Titre du projet : « Renforcement du potentiel des protéines algales pour la coloration et l’enrichissement des aliments à l’aide de la technologie à haute pression »
Chercheur principal (PI) : Dr Simeon Minic, Assistant at Faculty of Chemistry, University of Belgrade,
University of Belgrade – Faculty of Chemistry (UBFC), Department of Biochemistry & Center of Excellence for Molecular Food Sciences, Serbie
Organisations collaboratrices :
- Laboratoire Leon Brillouin, UMR12 CEA-CNRS, France
- Department of Food Science and Technology, School of Agriculture and Biology, Shanghai Jiao Tong University (SJTU), Chine
- University of Donja Gorica (UDG), Faculty of Food Technology, Food Safety and Ecology, Montenegro
- NHRF – National Hellenic Research Foundation, Grèce
- Institute of Chemistry, SAS – Slovak Academy of Sciences, Slovaquie
- University of Belgrade, INEP – Institute for Application of Nuclear Energy
Budget total du projet : 150 000 $.
Durée : 2022-2024
Projet financé par l’initiative chinoise scientifique internationale non gouvernementale à but non lucratif “ANSO – Alliance of International Science Organizations“.
Contexte
Les phycobiliprotéines algales (PBP), principalement la phycocyanine (PC) et la phycoérythrine (PE), sont de plus en plus reconnues comme des colorants alimentaires naturels hautement bioactifs, sûrs et abordables, qui remplacent les colorants chimiques cancérigènes. Leurs couleurs vives proviennent de chromophores tétrapyrroliques à chaîne ouverte liés de manière covalente. Le marché des pigments d’algues devrait croître à un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 4 % entre 2019 et 2025 pour atteindre 452,4 millions de dollars, la République populaire de Chine étant le principal partenaire commercial. Le défi pour une plus grande utilisation industrielle des PBP en tant que colorants alimentaires est de surmonter les obstacles liés à la préservation de la couleur au cours des processus technologiques et du stockage, en raison de leur faible stabilité à des températures élevées requises pour le traitement des aliments.
Le traitement à haute pression (HPP) permet une conservation douce des aliments par HP sans additifs ni chaleur. Les avantages du traitement à haute pression comprennent la réduction des coûts énergétiques, le traitement écologique des aliments et la conservation des valeurs nutritionnelles, des couleurs et des saveurs des aliments. Cette technologie émergente a déjà montré des applications dans la texturation, la congélation, la gélification et la digestibilité des aliments.
Objectifs du projet
L’objectif général du projet proposé est d’utiliser la technologie HPP pour les aliments enrichis en PBP afin de préserver et de stabiliser leurs couleurs. Nous visons à améliorer la stabilité HP des couleurs PBP en ajoutant des ingrédients alimentaires naturels (vitamines, sucres, polyphénols ou protéines de lactosérum). La deuxième utilisation de l’HPP consiste à encapsuler les PBP dans des matrices alimentaires solides, telles que des gels de polysaccharides ou de protéines, afin de renforcer les activités bioactives des produits obtenus et leurs propriétés fonctionnelles globales.
Méthodologie et plan de travail
Nous mettrons en œuvre un ensemble complet de techniques pour étudier la stabilité de la couleur et la bioactivité des PBP dans les systèmes alimentaires :
- Les PBP seront produits (photobioréacteurs) et purifiés (chromatographie) à partir de cyanobactéries et d’algues rouges
- Nous étudierons la stabilité de la couleur des PBP par spectroscopie optique et par des techniques de diffusion aux petits angles.
- Nous concevrons une stratégie pour améliorer la stabilité à la pression des PBP en ajoutant des sucres, des polyphénols bioactifs, des vitamines, des microéléments ou des ajustements de pH. La liaison de ces ligands alimentaires aux PBP sera étudiée par des techniques de spectroscopie de fluorescence et de résonance plasmonique de surface.
- Les propriétés structurelles/fonctionnelles des gels obtenus par encapsulation induite par HP des PBP dans des matrices alimentaires seront analysées à l’aide de techniques de microscopie, de rhéologie, de diffusion aux petits angles et d’analyse du profil de texture.
Résultats
Notre équipe multidisciplinaire comprend des scientifiques renommés et leurs équipes de recherche de 6 pays (7 institutions de recherche scientifique). Ce réseau de collaboration unira ses efforts pour relever les défis mondiaux, y compris le développement vert et le bien-être humain, conformément à la vision et à la mission de l’ANSO.
Grâce à l’utilisation de la technologie HPP verte, le projet proposé élargira le potentiel d’application des PBP en tant que colorants et nutraceutiques, ce qui permettra d’obtenir de nouveaux produits alimentaires plus sûrs, plus sains et commercialement attrayants à un prix acceptable.
Avec la mise en œuvre complète de ce projet de collaboration ANSO, nous nous attendons à un large impact dans les nouvelles collaborations scientifiques qui se traduiront par des références scientifiques de qualité et des opportunités passionnantes pour l’application commerciale des PBP stabilisés.