Procédé innovant pour former des microparticules

Le processus de formation des microparticules à partir de la protéine majeure du lactosérum, la β-lactoglobuline, consiste en :

• une première étape liquide où la solution de β-lactoglobuline contenant des traces de lactose (ou de saccharose) est ajustée à un pH de 9,5 et conservée à 4 °C pendant 6 h maximum,
• une deuxième étape sèche où la solution est lyophilisée, puis la poudre obtenue est étuvée à 100 °C pendant 12h maximum.

La poudre étuvée est ensuite dissoute dans de l'eau pour l'analyse ou la mise en œuvre des microparticules formées.

Pour former des microparticules :

• Le pH alcalin n'est requis que pendant l’étape liquide,
• Ce pH permet la transformation des dimères natifs de β-lactoglobuline en espèces monomères et la formation d'agrégats de β-lactoglobuline par des ponts disulfure intermoléculaires. Ces agrégats sont probablement les précurseurs des microparticules finales,
• Le lactose n'est nécessaire que pendant l’étape sèche,
• Un sucre réducteur, tel que le lactose dans ce cas, est nécessaire et la réaction de Maillard pendant le chauffage à sec est essentielle,
• L'étuvage produit des liaisons covalentes autres que des liaisons disulfures. Nous supposons que des composés bifonctionnels tels que les dicarbonyls, qui sont produits par la réaction de Maillard, sont impliqués dans ces liaisons.

Mécanismes intervenant lors de la formation de microparticules montrant l’agrégation de la β-lactoglobuline en solution et le crosslink des protéines par des groupes bifonctionnels pendant l’étuvage. Une image de microparticules observées par microcopie laser à balayage est montrée (500 x 500 µm²).

Sur la base des mécanismes révélés sur la β-lactoglobuline, véritable clé de voûte du processus, cette étude est très utile pour poursuivre l’optimisation de la production de particules fonctionnelles à partir d’un mélange de protéines de lactosérum.

En savoir plus

Famelart M.H., Sevrin T., Schong, E., Rousseau F., Hamon P., Pezennec P., Croguennec T., Bouhallab S., Lee J., 2026. Dry heating-induced microparticles of β‑lactoglobulin: understanding the respective role of alkaline pH and lactose, ACS Food Science & Technology. 10.1021/acsfoodscitech.5c01081

Famelart M.H., Croguennec T., Sevrin T., 2021. Optimisation of microparticle formation by dry heating of whey proteins. Journal of Food Engineering. 10.1016/j.jfoodeng.2020.110221

Schong, E., Famelart M.H., 2019. Influence of casein on the formation of whey protein microparticles obtained by dry heating at an alkaline pH. Food Research Int. 10.1016/j.foodres.2019.04.001

Schong, E., Famelart M.H., 2019. Influence of lactose on the formation of whey protein microparticles obtained by dry heating at alkaline pH. Food Hydrocolloids. 10.1016/j.foodhyd.2018.08.018

Famelart M.H., Schong E., Croguennec T., 2018. Dry heating a freeze-dried whey protein powder: Formation of microparticles at pH 9.5. Journal of Food Engineering. DOI 10.1016/j.jfoodeng.2017.12.010

Schong, E., Famelart M.H., 2018. Dry heating of whey proteins leads to formation of microspheres with useful functional properties. Food Research International. 10.1016/j.foodres.2018.07.004

Schong E., Famelart M.H., 2017. Dry heating of whey proteins. Food Research International. DOI 10.1016/j.foodres.2017.08.057

Soutien financier

Ce travail a été soutenu financièrement par le projet interrégional PROFIL géré par l'Association industrielle BBA et financé par les conseils régionaux de Bretagne (subvention n° 13008651) et des Pays de la Loire. 

Contact

Florence Rousseau

Jeehyun Lee