II- Biochimie des substances d’origine animale (2) Université Dr. Moulay Tahar de SAIDA Biochimie appliquée II- Biochimie des substances d’origine animale (2) Préparé par: Mr. HALLA Noureddine

Constituants des liquides biologiques : Sérum du lait

Constituants des liquides biologiques: Sérum du lait Introduction Dans le processus de fabrication du fromage, le lait est séparé en 2 composés le petit-lait le caillé lactosérum qui deviendra le fromage un sous-produit de l’industrie du fromage

Constituants des liquides biologiques: Sérum du lait Définition Définition du Sérum du lait On appelle lactosérum, ou plus simplement sérum ou petit lait, la partie liquide issue de la coagulation du lait (la fabrication du fromage ou de la caséine.. C'est un produit agricole ou agroindustriel.

Constituants des liquides biologiques: Sérum du lait Composition Lactosérum Eau Matière sèche 70 % à 75% 10 % à 13 % Lactose Protéines Vitamines Sels minéraux Composés azotés non-protéiques Traces de matières grasses

Lactose Constituants des liquides biologiques: Sérum du lait Composition Lactose 70 % à 75% de la matière sèche Au cours de la conservation, l'hydrolyse du lactose en glucose et galactose Le lactose se transforme en acide lactique, en acides organiques et en composés volatils. la fermentation butyrique du lactose élabore de l'acide butyrique qui, par transamination, forme l'acide γ-aminobutyrique, l'acide α-aminobutyrique et l'acide β -aminoisobutyrique. L'acide β-aminoisobutyrique et l'ammoniaque peuvent être retenus comme « critère de qualité» du produit. les protéines solubles sont facilement dénaturées par la chaleur et deviennent insolubles : elles réagissent alors avec le lactose et la réaction Maillard s'établit.

Protéines Constituants des liquides biologiques: Sérum du lait Composition Protéines Les protéines du lactosérum sont une source excellente d’acides aminés essentiels Elles ont un degré élevé de digestibilité les besoins en azote et acides aminés essentiels chez l’homme. Les protéines du lactosérum représentent une excellente être très bénéfiques à n’importe quel moment de la vie.

Protéines Constituants des liquides biologiques: Sérum du lait Composition Protéines

Protéines Constituants des liquides biologiques: Sérum du lait Composition Protéines Elle représente 40% des protéines du lactosérum soit de l'ordre de 2 à 4g par litre de lait. β-lactoglobuline Elle renferme 162 résidus d'acides aminés pour une masse moléculaire de 18 kDa. Elle est fortement immunogène et possède le pouvoir allergénique le plus puissant des protéines du lactosérum. Elle est très riche en acides aminés essentiels : 58 % de ces composantes sont essentielles

Protéines Constituants des liquides biologiques: Sérum du lait Composition Protéines β-lactoglobuline Fonctions un précurseur important dans la synthèse du glutathion un effet hypotenseur sur la pression artérielle transport du rétinol,de la vitamine D, les acides gras libres et des triglycérides

Protéines Constituants des liquides biologiques: Sérum du lait Composition Protéines Elle représente 2 à 3 % des protéines du lactosérum soit de l'ordre de 0,6 à 1,7g par litre de lait. α-lactalbumine C'est une protéine qui renferme 123 résidus d'acides aminés pour une masse moléculaire de 14,2 kDa

Protéines Constituants des liquides biologiques: Sérum du lait Composition Protéines Elle présente un taux exceptionnel en acides aminés indispensables qui constituent 57 % des acides aminés totaux de la molécule α-lactalbumine Elle présente 50% d'homologie avec le lysozyme et possède une activité de lyse des parois vis-à-vis des bactéries à Gram+.   L'alpha-lactalbumine est une métalloprotéine qui renferme un atome de calcium par mole de molécule. Elle intervient dans la biosynthèse du lactose au niveau de la glande mammaire selon le schéma suivant :

Protéines Constituants des liquides biologiques: Sérum du lait Composition Protéines Généralement appelée «Sérum Albumine Bovine (SAB)», elle représente 7% des protéines du sérum. Elle a la capacité de fixer des acides gras qui la protègeraient des dénaturations thermiques. sérum albumine

immunoglobulines sécrétoires A ainsi qu'en immunoglobulines G et M Constituants des liquides biologiques: Sérum du lait Composition Protéines Immunoglobulines immunoglobulines sécrétoires A ainsi qu'en immunoglobulines G et M

Protéines Constituants des liquides biologiques: Sérum du lait Composition Protéines protéoses peptones Les protéoses sont constituées par des mélanges riches en polypeptides.

Protéines Constituants des liquides biologiques: Sérum du lait Composition Protéines  Lactoferrine  est une glycoprotéine  qui se lie au fer et a des effets bactériostatiques et bactéricides. 

Protéines Constituants des liquides biologiques: Sérum du lait Composition Protéines Si on classe les propriétés fonctionnelles des protéines du lactosérum en fonction de la nature des liaisons entretenues, on obtient principalement les trois catégories suivantes : propriétés d’hydratation interactions protéine/protéine propriétés interfaciales formation et stabilisation de mousses et d’émulsions solubilité, rétention d’eau gélification, texturation (interactions avec une phase grasse ou gazeuse)

Protéines Constituants des liquides biologiques: Sérum du lait Composition Protéines Les propriétés de rétention d’eau sont utilisées notamment dans les produits laitiers frais et ultra-frais (fromages frais, fondus, yaourts...) Solubilité et propriétés d’hydratation Les protéines sériques peuvent former des gels thermotropiques et des gels à froid, après une pré-dénaturation. Propriétés gélifiantes Les protéines sériques sont capables de former et de stabiliser des émulsions (interfaces eau/huile) et des mousses (interfaces eau/air). Propriétés interfaciales

Agent hydrophile/ Hydratant Gélification/ Viscosité Constituants des liquides biologiques: Sérum du lait Composition Protéines  Propriété fonctionnelle  Mode d’action  Utilisation du produit Agent hydrophile/ Hydratant Les protéines peuvent aider à réduire les coûts de formulation grâce à leurs grandes propriétés hydrophiles. Viandes, boissons, pains, gâteaux, saucisses Gélification/ Viscosité Les interfaces protéine/protéine produisent les formations matricielles et la gélification. Vinaigrettes, soupes, agglutinat de fromage, produits cuits au four, sauces, viandes Émulsion Les protéines stabilisent les émulsions grasses. Saucisses, soupes, gâteaux, vinaigrettes, aliments pour nourrissons

Brunissement/ couleur/saveur Constituants des liquides biologiques: Sérum du lait Composition Protéines  Propriété fonctionnelle  Mode d’action  Utilisation du produit Moussant/ Fouettant Les protéines forment une pellicule stable. Les meilleures propriétés moussantes se produisent lorsque les protéines du lactosérum ne sont pas caséiques et ne font pas concurrence aux autres surfactifs à l’interface air/eau. Garnitures de crème fouettée, tartes mousselines, desserts Brunissement/ couleur/saveur Les protéines contribuent au brunissement en réagissant avec le lactose et les autres sucres réducteurs qui sont dans la formulation et fournissent la couleur aux produits chauffés. Le CPL a un goût fade et ne contribue aucune saveur atypique ou étrange quand on s’en sert comme ingrédient. Confiseries, viandes au four micro-ondes, sauces, pains, produits cuits au four à faible teneur en matières grasses, soupes, produits laitiers

Protéines Constituants des liquides biologiques: Sérum du lait Composition Protéines Rôles des protéines du lactosérum Stimulation immunitaire Fonctions cognitives et humeur des personnes stressées Performances physiques Cicatrisation des plaies Hypertension (haute tension artérielle) Patients atteints de cancer Hypercholestérolémie

Vitamines Constituants des liquides biologiques: Sérum du lait Composition Vitamines Thiamine Riboflavine Pyridoxine Cobalamine Acide folique Acide nicotinique Acide pantothénique Acide ascorbique

Sels minéraux Constituants des liquides biologiques: Sérum du lait Composition Sels minéraux Phosphore Potassium Calcium Zinc Sodium Fer Magnésium Manganèse Cuivre Chlore

Composés azotés non-protéiques Constituants des liquides biologiques: Sérum du lait Composition Composés azotés non-protéiques Les composés protidiques sont représentés par 70 à 75 p. 100 des protéines solubles (albumines – globulines - protéoses peptones - protéines mineures), et 20 à 25 p. 100 de matières azotées non protéiques (acides aminés - urée – ammoniaque - bases azotées - créatine - nucléotides)

Les méthodes de traitement du sérum Constituants des liquides biologiques: Sérum du lait Préparation  Les méthodes de traitement du sérum permettent d'obtenir Nombreux produits. Ultrafiltration les vitamines fortement liées aux protéines (cobalamine et acide folique) se retrouvent intégralement ou presque dans l'ultrafiltrat alors que les autres vitamines du groupe B la vitamine C passent en grosse partie au perméat Osmose inverse L'osmose inverse ne devrait débarrasser le lactosérum que de son eau. Dans la réalité, il subit une légère perte de tous les minéraux. Centrifugation Dessiccation Coagulation

Faible teneur en matières solides et leur caractère périssable Constituants des liquides biologiques: Sérum du lait Les inconvénients  Faible teneur en matières solides et leur caractère périssable Leur transformation en poudre nécessite un équipement lourd, coûteux et gros consommateur d’énergie pour finalement obtenir des produits vendus à bas prix en comparaison à d’autres dérivés. Origine de pollution grave due à la fermentation de ses matières organiques (lactose et matières azotées) et à la diminution de la teneur en oxygène dissous de l'eau.