissance des cellules animales.

Production

La production d'hydrolysats via la dégradation enzymatique de protéines animales est une méthode bien acceptée et prometteuse qui peut résoudre les problèmes d'élimination inappropriée des résidus animaux dans l'environnement, tout en ajoutant à la valeur économique de cette matière organique.

Par conséquent, l'activité industrielle de plusieurs secteurs génère des sous-produits protéiques qui peuvent être redirigés vers le traitement enzymatique et la génération d'hydrolysats de protéines. Cela renforce la nécessité de prospecter de nouvelles enzymes et renforce l'exigence d'avancées technologiques visant à réduire l'élimination des déchets industriels et à valoriser économiquement ses propres sous-produits.

L'amélioration des méthodologies d'application ultérieures, y compris les technologies de production d'hydrolysats de protéines et la prospection de peptidases, sont fondamentales pour établir des progrès par rapport à ce segment biotechnologique.

En rapport avec "hydrolysat"

• peptidase

  

  Une peptidase est une hydrolase liant les peptides, une enzyme capable de cliver des protéines ou des peptides.

• protéolyse

  

  La protéolyse est la dégradation des protéines soit par des enzymes spécifiques, appelées peptidases, soit par dégradation intracellulaire.

• hydrolyse

  

  L'hydrolyse est une réaction chimique entre une molécule d'eau et une autre molécule, dans laquelle la molécule d'eau est divisée en atomes.

• hydrolyse enzymatique

  

  L'hydrolyse enzymatique est la dégradation d'un composé en présence d'enzymes suite à sa réaction avec l'eau.