Propriétés des chutes de parage de trois espèces de poissons

Les flores aérobies mésophiles totales

                 Les flores aérobies mésophiles totales sont l’ensemble de toutes sortes de microorganisme aptes à se multiplier à l’air ou à température moyenne de 25 à 40° C (GASSAMA, 2002). Elles font parties des indicateurs d’hygiène importante car elles prenaient en comptes tous germes capables de se multiplier dans les poissons (IFREMER, 2009). Ainsi, c’est un indicateur de qualité hygiénique, de qualité organoleptique et de qualité commerciale.

Hydrolyse protéique

                   L’hydrolyse protéique permet de scinder les protéines au niveau des liaisons peptidiques pour donner naissance à des molécules de petites tailles : polypeptides, peptides et acides aminés. Le produit obtenu est appelé hydrolysat protéique (IFREMER, 2012). Le figure 3 montre le processus d’hydrolyse protéique soit en utilisant un acide, soit une base ou une enzyme. L’hydrolyse des protéines nécessite un acide, une base ou une enzyme pour couper les liaisons. Ainsi, il s’agit de l’hydrolyse chimique ou de l’hydrolyse enzymatique. Chaque hydrolyse est caractérisée par le degré d’hydrolyse correspondant au nombre des liaisonspeptidiques coupées par rapport au nombre total des liaisons peptidiques de la protéine (IFREMER, 2012).
Hydrolyse chimique Pour ce type d’hydrolyse, le réactif utilisé peut être une base ou un acide (hydrolyse alcaline ou acide). Elle est peu couteuse, simple mais non spécifique car il y a coupure de liaison quel que soit la séquence en acides aminés. L’hydrolyse s’effectue à température élevée et à pH extrême générant une altération des peptides et une destruction de certains acides aminés comme le tryptophane qui est un acide aminé essentiel (IFREMER, 2012).
Hydrolyse enzymatique L’hydrolyse enzymatique est une réaction chimique, catalysée par des enzymes de type hydrolase, au cours de laquelle intervient obligatoirement une molécule d’eau et qui aboutit à la scission d’un composé. L’hydrolyse enzymatique est utilisée pour conférer à des aliments, des propriétés nutritionnelles ou fonctionnelles particulières (GREGOIRE, 2007). L’hydrolyse protéique permet de couper les protéines en peptides. Les substrats sont introduits en présence d’une certaine quantité d’enzyme dans un milieu aqueux aux pH et température optimisant son activité. Ainsi l’enzyme, protéase dans le cas de la protéolyse va découper les protéines contenues dans les substrats (IFREMER, 2012). Les paramètres de contrôles sont donc la concentration du substrat, le pH, la température et le rapport enzyme/ substrat.
1. Influence de la température sur la cinétique enzymatique : La température accélère la cinétique enzymatique en fournissant l’énergie nécessaire au franchissement de la barrière d’énergie d’activation, mais au-delà d’une certaine température, une modification de structure tridimensionnelle de l’enzyme, se produit entrainant progressivement sa dénaturation et sa désactivation (GREGOIRE, 2007). La figure 4 montre que la réaction augmente avec la température (courbe d’activation), puis elle atteint son maximum (courbe de dénaturation) à sa température optimale.
2. Influence du pH sur l’action des enzymes : Le pH est un facteur très important qui doit être maitrisé car chaque enzyme a son pH optimal (MARQUEZ et al, 1998). La variation de pH peut déformer le site actif de protéine en modifiant l’état d’ionisation sur ce site. En effet, la modification du degré d’ionisation du substrat permet ou empêche la formation du complexe enzyme/ substrat (SENE, 2008). La figure 5 décrit l’évolution de la vitesse de la réaction avec la variation de pH.
3. La concentration du substrat et rapport enzyme- substrat : GUERARD et al (2001) ont montré que le degré d’hydrolyse augmente avec la concentration de l’enzyme. Il y a un rapport massique enzyme/ substrat optimal et ce rapport est caractéristique de la nature du substrat et de la spécificité de l’enzyme. L’allure de la réaction varie suivant la concentration en substrat (Figure : 6).

Propriétés fonctionnelles des hydrolysats protéiques

                  Les hydrolysats protéiques sont les fractions solubles, obtenues après l’hydrolyse, renfermant une quantité importante de peptides et dont la structure et la qualité sont préservées voire améliorées. Les hydrolysats sont destinés, entre autres, pour être introduits dans des aliments afin d’améliorer leur qualité nutritionnelle (RASOANALY, 2017) et certains sont utilisés comme ingrédients dans la fabrication alimentaire (KRISTINSSON et RASCO, 2000). Les propriétés fonctionnelles des protéines désignent la somme des propriétés physique et chimique affectant le comportement des protéines dans une formulation lors de la production, de l’entreposage et de la consommation du produit alimentaire (KALIARA, 1984). Les propriétés fonctionnelles des protéines et de leurs hydrolysats dépendent de nombreuses caractéristiques physico-chimiques tels que la taille et la structure des protéines et des peptides, la composition en acides aminés, la distribution des charges, la ratio hydrophobie/ hydrophile, la flexibilité et la rigidité des molécules (GBOGOURI, 2005). De plus, les propriétés fonctionnelles dépendent également des conditions d’hydrolyse, c’est ainsi qu’il est important de contrôler l’hydrolyse enzymatique afin d’obtenir les propriétés fonctionnelles attendues selon SLIZYTE et al (2005).

Composition biochimique des fractions d’hydrolyse

                Comme dans le séchage alimentaire, les fractions séchées par la lyophilisation ont la meilleure qualité organoleptique (odeur et couleur) par comparaison à ceux séchées à l’étuve. Même si le degré d’hydrolyse pepsique des chutes de parage de poisson est assez faible, la teneur en protéine soluble est très élevée par rapport aux autres coproduits hydrolysés par le même enzyme. Pour les fractions d’hydrolyses séchées par l’étuvage à 70°C, l’humidité varie de 4,88% à 6,57%, et celles séchées par la lyophilisation varient de 1,87% à 5,79%. Il y a une perte massive d’eau par rapport à la matière première grâce aux séchages effectués sur les hydrolysats. Cette faible teneur en eau des hydrolysats correspond un taux de matière sèche élevé par rapport à la matière première. En comparant les teneurs en protéines des deux fractions d’hydrolyse, celles des surnageants séchés par la lyophilisation et par l’étuvage sont respectivement de 69,48% et 70,76%, et celles des culots issus des deux méthodes de séchages sont respectivement de 46,41% et 49,66%. Cette forte teneur en protéines dans la fraction soluble est expliquée par la solubilisation des protéines lors de l’hydrolyse (BENJAKUL et MORRISEY, 1997). La présente étude montre que le taux de protéines solubles est très élevé par rapport aux autres coproduits hydrolysés par le même enzyme. Dans la littérature, la teneur en protéine contenue dans le surnageant des têtes de poisson Scarus ghobban est de 58,61% (VOLOLONIRINA, 2017) et celle des arêtes des poissons Perroquet est de 54,87% (RASOANALY, 2017). En effet, les acides aminés composant les protéines des matières premières sont présents dans les deux fractions d’hydrolyses. En revanche, l’histidine est absente dans le surnageant séchée par l’étuvage probablement impliqué dans la réaction de Maillard. Par ailleurs, la faible teneur en lipide du surnageant (4,25% et 5,71%) par rapport à celle du culot (21,79% et 20,30%) peut être due à « l’exclusion de lipide avec les protéines insolubles » lors de la centrifugation (NILSANG et al, 2005), (NGUYEN, 2009). Concernant les teneurs en cendres, celles des deux fractions récupérées sont voisines et varient de 24,50% à 27,75%. Cette forte teneur explique la présence importante des éléments minéraux. Le taux des éléments minéraux du culot est supérieur à celui du surnageant, ceci est expliqué par la différence entre leur teneur en cendre. La teneur en fer, en calcium, en magnésium et en phosphore dans le culot ont connu une forte croissance quant à la matière première. Cette croissance peut être due à la solubilisation des minéraux en raison de l’addition de l’HCl 1N pour ajuster le pH à 2 lors de l’hydrolyse enzymatique (ANDRIANISAINA, 2015).

Table des matières

INTRODUCTION
SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
1. Importance des poissons dans l’alimentation
2. Ressources halieutiques
2-1. Production mondiale
2-2. Ressource halieutique de Madagascar
3. Notion de coproduits de poissons
3-1. Définition de coproduits
3-2. Les facteurs influençant la valorisation des coproduits
3-2-1. Surpêche et gaspillage des ressources halieutiques
3-2-2. Les déchets halieutiques industriels
3-3. Les voies de valorisation des coproduits pour obtenir les produits dérivés
4. Généralité sur les chutes de parage de poisson
5. Qualité hygiénique de coproduit
5-1. Les flores aérobies mésophiles totales
5-2. Les coliformes fécaux
5-3. Les Clostridium perfringens
5-4. Staphylocoques pathogènes
5-5. Salmonelles
6. Séchage alimentaire
6-1. Séchage par la chaleur
6-1-1 Avantages du séchage par chaleur
6-1-2 Inconvénient du séchage par chaleur
6-2. Séchage par cryodessiccation
6-2-1. Avantage et inconvénient de la lyophilisation
7. Hydrolyse protéique
7-1. Hydrolyse chimique
7-2. Hydrolyse enzymatique
7-2-1. Influence de la température sur la cinétique enzymatique
7-2-2. Influence du pH sur l’action des enzymes
7-2-3. La concentration du substrat et rapport enzyme- substrat
8. Propriétés fonctionnelles des hydrolysats protéiques
8-1. Capacité d’absorption d’eau
8-2. Capacité d’absorption d’huile
8-3. Pouvoir émulsifiant
8-4. Stabilité de l’émulsion
MATERIELS ET METHODES
I- Matériels biologiques
II- Analyse biochimique
1- Préparation de l’échantillon
2- Dosage de la teneur en eau
2-1. Principe
2-2. Mode opératoire
2-3. Mode de calcul
3- Dosage des protéines totales
3-2. Mode opératoire
3-2-1. Minéralisation
3-2-2. Distillation
3-2-3. Titration
3-2-4. Mode de calcul
4- Profil en acides aminés
4-1. Principe
4-2. Hydrolyse acide
4-2-1. Principe
4-2-2. Mode opératoire
4-3. Développement et préparation de chromatogramme
4-4. Révélation du chromatogramme
5- Dosage des lipides totaux
5-1. Principe
5-2. Mode opératoire
5-2-1. Hydrolyse acide
5-2-2. Extraction à l’hexane
5-3- Mode de calcul
6- Dosage des cendres brutes
6-1. Principe
6-2. Mode opératoire.
6-3. Mode de calcul
7- Dosage des éléments minéraux
7-1. Dosage de la teneur en calcium, magnésium et fer
7-2. Principe
7-3. Mise en solution
7-4. Dosage de fer, magnésium et calcium
7-5. Dosage du phosphore
7-5-1. Principe
7-5-2. Mode opératoire
7-6. Mode de calcul
III- Séchage de la matière première
IV- Hydrolyse enzymatique
1- Matériel enzymatique
2- Principe
3- Mode opératoire
3-1. Déroulement de l’hydrolyse enzymatique
3-2. Arrêt de l’hydrolyse
3-3. Hydrolyse à blanc
4- Séchage des fractions
4-1. Séchage à l’étuve 70°C
4-2. Séchage à la lyophilisation
5- Calcul du degré d’hydrolyse
6- Rendement d’obtention des produits dérivés
7- Analyse biochimique des poudres des produits dérivés obtenues
8- Rendement de récupération de protéines
V- Mise en évidence de quelques propriétés fonctionnelles des hydrolysats issus des chutes de parage de poisson
1- Capacité d’absorption d’eau
1-1. Mode opératoire
1-2. Mode de calcul
2- Capacité d’absorption d’huile
2-1. Mode opératoire
2-2. Mode de calcul
3- Propriété émulsifiante
3-1. Mode opératoire
4- Stabilité d’émulsion
4-1. Mode opératoire
4-2. Mode de calcul
VI- Analyse microbiologique
1- Préparation de la solution mère et des dilutions
1-1. Eau peptonée tamponnée (EPT)
1-2. Mise en solution
2- Préparation des milieux de culture pour détecter et dénombrer les germes
3- Dénombrement des germes
3-1. Dénombrement des flores aérobies mésophiles totales ou FAMT
3-1-1. Principe (NF V 08-051)
3-1-2. Mode opératoire
3-2. Dénombrement des coliformes fécaux
3-2-1. Principe (NF ISO 4832)
3-2-2. Mode opératoire
3-3. Dénombrement des staphylocoques pathogènes
3-3-1. Principe (NF V08-057-1/NF EN ISO 6888-2)
3-3-2. Mode opératoire
3-4. Dénombrement des Clostridium perfringens
3-4-1. Principe (NF V08 019)
3-4-2. Mode opératoire
3-5. Détection de la présence des salmonelles
3-5-1. Principe (NF ISO6579)
3-5-2. Mode opératoire
4- Expression des résultats (ISO 7218)
5- Interprétation des résultats
RESULTATS
1- Composition biochimique de la matière première
1-1. La teneur en eau et matière sèche
1-2. Analyse des protéines
1-3. La teneur en matières grasses
1-4. Analyse des cendres brutes
2- Séchage de la matière première
2-1. Rendement d’obtention de produit sec
2-2. Composition biochimique des produits secs
3- Hydrolyse enzymatique
3-1. Degré d’hydrolyse
3-2. Rendement d’obtention de produits dérivés
3-2-1. Rendement d’obtention de poudres pour l’hydrolyse enzymatique
3-2-2. Analyse biochimique des hydrolysats
3-2-2-1. Teneurs en eau et matière sèche
3-2-2-3. Teneur en lipides
3-2-2-4. Teneur en éléments minéraux
4. Rendement de récupération de protéines
5. Propriété fonctionnelle des hydrolysats
5-1. Capacité d’absorption d’eau
5-2. Capacité d’absorption d’huile
5-3. Pouvoir émulsifiant
5-4. Stabilité d’émulsion
6. Analyse microbiologique
DISCUSSION
1- Composition biochimique des chutes de parage de poisson
2- Séchage de la matière première
3- Hydrolyse enzymatique
3-1. Degré d’hydrolyse
3-2. Rendement d’obtention de produit dérivé
3-3. Composition biochimique des fractions d’hydrolyse
3-4. Rendement de récupération des protéines
4- Propriétés fonctionnelles
4-1. Capacité d’absorption d’eau
4-2. Capacité de rétention d’huile
4-3. Pouvoir émulsifiant
4-4. Stabilité de l’émulsion
5- Qualité microbiologique
CONCLUSION ET PERSPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES.

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