• Langue : Français
• Discipline : Biotechnologies agroalimentaires, sciences de l'aliment, physiologie
• Identifiant : 2025ULILR036
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 03/10/2025

Résumé en langue originale

Résumé : Les microalgues Arthrospira platensis et Tetraselmis chuii constituent des sources durables de protéines et de peptides bioactifs, présentant un fort potentiel d'application dans les secteurs nutraceutique, agroalimentaire et cosmétique. Cette étude propose une approche intégrée combinant destruction cellulaire, extraction protéique, hydrolyse enzymatique, analyse peptidomique, modélisation in silico et validation in vitro. Parmi les méthodes testées, le traitement de la biomasse par ultrasons (60 min, 20 kHz, 200 W, 90 % d'amplitude) a permis d'obtenir des rendements élevés en protéines (589,52 mg/g MS pour A. platensis et 335,58 mg/g MS pour T. chuii) ainsi qu'en composés bioactifs. Ces protéines ont ensuite été hydrolysées par la pepsine à différents rapports enzyme/substrat (E/S), atteignant un degré d'hydrolyse (DH) de 69,8 % pour A. platensis et 60,4 % pour T. chuii (E/S 1/2). Les hydrolysats protéiques de A. platensis (HPAP) et de T. chuii (HPTC) obtenus ont montré des propriétés fonctionnelles intéressantes, notamment une solubilité élevée, une bonne capacité d'absorption d'eau et d'huile, ainsi que des propriétés moussantes et émulsifiantes favorables. Sur le plan bioactif, ils ont présenté des activités antioxydantes marquées (piégeage de DPPH jusqu'à 86,29 %, pouvoir réducteur maximal de 1,45, capacité chélatrice de 92,9 %) et une inhibition significative d'enzymes cibles telles que l'enzyme de conversion de l'angiotensine (ECA), la dipeptidyl-peptidase IV (DPP-IV) et l'hyaluronidase (HYAL), avec des CI?? inférieures à 1,1 mg/mL pour HPAP. L'application de ces hydrolysats comme agents de biopréservation a été évaluée sur de la viande bovine hachée conservée à 4 °C. Leur incorporation a significativement ralenti l'oxydation lipidique et la prolifération microbienne, prolongeant ainsi la durée de conservation. L'analyse peptidomique (RP-HPLC-MS/MS) a permis d'identifier jusqu'à 261 peptides dans HPAP et 99 dans HPTC après fractionnement. L'analyse in silico a révélé une diversité de séquences multifonctionnelles, présentant des profils antioxydants, antihypertenseurs, antidiabétiques et antimicrobiens, sans toxicité prédite. Ces résultats ont été confirmés par des tests in vitro, certaines fractions inhibant fortement l'ECA, la DPP-IV ou la HYAL, tout en montrant une activité antibactérienne contre des souches Gram+ et Gram?. Ces résultats positionnent HPAP et HPTC comme des ingrédients fonctionnels prometteurs à haute valeur ajoutée pour des applications dans les domaines alimentaires, nutraceutiques et de la santé.

Résumé traduit

Abstract: Sustainable microalgae Arthrospira platensis and Tetraselmis chuii represent promising sources of proteins and bioactive peptides, with high potential for nutraceutical, food, and cosmetic applications. This study presents an integrated approach combining cell disruption, protein extraction, enzymatic hydrolysis, peptidomic analysis, in silico modeling, and in vitro validation. Ultrasound treatment of biomass (60 min, 20 kHz, 200 W, 90% amplitude) yielded high protein contents (589.52 mg/g DW for A. platensis and 335.58 mg/g DW for T. chuii) along with bioactive compounds. Extracted proteins were hydrolyzed using pepsin at various enzyme-to-substrate (E/S) ratios, achieving degrees of hydrolysis (DH) of 69.8% for A. platensis and 60.4% for T. chuii (E/S 1/2). The protein hydrolysates from A. platensis (HPAP) and T. chuii (HPTC) exhibited improved functional properties, including high solubility, water and oil absorption capacities, and favorable foaming and emulsifying characteristics. Bioactivity assays revealed significant antioxidant activity (DPPH scavenging up to 86.29%, reducing power of 1.45, chelating capacity of 92.9%) and notable inhibition of target enzymes: angiotensin-converting enzyme (ACE), dipeptidyl peptidase IV (DPP-IV), and hyaluronidase (HYAL), with IC?? values below 1.1 mg/mL for HPAP. The application of these hydrolysates as biopreservatives was assessed in minced beef stored at 4 °C. Their incorporation significantly delayed lipid oxidation and microbial growth, thereby extending shelf life. Peptidomic analysis (RP-HPLC-MS/MS) identified up to 261 peptides in HPAP and 99 in HPTC after fractionation. In silico analysis revealed a diverse range of multifunctional sequences with antioxidant, antihypertensive, antidiabetic, and antimicrobial profiles, without predicted toxicity. These predictions were validated by in vitro assays, with certain fractions showing strong inhibition of ACE, DPP-IV, and HYAL, as well as antibacterial activity against both Gram-positive and Gram-negative strains. Overall, these findings position HPAP and HPTC as promising high-value functional ingredients for applications in food, nutraceutical, and health industries.