Master ST MQSA Biochimie Alimentaire

Master ST MQSA Biochimie Alimentaire

• Cours donné par Rizki Hajar
• Année universitaire 2024/2025
• Date du cours: 20/12/2024

Introduction

• Tous les organismes vivants contiennent des protéines, qu'il s'agisse de bactéries, de plantes, d'animaux ou de virus.
• Les protéines sont des macromolécules biologiques essentielles aux organismes vivants.
• Elles sont constituées d'acides aminés liés entre eux par des liaisons peptidiques.
• La plupart des protéines ont un poids moléculaire compris entre 25 000 D et 150 000 D, certaines dépassant largement cette fourchette.

Fonctions des protéines

• Catalyse enzymatique: Les enzymes sont des protéines qui accélèrent les réactions chimiques dans les cellules.
• Transport et stockage: Les protéines transportent les petites molécules et les ions dans le corps (ex: hémoglobine, myoglobine, transferrine).
• Mouvement coordonné: Les protéines sont les constituants principaux des muscles, dont le collagène donne une résistance élastique à la peau et aux os.
• Protection immunitaire: Les anticorps sont des protéines spécifiques impliquées dans la défense immunitaire.
• Transmission de l'influx nerveux: Les protéines réceptrices sont impliquées dans la transmission des messages nerveux (ex: rhodopsine).
• Contrôle de la croissance et de la différenciation: Les protéines comme les répresseurs régulent l'expression des gènes dans les cellules.

Définition des acides aminés

• Unités de base des protéines: Les acides aminés sont les briques élémentaires constituant les protéines.
• Substances organiques: Ce sont des molécules organiques.
• Structure: Caractérisés par une fonction carboxylique et une fonction amine attachés au carbone alpha.
• Exception: La taurine est un acide aminé dont le groupe acide est -SO3H.

Classification des acides aminés

• Classification selon la polarité de la chaîne latérale:
  • Non polaires / hydrophobes
  • Neutres (non chargés) mais polaires
• Classification selon l'importance:
  • Essentiels (9) : Ne peuvent pas être synthétisés par l'organisme et doivent être apportés par l'alimentation.
  • Semi-essentiels (2) : Peuvent être synthétisés par l'organisme mais à une vitesse insuffisante chez les enfants.
• Liste des 20 acides aminés essentiels/indispensables: (liste présente dans le document)

Définition des Protéines

• Composées d'atomes de Carbone, Hydrogène et Oxygène
• Formes de monomères: Composée des acides aminés.
• Source d'azote pour l'organisme
• Apport énergétique: 4 kcal/g

Classification des Protéines

• Classification selon la composition:

  • Protéines simples (holoprotéines) : Formées uniquement d'acides aminés.
  • Protéines conjuguées (hétéroprotéines) : Attachées à une autre substance chimique. (liste présente dans le document)

• Classification selon la fonction:

  • Protéines structurales
  • Protéines plasmatiques et liquides biologiques
  • Protéines actives biologiquement
  • Protéines alimentaires

• Classification selon la structure tridimensionnelle:

  • Protéines fibreuses (scléroprotéines) : Structure principale, ex.: collagène, kératine.
  • Protéines globulaires (sphéroprotéines) : Structure complexe, ex.: enzymes, anticorps, hormones.

Structures des protéines

• Structure primaire: La séquence linéaire d'acides aminés.
• Structure secondaire: Organisation en motifs récurrents (hélices alpha, feuillets bêta).
• Structure tertiaire: Repliement tridimensionnel global de la chaîne polypeptidique.
• Structure quaternaire: Association de plusieurs chaînes polypeptidiques.

Dénaturation des protéines

• Modification de la structure sans rupture des liaisons peptidiques
• Perte de forme et de fonction biologique
• Causes: agents physiques (chaleur, radiations), agents chimiques (acides, bases, solvants).
• Conséquences: Diminution de la solubilité, modification de la viscosité, perte d'activité biologique.

Propriétés fonctionnelles des protéines

• Propriétés physiques et chimiques qui permettent d'utiliser les protéines en technologie alimentaire.
• Classement basé sur les propriétés:
  • Propriétés d'hydratation
  • Propriétés de surface
  • Propriétés de structuration

Propriétés fonctionnelles (détails)

• Absorption et rétention d'eau, solubilité, dispersion, viscosité
• Structuration: Polymérisation, dénaturation, précipitation, floculation, gélification
• Propriétés de surface: Émulsion, moussant

Hydrolyse des protéines

• Décomposition des protéines en peptides ou acides aminés plus petits par des enzymes (protéases).
• Importance dans la digestion.
• Enzymes utilisées dans le processus (liste présente dans le document).

Dégradation des protéines

• Chimique: Modification physique ou chimique conduisant à la perte de digestibilité, ex: formation d'isopeptides et lysinoalanine.
• Enzymatique: Formation d'alcools supérieurs et amines biogènes, via différents processus comme la fermentation ou la putréfaction.

Sources de protéines alimentaires

• Végétales: (exemple de groupes: Grains, légumineuses, noix) - Des inhibiteurs d'enzymes ou des facteurs de flatulence peuvent être présents.
• Animales: (exemples de groupes: Viande, poisson, œuf, lait.) - Excellentes sources d'acides aminés essentiels. La liste complète des exemples figure dans le document.