Rangées de graines.. © Inra, Elena Schweitzer © Fotolia

Nos résultats

Sommaire
  1. Introduction
  2. Impact des traitements thermiques sur la digestion du lait maternel chez le nourrisson prématuré
  3. La manière dont les protéines s’agrègent lors d’un traitement thermique module leur capacité sensibilisante
  4. Accroître la survie des probiotiques au séchage en stimulant leur adaptation aux stress
  5. Le pouvoir adhésif deLactococcus lactis: une histoire tirée par les « pili » ?
  6. Quand les biopolymères s'assemblent : un jeu d'énergie et d'entropie.
  7. Toute la digestion gastro-intestinale dans un laboratoire sur puce : le microdigesteur
  8. Dis, comment une goutte de lait devient-elle un grain de poudre ?
  9. Recherches et Innovations 2016 - Pour l'Aliment et les Bioproduits
  10. 13 minutes pour tout savoir sur la qualité des fromages et des recherches qu'elle implique
  11. Un nouveau procédé pour le bio-raffinage du végétal
  12. La membrane bactérienne sous la lumière UV du synchrotron SOLEIL
  13. L’ingénierie inverse ou la machine à remonter… le pain !
  14. Chimie verte : Améliorer la production de lipides chez la levure
  15. Des vins de qualité à teneur réduite en alcool acceptés par le consommateur
  16. Impact des procédés de fractionnement sur la distribution des mycotoxines dans le blé dur
  17. Pâtes aux légumineuses : comment la formule et le procédé confèrent à l’aliment ses qualités nutritionnelles
  18. Contrôler le brunissement des vins blancs par la sélection raisonnée de levures
  19. Des bactéries lactiques pour réduire l’allergénicité de certaines protéines du lait
  20. Eliminer les biofilms avec un détergent enzymatique : une alternative aux traitements à base de soude
  21. Néo-enzymes à façon pour la conception de vaccins antibactériens
  22. RMN : une méthode non destructive pour identifier et quantifier les molécules phosphorées
  23. Marché des viandes transformées : vers une méthode de référence ?
  24. Modélisation mécanique multi-échelle : de l’échelle nanométrique aux propriétés macroscopiques de la mie de pain
  25. Minimoulin : 500 g pour apprécier la valeur meunière des blés
  26. Production microbienne de lipides à usages énergétiques ou chimiques
  27. L'acide férulique, acteur discret mais universel de la construction des parois lignifiées
  28. Eco-conception de matériaux à base de co-produits du bois
  29. L'analyse des composés volatils pourrait permettre d'authentifier le système de production des poulets
  30. Des nanoparticules comme marqueurs de biopolymères en microscopie
  31. Pasteurisation, UHT, microfiltration... Tous les traitements n'ont pas le même impact sur la qualité nutritionnelle du lait
  32. Des rayons X pour caractériser les couches accumulées lors des opérations de filtration
  33. L'intégration des connaissances expertes appliquées à l'affinage des camemberts
  34. Maîtriser la perte de masse des fromages pendant l'affinage
  35. La mémoire de l'amidon
  36. Recherches et innovations 2015 - Pour l'Aliment et les Bioproduits
  37. Comportement des micelles de caséine lors de la filtration du lait
  38. Nouvelle enzyme de dégradation des pectines
  39. Digestion du nourrisson : un modèle permet d’étudier les allergènes alimentaires
  40. Digestion des protéines carnées
  41. Des émulsions modèles de la digestion révèlent l’effet protecteur des polyphénols
  42. Perception de l’astringence : un nouvel éclairage grâce à la spectrométrie de masse
  43. Hautes pressions : Nouvelles voies d'utilisation et de valorisation sur les aliments emballés
  44. Fours à injection de vapeur d’eau : jusqu'à 12% d’économie d’énergie
  45. Nouvelle méthode d’analyse rapide de la qualité des tomates et des abricots
  46. Jambon de Bayonne : des marqueurs de texture et d’arôme pour maîtriser la qualité
  47. Suraccumulation de lipides chez la levure S. cerevisiae : vers une production de biocarburants à usage aéronautique
  48. Fractionner la ventilation des hâloirs de fromagerie : 50% d’économie d’énergie
  49. Connaître la structure de l'amidon pour maîtriser ses applications
  50. L’IRM pondérée en diffusion : un outil générique pour la micro-imagerie des lipides dans les matrices alimentaires
  51. Caractérisation d’un gène majeur de la biosynthèse des anthocyanes dans la baie de raisin
  52. Nouveaux détecteurs d’activités enzymatiques à base de nanocouches semi-réflectives de biopolymères
  53. Vers la connaissance de la structure de la micelle de caséine
  54. Le chauffage du lait semble favoriser le développement de l’allergie chez les nourrissons
  55. Mieux comprendre le pouvoir moussant des protéines en étudiant leur comportement aux interfaces eau-air
  56. Nouveau modèle d’organisation en 3D de la membrane de globules gras du lait
  57. Comment les protéines alimentaires s’auto-assemblent en objets micrométriques
  58. Une nouvelle méthode de séparation permet de déterminer la structure complète de biopolymères
  59. Intérêt des métabolites volatils des produits carnés pour révéler les contaminations des animaux d’élevage aux micropolluants environnementaux
  60. SensinMouth quand le goût fait sens
  61. Un logiciel d’aide au choix d’un emballage pour la filière Fruits et Légumes frais construit sur une démarche d’ingénierie des connaissances
  62. SOLEIL nous éclaire sur la structure des protéines stabilisatrices des réserves lipidiques de plantes oléagineuses
  63. Un zoom sur le processus d’assemblage multi-échelle des protéines 
  64. Maîtrise du séchage de produits laitiers infantiles par la prise en compte des interactions eau-constituants
  65. Maîtriser l’acidité du vin par un procédé électro-membranaire : une nouvelle pratique œnologique autorisée en Europe et dans les pays viticoles du nouveau monde
  66. Stratégies de réduction du taux de sodium dans les aliments
  67. Pour une meilleure persistance de Lactococcus lactis dans le tractus digestif
  68. L’allergie alimentaire au blé : une histoire d’épitopes
  69. Des essais sur un modèle de souris allergiques révèlent le fort potentiel allergisant d’un procédé alimentaire : la désamidation du gluten de blé
  70. Protéger les lipides omega-3 de l’oxydation : le rôle clé des émulsifiants
  71. Quel impact de la cuisson sur la qualité des viandes ? Des images aux modèles mathématiques.
  72. Comment améliorer le pouvoir moussant des protéines ?
  73. Une cellule d’observation sous cisaillement de gels, mousses, pâtes et autres systèmes complexes
  74. Vers une compréhension des mécanismes impliqués dans la synthèse de tanins astringents
  75. Fractionnement du lait : des procédés membranaires éco-performants
  76. Qualité des vins : de l'oxygène un peu, beaucoup, ... pas du tout ?
  77. Obtenir des émulsions très stables sans tensioactifs grâce à des nanocristaux de polysaccharides issus de la biomasse.
  78. Découverte de nouvelles enzymes de dégradation des polysaccharides végétaux dans le microbiome intestinal humain
  79. La cutine de la peau des tomates pour de nouveaux polymères
  80. La texture des fruits : phénotypage et chémotypage de déterminants histologiques et pariétaux
  81. Simulation de la fragmentation orale d'aliments céréaliers fragiles ... Scrountch !
  82. La déglutition, un carrefour physiologique clé pour libérer les arômes 
  83. Un nouveau procédé de cuisson des viandes sous dioxyde de carbone pour réduire l'apparition de composés indésirables
  84. Dénaturation thermique des protéines musculaires par microspectroscopie FT IR localisée couplée au rayonnement synchrotron
  85. Des résines époxy biosourcées, sans bisphénol A, à partir de polyphénols naturels
  86. Structure d'un colloïde naturel : la micelle de caséine du lait
  87. Identification d'une souche d'Aspergillus qui améliore de 20% le rendement en glucose de la biomasse en conditions industrielles
  88. Une enzyme impliquée dans la polymérisation de la cutine
  89. Une farine de blé dur adaptée à la fabrication de baguettes traditionnelles
  90. Le virtuel pour guider la construction d’enzymes « sur mesure »
  91. Jusqu’où est-il possible de réduire la teneur en sel dans les charcuteries cuites ?
  92. Diffusion des molécules organiques dans les matériaux polymères : retour sur les lois connues
  93. Mousse intelligente : différentes manières de détruire une mousse sur demande !
  94. La Datte, riche en tanins et pourtant ni amère ni astringente
  95. Réduire la teneur en sel des aliments
  96. Recherches et innovations 2014

Vers la connaissance de la structure de la micelle de caséine

La micelle de caséine, composant protéique principal du lait (80% des protéines du lait), est sans doute l'objet colloïdal naturel que l'on rencontre le plus communément dans notre vie quotidienne. Et pourtant, sa structure est très mal connue.

Mis à jour le 17/06/2013
Publié le 05/06/2013
Mots-clés :

Découvrir les mécanismes de construction et de transformation de la micelle de caséine pour comprendre sa dynamique

Cet agrégat protéique, assimilable à une sphère d'une centaine de nanomètres de diamètre, est étudié depuis une trentaine d'années par des méthodes physico-chimiques. Cependant, sa structure, et donc son organisation moléculaire et supramoléculaire ne sont que très partiellement établies. Cette méconnaissance constitue un verrou conceptuel majeur pour comprendre, et donc maîtriser, ses fonctionnalités. En effet la micelle de caséine joue un rôle déterminant dans de nombreux procédés de transformation des industries alimentaires.

Des avancées dans la connaissance de la structure de la micelle de caséine

Pour comprendre l'organisation et la dynamique micellaire, nous étudions les mécanismes de transport et de construction de la micelle dans la voie de sécrétion, ces deux processus étant intimement imbriqués. L'originalité de notre approche est d'étudier ces phénomènes in situ dans la cellule épithéliale mammaire, en exploitant l'aspect spatio-temporel de l'édification de la micelle. Les étapes primaires de la formation de la micelle de caséine sont étudiées dans des vésicules dérivées du réticulum endoplasmique rugueux, préparées à partir de tissus mammaires de rat ou de chèvre. Ces expériences révèlent, pour la première fois, l'existence d'une forme de caséine alpha-S1 associée à la membrane dans le réticulum endoplasmique et dans les compartiments plus distaux de la voie de sécrétion des cellules épithéliales mammaires. Nos données suggèrent que la caséine alpha-S1, essentielle à l'exportation efficace des autres caséines du réticulum endoplasmique vers l'appareil de Golgi, joue un rôle clé dans les premières étapes de la biogenèse des micelles de caséine et dans le transport des caséines dans la voie de sécrétion.

Par une approche utilisant la concentration par stress osmotique, technique issue de la physique de la "matière molle", nous avons tout d'abord montré que la micelle adopte une succession de comportements typiques de certains colloïdes "modèles" lorsque la concentration augmente : sphère dure, sphère "adhésive", puis colloïde "mou et déformable". Ces résultats sont directement applicables, par la connaissance de la position de la transition liquide-gel par exemple. Dans la continuité de ces travaux, nous avons exploré la structure interne de la micelle de caséine en suivant l'évolution, par diffusion de rayons X aux petits angles, de sa structure interne en cours de compression osmotique. Pendant ces manipulations, l'environnement physico-chimique de la micelle est inchangé si bien que seule sa réponse à une sollicitation mécanique (= déformation de la micelle) est suivie. Les résultats obtenus sont particulièrement originaux et informatifs. Ils suggèrent que la micelle est un matériau hétérogène constitué de régions denses, qui résistent à la compression, et de régions "molles" ou de vides, qui se contractent voire s'effondrent quand la micelle est déformée (cf illustration). Cette proposition d'une micelle de caséine structurée en "éponge" contraste avec les modèles existants et constitue une avancée importante du point de vue fondamental.
Structure de la micelle de caséine sous compression osmotique. © Inra
Structure de la micelle de caséine sous compression osmotique © Inra

Illustration : Structure de la micelle de caséine sous compression osmotique : (A) Spectres SAXS de la micelle à différentes concentrations en caséine. Ces spectres montrent trois "oscillations", ou distances caractéristiques, qui correspondent aux trois niveaux de structuration interne de la micelle. (B) Proposition de structure interne : la micelle serait une sorte « d'éponge » à trois niveaux de structure.

Élucider la structure de la micelle de caséine pour maîtriser les procédés

Déterminer le rôle de la caséine alpha-S1 dans le transport des caséines dans la voie de sécrétion ainsi que dans l'édification de la micelle de caséine, et à terme connaître les mécanismes de mise en place et de sécrétion de cette structure supramoléculaire permettra de mieux comprendre et donc maîtriser la production de la micelle de caséine par la cellule épithéliale mammaire et les fonctionnalités qui lui sont rattachées.
Pour maîtriser les procédés, il est primordial d’élucider la structure de la micelle de caséines et de comprendre comment cette structure et le comportement global de la micelle sont affectés au cours des transformations et opérations de concentration. A terme, et du point de vue applicatif, mieux connaître la structure de la micelle de caséine permettra d'avancer sur des nombreux points ayant trait à la manipulation et à l'utilisation de cet objet biologique dans différents domaines : maîtrise des procédés de transformation, encapsulation et libération contrôlée de composés cibles, etc.

Partenaires

Ces recherches ont bénéficié de la collaboration de B. Cabane (ESPCI, UMR7636 PMMH), physicien dont les travaux font référence dans les domaines de la "matière molle". Elles entrent également dans le cadre du GdR CNRS n°2980 "Approches Multiphysiques pour les Colloïdes Concentrés" (AMC2).
Département Physiologie Animale et Systèmes d'Elevage : Eric Chanat, Annabelle Le Parc, INRA, UR1196 Génomique et Physiologie de la Lactation, Domaine de Vilvert, F-78350 Jouy-en-Josas.

Références

En savoir plus

  • A. Le Parc, J. Léonil, E. Chanat. AlphaS1-casein, which is essential for efficient ER-to-Golgi transport, is also present in a tightly membrane-associated form. BMC Cell Biology 2010, 11:65
  • http://www.biomedcentral.com/1471-2121/11/65. doi:10.1186/1471-2121-11-65
  • A. Bouchoux, P.-E. Cayemitte,J. J., G. Gésan-Guiziou, B. Cabane, Biophys. J., vol.96, p.693, 2009
  • A. Bouchoux, B. Debbou, G. Gésan-Guiziou, M.-H. Famelart, J.-L. Doublier, B. Cabane, J. Chem. Phys., vol.131, p.165106, 2009
  • A. Bouchoux, G. Gésan-Guiziou, J. Perez, B. Cabane, Biophys. J., vol.99, p.3754, 2010