Tesi sul tema "Protéines du gluten"

La lipophilisation des proteines est une reaction consistant a greffer de facon covalente, par biocatalyse ou par voie chimique, des chaines grasses sur les fonctions hydroxyles ou sur les amines laterales des acides amines. L'acylation chimique est basee sur des reactions simples et economiques permettant d'accroitre leurs proprietes lipophiles. L'inconvenient majeur est la contamination des proteines lipophilisees par des co-produits toxiques entrainant des surcouts de purification. La premiere partie de cette etude a permis de mettre au point une nouvelle approche de la lipophilisation sur les isolats de proteines de soja (ips) et du gluten de ble a l'aide de chlorures d'acides gras, en milieu concentre et sans formation de contaminants. En fonction des agents lipophiles utilises, on obtient un taux d'acylation proche de 80% pour les ips et 60% pour le gluten de ble. La seconde partie de ce travail est la mise au point de la reaction biocatalysee par des lipases. Les enzymes presentent de nombreux avantages sur les catalyseurs chimiques conventionnels, en particulier une plus grande specificite de substrats et la non contamination des proteines lipophilisees. L'etude, realisee sur les ips, a permis d'optimiser les conditions de reaction en fonction des enzymes testees pour chaque synthon lipophile propose. On atteint un taux d'acylation proche de 60% et 50% pour les reactions catalysees respectivement par les lipases commerciales de mucor miehei et de rhizopus arrhizus. Les proteines lipophilisees peuvent etre utilisees dans differents domaines industriels notamment en cosmetique et dans l'elaboration des biomateriaux. L'etude preliminaire de mise en forme et de caracterisation de films a partir de gluten de ble lipophilise montre que ces films sont realisables dans certaines conditions. Leurs proprietes mecaniques et barriere a la vapeur d'eau sont equivalentes a celles des films obtenus a partir de gluten vital, avec une legere amelioration de leur impermeabilite.

Le secteur de l'amidonnerie-glutennerie genere du gluten de ble en grande quantite. Cette matiere, riche en proteines a ete caracterisee et sa reactivite chimique etudiee. Des conditions optimales de desamidation ont ete definies pour permettre la mise en uvre ulterieure et la comprehension de la reaction simultanee de desamidation-esterification. Une nouvelle methode d'analyse du taux de desamidation par chromatographie liquide ionique haute performance a egalement ete proposee. La reaction d'esterification du gluten a ete realisee en milieu heterogene solide-liquide, en presence de methanol, ethanol, butanol et octanol et d'un catalyseur acide. Une etude fine du role des differents parametres reactionnels intervenant lors de l'esterification en presence d'octanol a montre que cette reaction induit une augmentation du pi et du caractere hydrophobe de la proteine. La realisation d'un plan d'experiences a permis de definir les orientations a apporter au niveau de ces parametres pour atteindre un degre d'esterification eleve, limiter l'hydrolyse des proteines et/ou modifier leur solubilite aux ph acides ou basiques. Par ailleurs, la reticulation du gluten de ble a l'aide du 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide. Hci (edc) et du n-hydroxysuccinimide (nhs) a ete etudiee. Selon les conditions experimentales mises en uvre, deux mecanismes ont pu etre suggeres : a ph 11, une reticulation intramoleculaire est favorisee sans affecter la solubilite du gluten tandis qu'aux ph compris entre 5 et 7, une reticulation intermoleculaire a lieu avec une large diminution de la solubilite. A ph 3, aucune reticulation n'est observee. Enfin, pour ameliorer la sensibilite a l'eau des films a base de gluten, edc et nhs ont ete incorpores dans la solution filmogene. Un procede de fabrication de films par voie humide a ete mis au point. Selon la quantite d'agent reticulant, les caracteristiques et les proprietes mecaniques de ces films sont modifiees. Des films moins solubles, plus resistants a la rupture et moins elastiques que les films de gluten natif ont pu etre obtenus.

Le gluten de blé est une ressource protéique renouvelable et abondante pouvant être utilisée pour la fabrication de matériaux thermoplastiques biodégradables. L'objectif de cette thèse était de voir dans quelle mesure les paramètres de l'environnement physico-chimique du gluten (température, cisaillement, plastifiant, agent de charge, agent réducteur de ponts disulfure et protéase) permettent de modifier sa réactivité et les propriétés fonctionnelles des matériaux. L'influence du temps et de la température d'un traitement thermomécanique sur le degré de réticulation et de dégradation des protéines de gluten a été bien caractérisée et reliée à l'évolution rhéologique de tan ô, dans le domaine linéaire. Une diminution de la taille moyenne des protéines par rupture des liaisons covalentes (disulfure ou peptidique) entraîne un ralentissement de la cinétique de réticulation. Dans le cas de la protéolyse, il contribue également à diminuer le potentiel de réactivité par formation d'espèces non réactives. La réticulation du réseau de gluten par liaisons covalentes sous l'action d'un traitement thermomécanique est enfin en grande partie inhibée en conditions acides. L'étude de différentes natures de plastifiants a montré que leur effet plastifiant était essentiellement relié à la formation de liaisons hydrogènes et nous a permis de les classer en trois familles selon leur potentiel d'interaction avec le gluten. La vitesse de plastification du gluten semble conditionnée par l'efficacité de son mouillage par le plastifiant, facilité en conditions hydratées. Un mécanisme de plastification du gluten a pu être proposé. Les propriétés mécaniques des matériaux à base de gluten varient fortement avec l'état thermoplastique des protéines. L'augmentation du degré de réticulation du réseau de gluten permet d'augmenter les résistances mécanique et à l'eau des matériaux. La résistance à l'eau est également accrue par plastification dans un environnement hydrophobe. Enfin, un comportement collant a pu être caractérisé pour certains matériaux, pouvant donner lieu à des applications dans le domaine des auto-adhésifs
Wheat gluten is a renewable and abundant protein resource that can be used to make biodegradable thermoplastic materials. The aim of this thesis was to investigate in which extent parameters of gluten physico-chemical environment (temperature, shear, plasticizer, filler, disulfure bonds reducing agent, protease) could modify gluten reactivity and materials functional properties. Influence of the time and temperature of a thermo mechanical treatment on gluten proteins aggregation and degradation degree was characterized and related to the rheological evolution of tan ô, in the linear domain. A decrease in protein mean molecular size by breaking of covalent bonds (disulfure or peptidic) leads to a slowing down of gluten aggregation kinetic. In the case of proteolysis, it also contributes to decrease the reactivity potential by creation of non-reactive species. Finally, gluten network cross linking by covalent bonds induced by a thermo mechanical treatment is mostly inhibited in an acidic environment. Study of plasticizers of different natures showed that their plasticizing effect is mainly related to the formation of hydrogen bonds and enabled us to classify them in three groups according to their potential of interactions with gluten. Gluten plasticization speed rate seems to be governed by the efficiency of gluten wetting by the plasticizer. This wetting is improved in hydrated conditions. A gluten plasticization mechanism was proposed. Mechanical properties of gluten-based materials greatly change with the thermoplastic state of proteins. Increase in cross linking degree of gluten network enables to improve mechanical and water resistance of materials. Using a hydrophobic plasticizer also increases water resistance. Finally, an adhesive behaviour was characterized for some materials for which an application as pressure sensitive adhesives could be possible

L'extraction du gluten et de l'amidon de la farine de blé est un procédé en pleine expansion avec le renchérissement des usages non-alimentaires de ces deux produits. Ce procédé repose sur l'aptitude des protéines du blé à former un réseau au cours du malaxage de suspensions farine / eau. Une difficulté majeure auquel ce procédé est confronté est la variabilité de cette aptitude selon la farine. L'enjeu de notre étude est de faire émerger les critères de composition des farines qui déterminent leur comportement dans le procédé amidonnier et de proposer des conduites du procédé adaptées. L'étude s'appuie sur un panel de 40 farines provenant de différents génotypes de blés dont on a déterminé la composition biochimique. On utilise un mélangeur planétaire (P600) couplé à une station de contrôle de la vitesse de mélange et instrumenté en couple et température pour développer le réseau de gluten (Plastographe, Brabender). Les essais sont réalisés à 25°C, pour des vitesses variables (50-110 rpm) et des teneurs en eau contrastées (rapports eau/farine de 70 à 120 g/g). Une relation reliant la durée de développement du réseau de gluten à la puissance de mélange a d'abord été établie. Cette relation fait apparaître deux paramètres propres aux farines, la quantité d'énergie et la puissance de mélange minimale pour développer le gluten. Ces paramètres sont fortement associés au locus glu-1D et à la teneur en protéines polymériques non extractibles au SDS. Par ailleurs, l'inclusion de temps d'arrêt dans le procédé et l'étude des effets d'agents chimiques interférant avec les fonctions thiols nous permet d'affirmer que la mise en place du réseau de gluten obéit successivement à un contrôle temporel puis énergétique. Dans la mesure où la viscosité des suspensions impacte également le procédé, une équation prédictive de celle-ci a été réalisée. Elle prend en compte les teneurs en amidon endommagé et en arabinoxylanes solubles, dans des proportions variables selon la teneur en eau de la pâte. Le rendement en gluten s'est enfin révélé sensible uniquement à la teneur en protéine, pour autant que l'extraction soit réalisée à l'atteinte de l'optimum de développement du réseau. De façon à disposer d'outils prédictifs faciles à mettre en œuvre industriellement, on a évalué les performances de plusieurs tests de qualité d'usage des farines (Farinographe, Alvéographe) et d'un mélangeur récemment développé (Gluten Peak Tester, Brabender). On montre qu'il est possible d'accéder à la plupart des paramètres définis dans ce travail à l'aide de cet appareil. Cette étude fournit ainsi un ensemble de relations pour contrôler le procédé et l'adapter à la farine utilisée
Gluten and starch extraction out of wheat flour is a developing process due to the growing use of these two products for non-alimentary uses. This process is based on wheat protein abilities to form a network when flour and water are mixed. A difficulty that this process has to face is the variability of this ability among flours. The scope of our work is to determine the flour components that determine their behaviour in the gluten/starch separation process and to propose adapted process control.This study is based on a pool of 40 flours from various wheat genotypes and known biochemical composition. A planetary mixer (P600) coupled with a station controlling mixing speed and measuring torque has been used to develop gluten network (Plastograph, Brabender). Tests were performed at 25°C for varying mixing speeds (50-110 rpm) and contrasted dough water contents (water/flour ratio varying from 70 to 120g/g). A relation predicting mixing duration for network formation according to mixing power has been established. From this relation two parameters characterising flours have been isolated, energy demand and minimum mixing power to develop gluten network. Theses parameters are strongly linked with locus glu-1D and to SDS-unextractable polymeric protein content (UPP) in the flour. Besides, the inclusion of mixing stops in the process and the study of the effects of thiol-interfering chemical reactant has demonstrated that gluten development inclusing successively a temporal and an energetic phenomenon.As dough viscosity also strongly impacts process, a predictive equation of viscosity has been determined. Viscosity is obtained from the calculated effects of damaged starch and soluble arabinoxylans contents, varying with dough water content. Finally, it was whown that gluten extraction yield depends only of flour protein content when extraction is performed out of optimally developped dough,.In order to get tools applicable industrially, the predictive performance of two devices measuring flour quality (Farinograph, Alveograph) and of a novel mixer (Gluten Peak Tester, Brabender) was evaluated. Most of the relevant parameters defined in this work could be obtained out of that novel apparatus. This study hence gives relations to control the process and adapt it to the flour

Le gluten de blé est une ressource protéique renouvelable et intéressante pour la fabrication de matériaux biodégradables. Etant donné que la structure macromoléculaire du réseau protéique va déterminer les performances du matériel final le but de cette thèse était dune part d’approfondir les bases physico-chimiques de la réactivité du gluten et d'autre part de mettre en relation la structure moléculaire du matériel avec ses caractéristiques physiques. L'agrégation des protéines sous l'effet de la température au cours de différents procédés technologiques a été étudiée. Nous montrons qu'elle procède par la création d’une liaison de type disulfure entre espèce solubles et espèces déjà agrégées. Ainsi. La réactivité des macropolymères de gluténine solubles croît avec leur degré de polymérisation puisque leur nombre de résidus cysteine est directement proportionnel à ce critère. Une étape d'activation. Mettant en jeu un changement réversible de conformation a dû être intégré au modèle cinétique afin de rendre compte des évolutions observées. Le calcul des constantes d'équilibre de cette réaction a montré que la vitesse de dénaturation (unfolding) est d'autant plus élevée que la taille du macropolymère est grande. L'analyse de nos données avec celles de la littérature suggère que l'énergie d'activation de la réaction d'agrégation pourrait dépendre des contraintes physiques (pression ou cisaillement) appliquées au gluten au cours des procédés technologiques. La structure du réseau protéique hydraté a été évaluée par mesures rhéologiques. Le modèle classique de FIory-Rehner ne pouvait pas rendre compte de révolution forte du couple de cisaillement avec le gonflement d'échantillon (exposant de 14). La fraction des protéines agrégées mesurées indépendamment a montré également une relation algébrique avec le couple. Nous concluons que le réseau de gluten est vraisemblablement constitué des particules mesoscopiques ayant une structure interne fraactale. Le réseau de gluten s'est révélé être une barrière infranchissable à la sérum albumine bovine (BSA), une protéine prise comme modèle pour des enzymes digestives. L'imperméabilité du réseau croît avec la densité de pontages covalents des protéines. Ce dernier paramètre régule également la digestibilité du réseau par la pepsine. Des matériaux fabriqués avec différents procédés technologiques ont été soumis à un test modifié de Sturm (milieu liquide) et à un test de dégradation dans le sol (milieu solide) à l'échelle de laboratoire. Tous les matériaux à base de gluten sont complètement décomposés en 36 jours en milieu liquide et en 50 jours en milieu solide. Les matériaux ne démontrent aucune toxicité pendant leur dégradation
Wheat gluten is a promising raw material for the development of new biomaterials based on renewable resources. The aim of this thesis was the investigation of the gluten reactivity and the structure-functionality relationship because of its key role in the development and fabrication of biomaterials. The protein aggregation upon thermosetting was investigated during different technological processes. The aggregation proceeds by direct disulfide bonding between soluble and already aggregated protein species. The reactivity of glutenin polymers rises with their molecular size, because it is directly proportional to the number of cysteine residues of the protein. A reversible protein unfolding reaction was included in the model in order to describe the aggregation time course. The analysis of the rate constants showed that the unfolding reaction rate increased with the molecular size of glutenin polymers. The comparison with literature data indicated that the activation energies of the reaction may be dependent on the physicochemical environment of the reaction (pressing, mixing). Water-immersed gluten films were investigated with rheological methods. The classical Flory-Rehner model failed to describe the strong variation of the material's shear modulus with its volume fraction (a power law with an exponent about 14). Independently, the bio chemically determined percentage of sodium dodecyl sulfate - insoluble protein aggregates was measured and showed an algebraic dependence on the modulus as well. The interpretation is a network of mesoscale particles, which in turn have a fractal inner structure. The gluten network is impermeable for large molecules such as bovine serum albumin. A model protein for digestive enzymes. The increase in the number of covalent bonds raises the stability of gluten membranes to mechanical damage and lowers significantly their digestibility by pepsin. Gluten materials fabricated with various technological treatments were submitted to biodegradation in the modified Sturm test and in farmland soil. The materials were fully biodegradable within 36 days in liquid culture and within 50 days in farmland soil. No toxic metabolites were formed during the mineralization of gluten materials, neither in soil nor in liquid medium

Lors de la digestion, les enzymes telles que la pepsine, la trypsine et la chymotrypsine sont capables de generer, a partir des proteines du gluten et notamment des gliadines, des fractions peptidiques et des peptides qui interagissent avec le tractus digestif. Ce travail tente de decrire dans un premier temps les effets in vivo du gluten chez le rat a forte concentration, au plan intestinal, hepatique et sanguin: des examens en microscopies photonique et electronique ont montre d'une part des alterations considerables de la muqueuse intestinale, notamment au niveau des structures villositaires, des microvillosites et des cryptes duodenales et jejunales. D'autre part, les hepatocytes presentent des infiltrations cytoplasmiques conduisant a une compression importante des capillaires sinusoides. Enfin, l'apparition de nombreuses formes anormales d'hematies a pu etre revelee (schizocytes, echinocytes, hematies en cible). Une deuxieme partie de ce travail a ete consacree a l'etude d'une activite biologique d'hydrolysats de gliadine en utilisant deux systemes biologiques, le canal deferent et l'ileon de rat (analyse de la motricite intestinale) ; certains de ces composes auraient un effet global de type adrenergique. Parallelement, grace a l'obtention d'anticorps polyclonaux diriges contre un peptide synthetique issu de la gliadine alpha (connu pour son implication dans la maladie cliaque et pour son activite sur la motricite intestinale), nous avons pu suivre, par des techniques immunoenzymatiques, le devenir de ce peptide au cours de l'hydrolyse des gliadines par les enzymes de la digestion

L’objectif de cette maîtrise est de développer une matrice alimentaire sans gluten par l’incorporation des protéines de canola (PC) dans une farine de riz blanc afin d’offrir aux personnes intolérantes au gluten un produit de bonne qualité d’un point de vue organoleptique (volume massique, structure alvéolaire et couleur) et de valeur nutritionnelle. La matrice sélectionnée est du pain à base de farine de riz blanc. Cinq formulations ont été testées dans la première partie de ce travail : témoin-1 (blé tendre), témoin-2 (100% riz), pain de riz +3% PC, pain de riz + 6% PC, pain de riz + 9% PC. Les produits obtenus ont été caractérisés à toutes les étapes de fabrication en utilisant différentes techniques : poussée volumique, variation thermique au cours des étuvages et de la cuisson, pH (acidité), perte d’eau, volume massique, analyse colorimétrique, dosage des protéines et analyse du profil de la texture. Dans la deuxième partie, deux variables indépendantes ont été additionnées; soit shortening (1, 2, 3%) et gomme de xanthane (0.5, 1, 1.5%), dans le but d’améliorer le volume massique de la meilleure formulation obtenue dans l’étape précédente. Ensuite, des essais de correction ont été attribués aux produits obtenus par l’introduction du bicarbonate de sodium (0.5, 1, 1.5%) et d’huile de canola à la place du shortening (1, 2, 3%). Les tests de panification ont donné différents volumes massiques et structures alvéolaires qui étaient jugés de qualité inférieure à celle du témoin-1 (2.518 mL/g), mais largement supérieure à celle du témoin-2 (1.417 mL/g). Le meilleur volume massique obtenu est de 1.777 mL/g, correspondant à celui du pain obtenu par la combinaison 6%PC+0.5%GH+B 1.5%+ H3%. Finalement, les résultats de ce projet ont montré l’impact positif de l’incorporation des protéines de canola dans un pain sans gluten à base de farine de riz blanc. Ce travail constitue une contribution à la possibilité de substituer le gluten par d’autres protéines ayant de bonnes propriétés techno-fonctionnelles, en particulier la capacité à donner du volume au produit final.
This study aimed at developing a gluten-free food matrix by incorporating canola proteins in white rice flour bread formulation. This matrix offers to persons intolerant to gluten a product with good quality such as including enhanced mass volume, honeycomb structure, attractive color, and good nutritional value. In the first step, we tested five formulations, namely control-1 (100% wheat flour), control-2 (100% rice flour), rice flour + 3% PC, rice flour + 6% PC and rice flour + 9% PC. At each single manufacturing step, the initial and final products have been characterized using different techniques including volume expansion, temperature profile during fermentation and cooking, pH (acidity), water loss, mass volume, colorimetric analysis, total protein content, and texture profile analysis. At the second step, two independent variables were added: shortening (1, 2, 3%) and xanthan gum (0.5, 1, 1.5%) in order to improve the mass volume of the loaf obtained by the best formulation among the five tested in the first step. Thereafter, correction attempts have been made to the obtained products by adding sodium bicarbonate (0.5, 1 and 1.5%) and canola oil instead of shortening (1, 2, 3%). Bread making tests showed different mass volumes and honeycomb structures of lower quality compared to those of control-1 bread (2.518 mL/g), but significantly higher than those of control-2 (1.417 mL / g). The highest mass volume of 1.777 mL/g was obtained with the following bread formulation: 6% 0.5% PC + GH + B + 1.5% H3%. In summary, this project demonstrated the positive impact of canola proteins incorporation into white rice flour-based gluten-free bread. These results contribute to the progress of current research focusing on substituting gluten by other proteins having good technofunctional properties.

Dans un contexte de crise socio-écologique remettant en question la capacité du système agricole industriel à garantir la sécurité alimentaire et une alimentation de qualité, l’agroécologie émerge comme une alternative de plus en plus crédible. Un des majeurs fondements réside dans la réintroduction de biodiversité cultivée dans les systèmes agro-alimentaires. Cette thèse s’intéresse à trois espèces de blés marginales, appelées « blés vêtus » : l’engrain, l’amidonnier et le grand épeautre. Elle vise à évaluer leur viabilité agronomique, ainsi que leur qualité nutritionnelle, en particulier la composition en protéines du gluten. Située en région lyonnaise, cette recherche adopte une approche participative. Elle répond ainsi à deux autres principes de l’agroécologie : la relocalisation des systèmes alimentaires et le décloisonnement de la recherche en dehors de la sphère académique. Au cours de la thèse, nous avons évalué 23 variétés de blés vêtus en comparaison à huit variétés de blé tendre, en collaboration avec un centre de ressources botaniques, une association paysanne et six paysan.ne.s. Il en résulte que l’engrain se distingue des trois autres espèces sur le plan agronomique et sur la composition du gluten. Cette espèce est notamment caractérisée par un potentiel de tallage et une teneur en protéines élevées, et par de faibles proportions de gluténines. L’étude révèle également une forte variabilité intra-spécifique, en particulier pour les variétés d’amidonnier, soulignant l’intérêt de ces espèces comme sources de diversité. Enfin, l’évaluation réalisée au cours de la thèse a permis d’identifier des variétés présentant des caractéristiques notables, tant au niveau agronomique que concernant la composition des protéines du gluten. Au-delà des résultats d’évaluation des variétés, cette thèse propose une analyse réflexive du processus de recherche participatif. Elle identifie les forces et les limites de l’approche menée, et suggère des pistes d’amélioration. En conclusion, cette thèse pose les bases pour la poursuite du projet d’évaluation des blés vêtus, tant du point de vue de la méthodologie d’évaluation que de l’approche participative
Amidst a backdrop of socio-ecological crisis that raises questions about the capacity of industrial agriculture to ensure food security and quality food, agroecology has emerged as an increasingly credible alternative. A pivotal aspect of agroecology is the reintroduction of cultivated biodiversity into agri-food systems. This thesis focuses on three marginal wheat species, known as "hulled wheats" : einkorn, emmer, and spelt. It aims to assess their agronomic viability, as well as their nutritional quality, with a specific focus on the composition of gluten proteins. Situated in the Lyon region, this research embraces a participatory approach, aligning with two core principles of agroecology : the relocalization of food systems and the breaking down of barriers between research and the wider community. During this thesis, we evaluated 23 hulled wheat varieties, in comparison with eight common wheat varieties. This work was done in collaboration with a botanical resource center, a farmers’ association, and six farmers. The results show that einkorn clearly differs from the other three species, in terms of agronomic features and gluten composition. In particular, einkorn is characterized by an elevated tillering potential, a high protein content, and a notably low proportion of glutenins. The study also revealed high levels of intra-specific variability, particularly within the set of emmer varieties, which highlights the value of these species as a source of diversity. Finally, the evaluation undertaken during this thesis enabled us to identify varieties with noteworthy characteristics, either agronomically or in relation to gluten protein composition. Beyond the results of the variety evaluation, this thesis provides a reflective analysis of the participatory research process, identifying its strengths and limitations, and presenting recommendations for its improvement. In conclusion, this thesis lays the groundwork for the continuation of the hulled wheat evaluation project, encompassing both the evaluation methodology and the participatory approach

L'enrichissement en proteines d'une farine par voie seche (turboseparation) s'accompagne de diverses modifications de celle-ci: granulometrie, teneur en lipides en amidon endommage. L'amelioration de la force boulangere d'une farine par incorporation de fraction surproteinee (mesuree par le w de l'alveographe) est relativement similaire a celle obtenue par addition soit de gluten, soit de farine de force. Il apparait cependant des differences d'extensibilite et de tenacite de la pate provenant de la nature meme de la fraction ameliorante. L'etude de l'extractibilite des proteines dans la pate en presence de divers composes actifs, montre que selon la farine amelioree consideree, il existe certaines differences d'extractibilite liees essentiellement a la nature des interactions s'etablissant entre les proteines. Nous ne pouvons cependant pas preciser qu'elle est l'influence des proteines des fractions ameliorantes par rapport aux proteines endogenes de la farine de base, dans l'etablissement de ces interactions. L'enrichissement en proteines d'une farine par turboseparation, confere a cette fraction surproteinee, de reelles capacites ameliorantes. Cependant, ce caractere ameliorant reste tout a fait dependant de l'origine genetique de la farine turboseparee

Les problemes de pollution ont focalise l'attention des scientifiques sur la necessite d'utilisation de polymeres biodegradables et particulierement de bioplymeres d'origine agricole. Le gluten de ble, constitue de deux proteines, s'est revele etre un bon materiau filmogene, ces dernieres lui conferent une souplesse reactionnelle face a des modifications chimiques. Des films de qualite interessante ont ete obtenus. Ils sont cependant impropres pour une utilisation en tant qu'emballages biodegradables et films comestibles. La reticulation chimique de ces proteines est susceptible d'ameliorer les proprietes fonctionnelles de ces films. Les reactifs bifonctionnels commercialement disponibles ne sont pas adaptes aux exigences d'utilisation de ce materiau. Nous avons donc synthetise, de nouveaux agents originaux pour la reticulation des proteines. Ces composes sont a base de monosaccharides (glucose, glucurono-6,3-lactone). Ils sont constitues de deux entites osidiques relies par une chaine carbonee de longueur modulable en fonction de la balance lipo-hydrophile souhaitee. Les entites osidiques presentent des sites electrophiles susceptibles de reagir avec les fonctions nucleophiles des acides amines constitutifs du gluten, notamment avec la fonction amine en de la lysine. Les conditions de reactivite de ces agents de pontage ont ete mises aux points sur des molecules modeles (amino-esters et peptide modeles). Le traitement du gluten avec l'un de ces agents bifonctionnels a donne de bons resultats.

Le processus de séparation gluten-amidon est un des éléments clés du procédé de fractionnement de la farine de blé, pour la production d'amidon, de produits dérivés de l'amidon et de gluten de blé. Le procédé industriel comprend une étape de malaxage du mélange farine/eau, une étape de dilution de la pâte obtenue et enfin des opérations de séparation gluten-amidon par tamisage ou centrifugation. Le procédé industriel est très consommatoire en eau, et plusieurs flux d'eau sont recyclés des étapes situés en aval du procédé vers les étapes en amont comme la préparation et la dilution de la pâte. L'objective de cette étude était d'étudier l'impact de ces flux d'eau recyclés sur l'agglomération du gluten, et d'identifier les principaux paramètres du procédé qui influencent le rendement d'extraction du gluten. Basé sur l'échantillonnage de plusieurs flux d'eau de différentes usines, un composant clé de ces flux d'eau recyclée a été identifié. Les mécanismes de développement de la pâte ont été étudiés à l'échelle laboratoire en utilisant un mélangeur planétaire (P600). La présence du composant au niveau de l'étape de préparation de la pâte retarde sa cinétique de développement et augmente l'énergie mécanique à fournir pour le développement. A l'échelle moléculaire ce composant ralentit la dépolymérisation des polymères de gluténine insolubles dans le SDS (UPP) de la farine lors du malaxage de la pâte. L'agglomération du gluten est contrariée par la présence de ce composé que ce soit au moment de la préparation de la pâte ou de sa dilution. Au cours de l'étape de dilution ce composé modifie chimiquement les arabinoxylanes de la farine, ce qui a un effet négatif très direct sur la capacité d'agglomération des protéines du gluten. Un paramètre de conduite de l'opération de malaxage a été identifié qui rend compte de la capacité d'agglomération du gluten (rendement du procédé) et de la distribution en taille des macromolécules de gluténines présentent dans le gluten extrait. Ce dernier paramètre est également sous l'influence de la composition en gluténines, codées par le locus Glu-1D du génome du blé
The gluten-starch separation process is a key part of an industrial wheat fractionation plant, producing starch, starch-derived products, and vital wheat gluten. The industrial process consists of an initial flour hydration and dough mixing phase, a dough dilution step, followed by a gluten-starch separation by sieving or centrifugation. As this process is highly water consuming, several water streams are recycled from downstream unit operation of the process back upstream, to stages such as dough preparation and dough dilution. The aim of the present study was to investigate the impact of these recycled water streams on gluten agglomeration, and provide a further insight on the main process parameters influencing the gluten extraction yield. Based on the sampling of several water streams of different industrial plants, a key compound of these recycled water streams was characterized. A lab scale planetary mixer was used to study the dough development mechanisms. The presence of this compound at the dough preparation stage delayed dough development, as it increased the energy demand of the dough. On a molecular scale this constituent induced a delay of the depolymerization of SDS-insoluble glutenin (UPP) during dough mixing. Gluten agglomeration is impeded by this compound, both when present at the stage of dough preparation and dough dilution. The presence of this compound at the dough dilution stage chemically modified the flour arabinoxylans, impairing gluten agglomeration. A mixing parameter directly influencing both the molecular distribution of extracted gluten, as well as their agglomerating capacity, was proposed. The evolution of the molecular distribution of the extracted gluten with this mixing parameter was shown to be influenced by the wheat its glutenin composition, coded by the Glu-1D locus of the wheat genome

Ce travail de thèse vise à apporter des connaissances structurales et fonctionnelles sur les protéines du gluten. Pour cela, nous utilisons les concepts et méthodes de la physique des polymères et de la matière molle. Plus précisément, nous optimisons un protocole d’extraction basé sur la séparation de phases liquide-liquide. Ce dernier permet d’obtenir des isolats de protéines à différents rapports massiques gluténines/gliadines que nous étudions ensuite dans un solvant eau/éthanol 50/50 (v/v). Les résultats, montrent que les protéines se comportent comme des chaînes de polymères en solvant θ, en régime dilué et semi-dilué avec des tailles caractéristiques définis par diffusion de rayons X et de neutrons aux petits angles. De plus, 2 tailles d’objets sont distinguées en régime dilué par diffusion dynamique de la lumière: d’une part des protéines monomériques de l’ordre d’une dizaine de nanomètres associées aux  et -gliadines et à des polymères de gluténines de faibles masses molaires et d’autre part des assemblages polymériques de l’ordre de 100 nm, principalement composés de ω-gliadines et polymères de gluténines de haute masse molaire. Ces assemblages sont mis en avant par une combinaison de mesures réalisées par chromatographie d’exclusion de taille et par fractionnement par flux de forces asymétrique et permettent de rationaliser les diagrammes de phases de ces mélanges protéiques, en fonction de la température. L’étude de la dynamique de séparation de phases de ces mélanges protéiques, par diffusion de rayons X aux petits angles, montre que celle-ci est pilotée par un phénomène de décomposition spinodale. Cette décomposition peut être arrêtée lors de trempes en température profondes mais également observée à toutes les températures de trempe, pour les échantillons les plus riches en gluténines, formant un gel dès le régime monophasique, d’après leur étude par rhéologie
The aim of this thesis is to provide structural and functional knowledge on wheat gluten proteins. For that, we use the physical methods and the concept of soft matter. We optimize an extraction protocol based on a liquid-liquid phase separation. With this protocol, we obtain protein batches with different glutenin/gliadin mass ratios, which we then study in a 50/50 water/ethanol solvent (v/v). We show that proteins behave like polymer chains in θ solvent in dilute and semi-dilute regime, whose characteristic size are extracted by small angle X-ray and neutron scattering. Moreover, two sizes of objects are evidenced in dilute regime by dynamic light scattering: monomeric proteins with a size around 10 nm which can be associated to α/β, and γ-gliadins and polymeric glutenins with low molecular weight and polymeric assemblies with a size around 100 nm composed of ω-gliadins and glutenins polymers with high molecular weight. These assemblies are revealed by a combination of size exclusion chromatography and asymmetric flow field flow fractionation and allow one to rationalize the phase diagrams of the protein mixtures with temperature. The study of the dynamics of the phase separation of these protein mixtures by small angle X-ray scattering shows that the phase separation proceeds through a spinodal decomposition phenomenon. An arrested phase separation is observed for deep quenches but also at all temperature quenches for the most glutenin rich samples, which are gels in the monophasic regime, as confirmed by rheology

Grâce à un climat et à un sol appropriés, la Picardie est une région de grande culture végétale. Le blé tendre est un produit bien maîtrisé par l’agriculteur picard présente un bilan économique et énergétique favorable incitant celui-ci à développer encore cette culture. Toutefois, ses débouchés à l'exportation (54,5 % de la production picarde de blé tendre est exportée en 1982/83) sont très importants et une recherche de transformation locale apparaît comme nécessaire. Après une analyse de la composition chimique et de la structure de la matière première de base et de ses constituants, l'étude des principaux procédés de fractionnement du blé a été réalisée. Ils sont de deux types - Procédés utilisant la farine comme matière première de départ ; - Procédés utilisant le grain de blé comme matière première de départ. Seuls, les premiers sont appliqués industriellement, mais I’utilisation totale du grain de blé entier présente l’avantage de n’avoir aucune perte des constituants principaux de l’ amande (amidon et gluten). A partir de cette analyse, un nouveau procédé de fractionnement du blé tendre a été proposé puis vérifié expérimentalement. Ce procédé conduit à trois produits finis : Gluten vital, Hydrolysat d’amidon (ou dans une variante possible, l’alcool) , Sons protéinés. Le gluten vital obtenu par un procédé direct de fractionnement du grain de blé entier nécessite une suspension de départ épaisse (40 % MS) qui a été centrifugée puis lavée. Le gluten, d’après les tests réalisés, est vital et contient de 0,8 à 1 % de cellulose (0,2 à 0,4 % cellulose dans le cas d'un gluten issu d'une farine blanche). L’hydrolysat d'amidon issu de ce procédé après liquéfaction, centrifugation et saccharification, peut être obtenu à différents niveaux de pureté. Des sirops impurs à 90 % de glucose (sur sec) ont fait l'objet d’essais industriels et pourraient être utilisés dans les industries de fermentation. Les sons protéinés sont constitués d'un mélange de sons de blé et de levures (Candida tropicalis) issu d’une fermentation. Cet aliment destiné à l’alimentation animale contient 25 à 28 % de matières azotées totales. Un essai sur porcelets n’a révelé aucun effet négatif des sons protéinés sur leur croissance. Les essais expérimentaux réalisés étape par étape nous ont conduit à proposer un bilan matière de ce nouveau procédé de fractionnement du blé (en sachant que les problèmes de recyclage d’eau n’ont pu être travaillé) puis une étude économique a montré qu’une unité industrielle de 84 000 t de blé (par an) suivant ce procédé possédait une bonne rentabilité. Ce nouveau procédé de valorisation de blé tendre est différent des procédés existants à la fois par l’enchaînement d'opérations unitaires proposé et par les caractéristiques et spécifications des produits de sortie. Un pilote industriel est aujourd’hui, I’étape intermédiaire nécessaire avant tout développement industriel pour préciser les recyclages d’effluents, affiner le bilan matière du, procédé et tester, en grande quantité, les produits de sortie auprès des industriels.

Bien que les polymeres gluteniques solubles et insolubles au sds soient en lien etroit avec la qualite technologique des bles tendres, leurs modes d'accumulation dans le grain en cours de maturation sont tres peu connus. Ceci constitue justement la visee de notre travail. Chez 7 varietes de ble tendre de valeurs technologiques differentes ayant pousse sous tunnel et au champ, nous avons montre que la quantite totale des polymeres gluteniques, le rapport des polymeres de glutenines solubles (f1+f2) sur les polymeres insolubles au sds (fi) et le rapport des polymeres de glutenines exclus (f1) sur les polymeres tamises (f2) en se-hplc permettent de classer les 7 genotypes selon leur valeur technologique. Dans un programme de diallele complet de ces 7 varietes, nous avons mis en evidence un effet d'heterosis positif et significatif pour tous ces parametres. Nous avons suivi par la se-hplc l'accumulation de toutes les fractions proteiques dans le grain en cours de la maturation. Ainsi, nous avons trouve chez les 7 varietes etudiees que toutes ces fractions proteiques s'accumulent de maniere lineaire jusqu'a l'arret de l'accumulation des proteines totales. Toutefois, la fi continue a s'accumuler quelques jours encore tandis que les fractions f1, f2 et la fraction des gliadines diminuent. Les vitesses d'accumulation varient d'une fraction a une autre et aussi d'une variete a une autre. Usant de la rp-hplc, nous avons egalement note que les proportions de quelques composantes de la fi telles que les sous-unites hmw-glutenines evoluent surtout au debut de la maturation et sont differentes de celles de la farine. En conclusion, le phenomene d'insolubilisation resulterait davantage d'une augmentation de la taille des polymeres jusqu'ici solubles au sds avec ou sans changement de structure plus que d'une composition differente entre les deux types de polymeres solubles et insolubles au sds

Grace a des techniques recentes permettant la determination de l'etat redox des proteines par marquage des -sh libres et de ceux liberes apres reduction, nous avons montre pour la premiere fois que, dans le grain mature et dans la farine, les proteines des cereales sans gluten se trouvent a l'etat reduit (-sh), alors que celles du ble sont principalement sous un etat oxyde. A partir de donnees actuelles sur le role du systeme thioredoxine nadp dependant (nts) sur les proteines de reserve de ble, nous avons montre que dans le cas des cereales sans gluten, la thioredoxine permet de maintenir a l'etat reduit, ou de reactiver, les proteines oxydees au cours de l'extraction ou au cours du petrissage, facilitant ainsi les interactions entre elles. Ces interactions semblent necessaires pour permettre la formation du reseau proteique, indispensable en panification et en pastification. En panification, a partir de varietes de tres mauvaise qualite boulangere et en utilisant le nts, nous avons pu augmenter le volume du pain jusqu'a 79%. Ainsi, en pastification, grace au nts et a des modifications des conditions habituelles de petrissage suivi de laminage, nous avons fabrique des produits de type pates alimentaires a partir de cereales non panifiables. L'ensemble de ces etudes a abouti a la mise au point d'un nouveau procede de fabrication de produits de type pates alimentaires. Nous sommes parvenus a obtenir des produits ayant une qualite culinaire (gonflement, delitescence, pertes a la cuisson, aspect, etc) comparable a celle des pates de ble dur.

Les protéines alimentaires se trouvent principalement dans des aliments traditionnels d'origine animale et végétale. L'évaluation de la qualité nutritionnelle de différents sources de protéines alimentaires consiste à mettre en relation les caractéristiques de l'apport alimentaire et les caractéristiques de la demande métabolique concept relatif à l'état de l'individu. La recommandation de base WHO/UNU est de 0,8g /kg /j de protéine de bonne qualité pour l'homme adulte. L'objet de ce travail est d'évaluer les conséquences d'une adaptation à un régime hyperprotéique sur des modifications fonctionnelles et morphologique chez le rat en croissance. Plus particulièrement, on a analysé les effets d'un régime à 50% en protéines sur l'évolution du poids corporel, le poids de certains organes ainsi que sur la structure intestinale du rat. Dans ce but, 96 rats mâles de souche wistar pesant entre 175 et 185g (180±2,27g), sont répartis en 5 groupes : le 1er groupe (n=30) reçoit un régime normoprotéique à base de protéine totale de lait (14%) et constitue le groupe témoin, le 2ème groupe (n=30) reçoit un régime hyperprotéique (50%) à base de protéine totale de lait, le 3ème groupe (n=12) reçoit un régime normoprotéique (14,5%) à base de protéine végétale onab , le 4ème groupe (n=12) reçoit un régime hyperprotéique (50%) à base de protéine de soja, le 5ème groupe (n=12) reçoit un régime hyperprotéique (50%) à base de gluten. Tous ces régimes sont administrés pendant 60 jours, durée de l'expérimentation. Les résultats montrent qu'une surconsommation de protéines s'accompagne d'une diminution significative du poids corporel et d'une modification de la structure histologique de l'épithélium intestinal qui se traduit par une atrophie villositaire et par une augmentation des lymphocytes intra-épithéliaux. Ces modifications seraient la manifestation de phénomènes induits par l'exposition chronique de l'épithélium intestinal à des teneurs élevés en protéines. Nous avons conclu qu'une surconsommation de protéines n'est pas sans conséquence sur la composition corporelle et la fonction intestinale. Il convient donc d'observer une certaine prudence dans l'utilisation à long terme de formules diététiques enrichies en protéines chez l'homme.

Gelatina Hidrolisada (GH), Glúten de Trigo (GT) e Isolado Protéico de Soja (IPS) foram misturados em diferentes proporções com o objetivo de substituir proteínas lácteas em uma formulação alimentícia utilizada em programas institucionais de alimentação escolar, buscando-se uma redução de custos sem alterações significativas das propriedades nutricionais e sensoriais do produto final. A qualidade nutricional das misturas foi avaliada de acordo com os métodos \"Escore Químico corrigido pela Digestibilidade PDCAAS\" e \"Razão de Eficiência Protéica - NPR\". As misturas, aplicadas àformulação de uma bebida láctea, foram avaliadas sensorialmente através do método de \"Diferença Escalar do Controle\". Os resultados obtidos experimentalmente pelo delineamento simplex-centróide foram utilizados para modelar equações canônicas de Scheffé que pudessem descrever o efeito da proporção de cada componente na qualidade final. Todos os resultados foram correlacionados através de análise multivariada e representados na forma de Análise de Componente Principal (ACP). Uma \"solução de compromisso\" contendo 25% de GH, 15% GT e 60% de IPS foi selecionada na otimização conjunta das respostas nutricional, sensorial e econômica, resultando na redução média de 6% do custo do produto final sem alteração significativa de qualidade (p < 0,01). Estes resultados revelaram a eficiência da utilização de técnicas estatísticas multivariadas na otimização simultânea e na visualização das interações que ocorrem em processos complexos como sistemas biológicos.
Hidrolizated Gelatin (HG), Wheat Gluten (WG) and Soybean Protein Isolate (SPI) were mixed at different proportions in order to partially replace milk proteins in food formulation utilized in Food Programs to reduce its cost without significant decrease in its nutritional and sensorial properties. The nutritional quality of the mixtures was evaluated by the \"Protein DigestibilityCorrected Amino Acid Score (PDCAAS)\" and \"Net Protein Ratio (NPR)\"methods. The sensorial quality of the mixtures was evaluated by the \"Scale Difference of Control\". The results obtained experimentally by simplex design were used to elaborate Scheffé\'s canonical equations that would describe the effect of the proportion of each component on the final nutritional quality of the product. Ali the results were correlationed by Multivariate Analysis and represented by Principal Component Analysis (PCA). A \"compromise solution\" containing 25% HG, 15% WG and 60% SPI was selected as multiresponse optimization. This mixture was applicated in food formulation and submitted to the evaluations of nutrition and sensorial quality. The final product showed about 6% of cost reduction without any significant change in its quality (p< 0,01). These results demonstrated the statistics multivariate methods efficiency in simultaneous optimization and visualization of interactions which are present in complex process like biological systems.

Les flavonoïdes glycosylés sont des métabolites secondaires d’origine végétale, qui présentent de nombreuses propriétés physico-chimiques et biologiques intéressantes pour des applications industrielles. La glycosylation accroît généralement la solubilité de ces flavonoïdes mais leurs faibles niveaux de production dans les plantes limitent leur disponibilité. Ces travaux de thèse portent donc sur le développement de nouvelles voies de gluco-diversification des flavonoïdes naturels, en mettant à profit l’ingénierie des protéines. Deux transglucosylases recombinantes, structurellement et biochimiquement caractérisées, l'amylosaccharase de Neisseria polysaccharea et la glucane-saccharase de branchement α-(1→2), forme tronquée de la dextran-saccharase de L. Mesenteroides NRRL B-1299, ont été sélectionnées pour la biosynthèse de nouveaux flavonoïdes, possédant des motifs originaux d’α-glycosylation, et potentiellement une solubilité accrue dans l'eau. Dans un premier temps, une librairie de petite taille de mutants de l’amylosaccharase, ciblée sur le site de liaison à l’accepteur, à été criblée en présence de saccharose (donneur d’unité glycosyl) et de lutéoline comme accepteur. Une méthode de screening a donc été développée, et a permis d’isoler des mutants améliorés pour la synthèse de nouveaux glucosides de lutéoline, jusqu’à 17000 fois plus soluble dans l’eau que la lutéoline aglycon. Afin de glucosyler d’autres flavonoïdes, la glucane-saccharase de branchement α-(1→2), a été préférentiellement sélectionnée. Des plans expérimentaux alliés à une méthodologie en surface de réponse ont été réalisés pour optimiser la production de l’enzyme sous forme soluble et éviter la formation de corps d’inclusion. Cinq paramètres ont été ainsi analysés : le temps de culture, la température, et les concentrations en glycérol, lactose (inducteur) et glucose (répresseur). En appliquant les conditions optimales prédites, 5740 U.L-1 de culture d’enzyme soluble ont été produites en microplaques, alors qu’aucune activité n’était retrouvée dans la fraction soluble, lors de l’utilisation de la méthode de production précédemment utilisée. Finalement, Une approche de modélisation moléculaire, structurellement guidés par l’arrimage de flavonoïdes monoglucosylés dans le site actif de l’enzyme, a permis d’identifier des cibles de mutagenèse et de générer des libraries de quelques milliers de variants. Une méthode rapide de criblage sur milieu solide, basée sur la visualisation colorimétrique d’un changement de pH, a été mise au point. Les mutants encore actifs sur saccharose ont été sélectionnés puis analysés sur leur capacités à glucosyler la quercétine et la diosmétine. Une petite série de 23 mutants a ainsi été retenue comme plate-forme d’enzymes améliorées dédiées à la glucosylation de flavonoïdes et a été évalués pour la glycosylation de six flavonoïdes distincts. La promiscuité, remarquablement générée dans cette plateforme, à permis d’isoler quelques mutants beaucoup plus efficaces que l’enzyme sauvage, produisant des motifs de glucosylation différents et fournissant des informations intéressante pour le design et l’amélioration des outils enzymatiques de glucosylation des flavonoïdes
Flavonoid glycosides are natural plant secondary metabolites exhibiting many physicochemical and biological properties. Glycosylation usually improves flavonoid solubility but access to flavonoid glycosides is limited by their low production levels in plants. In this thesis work, the focus was placed on the development of new glucodiversification routes of natural flavonoids by taking advantage of protein engineering. Two biochemically and structurally characterized recombinant transglucosylases, the amylosucrase from Neisseria polysaccharea and the α-(1→2) branching sucrase, a truncated form of the dextransucrase from L. Mesenteroides NRRL B-1299, were selected to attempt glucosylation of different flavonoids, synthesize new α-glucoside derivatives with original patterns of glucosylation and hopefully improved their water-solubility. First, a small-size library of amylosucrase variants showing mutations in their acceptor binding site was screened in the presence of sucrose (glucosyl donor) and luteolin acceptor. A screening procedure was developed. It allowed isolating several mutants improved for luteolin glucosylation and synthesizing of novel luteolin glucosides, which exhibited up to a 17,000-fold increase of solubility in water. To attempt glucosylation of other types of flavonoids, the α-(1→2) branching sucrase, naturally designed for acceptor reaction, was preferred. Experimental design and Response Surface Methodology were first used to optimize the production of soluble enzyme and avoid inclusion body formation. Five parameters were included in the design: culture duration, temperature and concentrations of glycerol, lactose inducer and glucose repressor. Using the predicted optimal conditions, 5740 U. L-1of culture of soluble enzyme were obtained in microtiter plates, while no activity was obtained in the soluble fraction when using the previously reported method of production. A structurally-guided approach, based on flavonoids monoglucosides docking in the enzyme active site, was then applied to identify mutagenesis targets and generate libraries of several thousand variants. They were screened using a rapid pH-based screening assay, implemented for this purpose. This allowed sorting out mutants still active on sucrose that were subsequently assayed for both quercetin and diosmetin glucosylation. A small set of 23 variants, constituting a platform of enzymes improved for the glucosylation of these two flavonoids was retained and evaluated for the glucosylation of a six distinct flavonoids. Remarkably, the promiscuity generated in this platform allowed isolating several variants much more efficient than the wild-type enzyme. They produced different glucosylation patterns, and provided valuable information to further design and improve flavonoid glucosylation enzymatic tools

Plusieurs domaines de recherche, tels que la toxicologie, la pharmacologie, la recherche et développement de nouveaux médicaments et la médecine, exige l'utilisation d'une grande quantité d'hépatocytes. Les hépatocytes de rats sont un modèle physiologique important pour étudier in vitro les composés au niveau de leur hépatotoxicité, l'induction des enzymes du métabolisme telles que les isoformes du cytochrome P450 et leurs interactions médicamenteuses, ainsi que pour établir la pertinence du modèle par rapport à l'homme. La cryoconservation permet de préserver une grande quantité d'hépatocytes fonctionnels. Cependant, les hépatocytes sont des cellules extrêmement sensibles aux dommages induits par le gel et le dégel, même après l'addition des cryoprotectants classiques tel que le DMSO. La cryoconservation réduit la viabilité et certaines fonctions hépatospécifiques. Le changement le plus prononcé est la diminution de leur efficacité d'attachement. L'adhésion des cellules à la matrice extracellulaire et les contacts cellules-cellules sont cruciaux pour plusieurs fonctions cellulaires. Ces processus sont en partie régulés par les molécules d'adhésion cellulaire. Les mécanismes responsables de la réduction de l'efficacité d'attachement des hépatocytes cryoconservés ne sont pas bien élucidés. Ainsi, l'amélioration des techniques de cryoconservation est nécessaire afin d'améliorer les fonctions et de réduire les dommages cellulaires. Dans cette thèse, nous décrivons une nouvelle méthode efficace pour la cryoconservation de cellules de mammifères basée sur l'utilisation d'un extrait de protéines de blé (WPE) ou d'un extrait partiellement purifié avec le sulfate d'ammonium ou l'acétone (SuIWPE ou AcWPE) ou de protéines recombinantes associées à la tolérance au gel chez le blé. Ces méthodes permettent l'entreposage à long terme et la récupération d'une grande quantité de cellules viables et dont les fonctions sont maintenues. Pour tester l'efficacité de cette nouvelle méthode, nous avons mesuré plusieurs paramètres, tels que la viabilité immédiatement après dégel, la viabilité en culture, l'efficacité d'adhésion et l'évaluation des fonctions hépatospécifiques (sécrétion d'albumine, biotransformation de l'ammonium en urée, activité basale et inductibilité du cytochrome P450). En culture, la morphologie des hépatocytes cryoconservés avec l'extrait de protéines de blé (WPE), l'extrait partiellement purifié (SuIWPE ou AcWPE) et les protéines recombinantes associées à la tolérance au gel chez le blé (WCS120, WSC19, WCOR410, TaTIL et TaIRl-2), est semblable à celle des cellules fraîches. De plus, la stabilité des trois principales molécules d'adhésion, soit l'intégrine β1, la E-cadhérine et la β-caténine fut étudiée. L'expression des molécules d'adhésion est généralement inférieure chez les hépatocytes cryoconservés avec le diméthylsulfoxyde (DMSO), comparativement au WPE. L'intégrine β1 et la β-caténine sont les plus touchées par la cryoconservation. Les molécules d'adhésion sont préservées chez les hépatocytes cryoconservés avec les SuIWPE, AcWPE ou les protéines recombinantes; l'expression étant faiblement diminuée comparativement aux hépatocytes frais. Par le fait même, l'adhérence cellulaire des cellules cryopréservées avec les SuIWPE, AcWPE ou les protéines recombinantes est supérieure (70%) à celle des cellules cryopréservées avec le WPE ou le DMSO (50%). Les fonctions hépatospécifiques telles que la sécrétion d'albumine et la biotransformation de l'ammonium en urée sont maintenues durant 4 jours de culture, pour les cellules cryoconservées aves les WPEs. Nous avons également déterminé que les WPE, SuIWPE, AcWPE ou les protéines recombinantes peuvent améliorer les activités des principaux isoformes du cytochrome P450, chez les hépatocytes en suspension et en culture après cryoconservation. Ceci a été réalisé en comparant les activités basales et inductibles des isoformes CYP1A1/2, 2C6, 2D2 et 3A1/2 dans les hépatocytes de rat cryoconservés avec les WPE, SulWPE, AcWPE ou les protéines recombinantes comparativement aux cellules fraîches et les cellules cryoconservées au DMSO. Nous démontrons d'une manière concluante que les hépatocytes de rat cryoconservés avec les WPE, SuIWPE, AcWPE ou les protéines recombinantes maintiennent le même niveau de compétence métabolique et de capacité à répondre aux inducteurs classiques du CYP, que les hépatocytes fraîchement isolés. Ces résultats démontrent clairement que le WPE, et plus particulièrement, les SuIWPE, AcWPE et les protéines recombinantes, sont plus efficaces que la technique classique de cryoconservation au DMSO pour les hépatocytes de rat, tant pour le maintien de l'expression des molécules d'adhésion que pour leurs fonctions hépatospécifiques. Les extraits WPE, SuIWPE, AcWPE et protéines recombinantes contiennent des agents cryoprotecteurs potentiellement universels pour les cellules de mammifères, tout en étant économiques et non-toxiques. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Foie, Hépatocytes, Cryoconservation, Protéines de blé, Viabilité, Activité métabolique, Cyrochrome p450, Molécules d'adhésion.