Approche combinée des champs électriques pulsés et de l'⍺-chymotrypsine immobilisée pour l'obtention de peptides à activités biologiques à partir de protéines agroalimentaires

La valorisation des ressources agroalimentaires constitue un enjeu majeur dans un contexte de transition vers des systèmes de production plus durables et efficients. Les protéines agroalimentaires, en raison de leur abondance, se positionnent comme des substrats de choix pour le développement de produits à haute valeur ajoutée. L'hydrolyse enzymatique constitue une voie prometteuse pour la valorisation des protéines en peptides bioactifs. Toutefois, son efficacité demeure limitée par la structure native des protéines et le coût élevé des biocatalyseurs. Dans ce contexte, cette étude explore l'effet des Champs Électriques Pulsés (CEP) comme prétraitement pour améliorer l'hydrolyse enzymatique de l'α-lactalbumine bovine (α-LA) et des Protéines de Pois (PP), en comparaison avec un prétraitement thermique (75°C). Une approche par étape a été adoptée : l'α-LA, protéine modèle bien caractérisée, a servi de preuve de concept avant d'étendre l'étude aux PP, un mélange protéique plus complexe et particulièrement pertinent pour les applications industrielles. L'hydrolyse a été réalisée avec l'α-chymotrypsine (⍺-CT), sous forme libre et immobilisée sur un support d'alumine fonctionnalisé à l'aide de dopamine. Cette approche a permis d'analyser l'impact combiné des CEP et de l'⍺-CT immobilisée sur l'efficacité du processus d'hydrolyse. L'identification et la caractérisation des hydrolysats peptidiques ont été effectuées par chromatographie liquide ultra-performante couplée à la spectrométrie de masse en tandem afin d'évaluer les modifications du schéma d'hydrolyse induites par ces traitements.Les résultats montrent que l'efficacité des CEP varie selon la nature de la protéine et les paramètres appliqués. Pour l'α-LA, une force de champs de 15 kV/cm avec 75 impulsions a induit une dénaturation contrôlée, augmentant la surface hydrophobe et l'exposition des groupements -SH, ce qui a doublé le degré d'hydrolyse (DH) et augmenté de 200 % l'abondance relative des peptides produits. Le prétraitement thermique à 75 ℃ a conduit à une dénaturation plus marquée, multipliant par 4 le DH, mais avec une augmentation moindre de l'abondance relative des peptides (+128 %), soulignant que le DH seul n'est pas un indicateur suffisant de l'efficacité du processus. À l'inverse, pour les PP, des conditions plus modérées (10 kV/cm, 19 impulsions) ont favorisé une dénaturation bénéfique, augmentant le DH d'un facteur 1,6 et l'abondance relative des peptides de 140 %. Une force de champs trop élevée a cependant mené à une agrégation excessive, réduisant l'accessibilité enzymatique, un phénomène comparable au traitement thermique.L'étude a également examiné l'impact de l'immobilisation enzymatique de l'α-CT (alumine@CTMS@APTES@DOP-CT) dans le cadre de l'hydrolyse des protéines. Concernant l'α-LA, l'immobilisation a permis une extension de la couverture de séquence de 26 %, favorisant la production de peptides plus longs et enrichis en régions proches des ponts disulfures. Pour les PP, cette approche a induit une diversification substantielle du spectre peptidique, avec la génération de 511 nouveaux peptides, représentant 28 % du total, contre seulement 8 % en présence de l'α-CT sous forme libre. Parmi ces peptides, de nombreuses séquences présentent un potentiel antihypertensif et antidiabétique inédit. Ces résultats révèlent une redistribution des sites de clivage enzymatique dont l'intensité et la nature varient selon la complexité du substrat protéique.Finalement, les CEP et l'immobilisation enzymatique apparaissent comme des stratégies complémentaires s'imposant comme une alternative innovante aux traitements thermiques conventionnels, d'autant plus que l'analyse de l'éco-efficience a démontré les bénéfices des CEP sous conditions ajustées. Cette stratégie intégrée a donc un potentiel pour une valorisation durable et performante des ressources protéiques agroalimentaires à l'échelle industrielle.