• Langue : Français, Anglais
• Discipline : Biotechnologies agroalimentaires, sciences de l'aliment, physiologie
• Identifiant : 2024ULILR048
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 04/10/2024

Résumé en langue originale

Actuellement, les macroalgues marines constituent une ressource biologique et économique de premier plan. En effet, les molécules naturelles issues de cette biomasse comportent une multitude de principes bioactifs à fort potentiel nutritionnel et pharmaceutique. Dans un premier temps, nous nous sommes concentrés sur la mise en place d'une méthode efficace pour la destruction de la paroi algale et la libération des protéines à partir de deux espèces de macroalgues rouges (S. coronopifolius et G. spinosum). Le prétraitement de ces biomasses par Ultrasonication pendant 60 min s'est avérée la technique la plus adéquate pour l'extraction des protéines. Ensuite, ces dernières ont été digérés par la pepsine (pH 3.5 and 40 °C) pendant 24 h pour l'élaboration de plusieurs hydrolysats protéiques enrichis en peptides bioactifs à partir de S. coronopifolius et G. spinosum, et nommés respectivement HPSC et HPGS. L'analyse peptidomique a permis d'identifier un nombre important de peptides à partir de HPSC et HPGS (172 et 64, respectivement). Aussi, 579 et 472 peptides uniques et non toxiques ont identifié par RP-HPLC-MS/MS à partir des différentes fractions de HPSC et HPGS. Plusieurs séquences peptidiques telles que FLPNF, LLGF, LFGF, MEPGPLGW, TPGF et FGGG ont été identifiées pour la première fois à partir des macroalgues rouges. L'analyse in silico QSAR a permis d'identifier une proportion élevée de peptides prédits comme inhibiteurs puissants de l'ECA (CI50 < 100 µM) et la DPP-IV (CI50< 2 mM). Dans un autre volet, nous nous sommes intéressés à l'étude des propriétés antioxydantes et antibactériennes in vitro de HPSC et HPGS et leur utilisation potentielle comme bio-conservateur de la viande bovine. En effet, HPSC et HPGS ont présenté un pouvoir antioxydant important et une forte activité antibactérienne ainsi qu'un impact positif sur la biopréservation de la qualité de la viande hachée et la prolongation de sa durée de conservation au cours de la réfrigération. Enfin, ces hydrolysats protéiques ont exercé aussi des propriétés antihypertensives et antidiabétiques in vitro et in vivo. En effet, l'administration orale d'une dose unique (100 et 200 mg/kg, pc) de HPSC et HPGS réduit significativement (p < 0,05) les pressions artérielles systoliques et diastoliques chez les rats hypertendus et améliore considérablement (p < 0,05) les indicateurs de stress oxydatif, la glycémie et les paramètres biochimiques chez les rats diabétiques. De ce fait, les protéines des macroalgues rouges représentent une source potentielle de peptides actifs et bénéfiques qui pourraient être utilisées en tant que « Supplément Nutritionnel » dans le développement d'aliments fonctionnels pour la prévention contre plusieurs pathologies. Ainsi, la production de fractions peptidiques actives ou de biopeptides issues de cette bioressource renouvelable est sans doute d'un très grand intérêt industriel.

Résumé traduit

Currently, marine macroalgae represent a significant biological and economic resource. Natural molecules derived from this biomass contain numerous bioactive compounds with high nutritional and pharmaceutical potential. Initially, we focused on the development of an efficient method for the algal cell wall destruction and the release of proteins from two species of red macroalgae (S. coronopifolius and G. spinosum). Pretreatment of these biomasses by Ultrasonication for 60 min proved to be the most suitable technique for protein extraction. These proteins were then digested with pepsin (pH 3.5 and 40 °C) for 24 h to produce several protein hydrolysates enriched with bioactive peptides from S. coronopifolius and G. spinosum, namely SCPH and GSPH, respectively. Peptidomic analysis identified a significant number of peptides from SCPH and GSPH (172 and 64, respectively). Additionally, 579 and 472 unique and non-toxic peptides were identified by RP-HPLC-MS/MS from the various fractions of SCPH and GSPH. Many peptide sequences such as FLPNF, LLGF, LFGF, MEPGPLGW, TPGF, and FGGG were identified for the first time from red macroalgae. In silico QSAR analysis identified a high proportion of peptides predicted to be potent inhibitors of ACE (IC50 < 100 µM) and DPP-IV (IC50 < 2 mM). Furthermore, we studied the in vitro antioxidant and antibacterial properties of SCPH and GSPH, and their potential use as bio-preservatives for beef meat. SCPH and GSPH demonstrated significant antioxidant power, strong antibacterial activity, and a positive impact on the biopreservation of minced meat quality, extending its shelf life during refrigeration. These protein hydrolysates also exhibited antihypertensive and antidiabetic properties in vitro and in vivo. Oral administration of a single dose (100 and 200 mg/kg, bw) of SCPH and GSPH significantly reduced (p < 0.05) systolic and diastolic blood pressures in hypertensive rats and significantly improved (p < 0.05) oxidative stress markers, blood glucose levels, and biochemical parameters in diabetic rats. Thus, red macroalgae proteins represent a potential source of active and beneficial peptides that could be used as "Nutritional Supplement" in the development of functional foods for the prevention of various pathologies. Therefore, the production of active peptide fractions or biopeptides from this renewable bioresource is undoubtedly of great industrial interest.