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HYDROLYSATS ENZYMATIQUES DE PROTEINES DE POISSON EN PISCICULTURE

Des chercheurs Australiens soulignent le potentiel des hydrolysats d’enzymes protéiques de poisson provenant des sous-produits de la transformation du poisson et des fruits de mer en pisciculture.

Des chercheurs de l’université Curtin, de l’université des sciences et technologies de Patuakhali (Bangladesh), du centre australien de recherche appliquée en aquaculture et de l’université Murdoch ont publié une revue scientifique, dans la revue Review in Aquaculture, qui résume les sources, les processus de production et les résultats de l’application de la FPH comme complément alimentaire pour différentes espèces aquacoles en ce qui concerne les performances de croissance, l’utilisation des aliments, la digestibilité, l’immunité et la résistance à des maladies spécifiques.

Un résumé de l’article scientifique est présenté ci-dessous ; cependant, l’article complet est accessible dans la référence bibliographique.

Les sous-produits (peau, nageoires, têtes, viscères, entre autres) des industries de transformation du poisson et des crustacés peuvent dépasser 60 % du poids total. Ces grandes quantités de déchets organiques sont généralement transformées en produits de faible valeur tels que des aliments pour animaux, des farines de poisson et des engrais.

Il existe un potentiel important d’utilisation des sous-produits riches en protéines en les convertissant en produits alimentaires plus précieux et nutritionnellement biodisponibles, tels que l’hydrolysat de protéines de poisson (FPH).

L’hydrolysat de protéines de poisson (FPH) peut être produit sous forme liquide ou en poudre, et contient de grandes proportions de petits peptides d’environ 2 à 20 acides aminés.

La FPH possède d’excellentes propriétés physico-chimiques, notamment une solubilité accrue, des propriétés d’émulsification, des propriétés de vaporisation, une capacité de rétention d’eau et une capacité de fixation des graisses, qui augmentent l’appétence des aliments et simplifient l’absorption des nutriments biologiques.

Les chercheurs soulignent également que la FPH présente un certain nombre d’avantages physiologiques, notamment des activités antioxydantes, antihypertensives, antimicrobiennes, immunomodulatrices et anticancéreuses lorsqu’elle est consommée in vivo.

En aquaculture, il a été démontré que l’inclusion de FPH à chaîne courte riche en peptides dans les régimes alimentaires, à des niveaux appropriés, induit des performances de croissance, une utilisation des nutriments, une activité antioxydante et une réponse immunitaire chez les poissons, en particulier pour les larves et les juvéniles.

Sources d’hydrolysats de protéines de poisson

L’utilisation rentable des sous-produits de la transformation du poisson et des fruits de mer est un domaine important pour la recherche et pour les industries de la pêche et de l’aquaculture.

Le muscle foncé des poissons riches en protéines a une valeur limitée pour la consommation humaine en raison de la forte possibilité d’oxydation ; c’est pourquoi certaines études ont utilisé ce sous-produit pour la production de FPH, ce qui en fait un produit de grande valeur.

Les viscères, peaux, têtes et autres parties des poissons d’eau douce ou de mer ont été utilisés pour la production d’hydrolysats.

Production d’hydrolysat de protéines de poisson

Les chercheurs font état de plusieurs méthodes de production de PHF, notamment l’hydrolyse chimique (acide et alcaline), l’autolyse, la fermentation bactérienne et l’hydrolyse enzymatique. Parmi elles, l’hydrolyse enzymatique et l’hydrolyse chimique sont les méthodes les plus couramment utilisées.

Le processus d’hydrolyse chimique est peu coûteux, rapide et permet une récupération élevée des protéines ; cependant, il y a peu de contrôle sur la consistance des produits hydrolysés, avec de grandes variations dans les profils des acides aminés libres.

Le processus d’autolyse peut être régulé par l’action des enzymes digestives endogènes du poisson. Mais ces concentrations d’enzymes endogènes varient considérablement au sein des espèces et entre elles, tout en étant fortement saisonnières et spécifiques à l’âge, ce qui se traduit par des produits finaux présentant des profils moléculaires incohérents.

Afin de produire une FPH de meilleure qualité, l’hydrolyse enzymatique a été largement mise en œuvre pour produire des hydrolysats précis qui conservent la valeur nutritionnelle de la source de protéines. Ce processus fonctionne avec un temps de réaction très court et est bénéfique pour des liaisons spécifiques de peptides et d’acides aminés ayant une activité optimale dans des conditions spécifiques. En outre, l’hydrolyse enzymatique ne produit pas de solvants organiques résiduels ni de produits chimiques toxiques dans les produits finaux.

Il existe plusieurs enzymes protéolytiques, notamment l’alcalase, la neutrase, la papaïne, la pepsine et la trypsine, qui sont couramment utilisées pour produire des hydrolysats de protéines de poisson. Cependant, les chercheurs rapportent que l’alcalase, obtenue à partir de Bacillus licheniformis, s’est avérée être la plus efficace.

Composition chimique de l’hydrolysat de protéines de poisson

La teneur en protéines de la FPH varie entre 60 et 90% selon les types et les sources de matières premières et le protocole d’hydrolyse mis en œuvre. La teneur élevée en protéines de l’hydrolysat de protéines de poisson est due à la solubilisation de la protéine pendant l’hydrolyse enzymatique et à l’élimination des lipides après l’hydrolyse et peut être augmentée par l’élimination des fractions insolubles par centrifugation.

De nombreuses études ont rapporté que la teneur en lipides du PHF est <5% de la composition totale. Une réduction de la teneur en lipides de l’hydrolysat de protéines de poisson peut accroître la stabilité du produit final, ce qui augmente la durée de conservation de la FPH dans les conditions de stockage.

Plusieurs études ont montré que la teneur en cendres de la FPH varie entre 0,45 et 27% de la composition totale. La forte teneur en cendres est due à l’ajout d’un alcali pour ajuster le pH et/ou à la réduction des os dans la matière première.

Propriétés fonctionnelles de la PHF

Dans les systèmes alimentaires, les propriétés fonctionnelles de l’un des ingrédients sont importantes car elles déterminent la qualité et l’utilisation finale possible du produit. Au cours de l’hydrolyse enzymatique, les protéines de poisson sont divisées en un mélange d’acides aminés libres et de di-, tri- et oligo-peptides.

Solubilité

Une solubilité accrue est considérée comme une caractéristique bénéfique et un excellent indice pour l’évaluation qualitative de la fonctionnalité des PHF. Les protéines à haute solubilité augmentent la dispersion des molécules de protéines et conduisent à la formation de meilleurs systèmes colloïdaux.

Émulsification

La capacité de la FPH à former et à stabiliser des émulsions peut être mesurée par deux propriétés d’émulsification, notamment l’indice d’activité de l’émulsion (EAI) et l’indice de stabilité de l’émulsion (ESI).

Peptides bioactifs

Les peptides de faible poids moléculaire sont facilement absorbés et assimilés par le tractus gastro-intestinal des animaux.

Plusieurs études recommandent la filtration sur gel, la nanofiltration et l’ultrafiltration pour raffiner les hydrolysats de protéines de poisson et augmenter l’efficacité des sous-produits, afin de les convertir en peptides bioactifs plus efficaces pour la consommation humaine et animale.

Limitations de l’hydrolysat de protéines de poisson

Malgré les nombreuses applications potentielles des hydrolysats enzymatiques de protéines de poisson provenant des résidus de la transformation du poisson et des mollusques et crustacés dans les aliments aquatiques, il existe certaines limites :

a) La composition des sous-produits de la transformation du poisson et des mollusques et crustacés varie d’un lot à l’autre dans le processus de fabrication, et la composition nutritionnelle variable qui en résulte peut créer des difficultés pour la production d’un produit final cohérent.

b) Les matières premières, en particulier celles qui sont riches en graisse, sont très périssables, sensibles à l’oxydation et contiennent des micro-organismes qui dégagent rapidement une odeur nauséabonde. Certains de ces microorganismes peuvent être pathogènes pour les poissons, s’ils sont présents dans les aliments pour animaux.

c) La production de HPF à haut rendement et à haute pureté et de peptides bioactifs spécifiques à partir de déchets de poisson par hydrolyse enzymatique a été signalée dans des systèmes à petite échelle ou en laboratoire. Ce processus peut nécessiter des techniques coûteuses de traitement, d’isolation, de purification et de caractérisation à grande échelle.

d) L’hétérogénéité de la PHF, qui contient une gamme variée de peptides ayant des tailles moléculaires, une nature hydrophobe et des propriétés de surface différentes, ce qui entraîne des difficultés pour la formulation des aliments aquacoles et la conception d’un régime alimentaire adapté à l’âge de chaque espèce.

De plus amples détails sur les limites des hydrolysats de protéines de poisson pour l’utilisation dans les aliments aquacoles peuvent être trouvés dans la référence bibliographique de cet  article.

Conclusions

L’étude donne un aperçu de la production de PHF et de peptides bioactifs à partir de résidus de poissons, et de leurs effets potentiels sur la croissance, l’utilisation des aliments, la réponse biochimique et immunitaire dans la production de poissons d’aquaculture.

« Les données présentées ici suggèrent que les hydrolysats dérivés de résidus de poissons ont des applications potentielles dans les aliments pour aquaculture, ainsi qu’une source de protéines et d’acides aminés », notent les chercheurs.

L’étude a été financée par la bourse du programme de formation à la recherche (RTP) financée par le gouvernement australien (n° 17405029-Curtin).

Source : Enzymatic fish protein hydrolysates in finfish aquaculture: a review. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/raq.12481.

 

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