La technologie de la cha\u00eene du froid \u00e0 basse temp\u00e9rature est l'un des moyens les plus courants et les plus efficaces pour le stockage \u00e0 long terme des denr\u00e9es alimentaires. La croissance des cristaux de glace et la recristallisation caus\u00e9e par la cong\u00e9lation, le stockage, le transport et la cong\u00e9lation\/d\u00e9cong\u00e9lation des produits alimentaires dans la cha\u00eene du froid \u00e0 basse temp\u00e9rature sont les principales contraintes qui p\u00e8sent sur la qualit\u00e9 des produits. Les fluctuations r\u00e9p\u00e9t\u00e9es de la temp\u00e9rature provoquent la croissance de cristaux de glace, la cong\u00e9lation, la d\u00e9cong\u00e9lation et la recristallisation des produits, endommageant les structures cellulaires et tissulaires, ce qui fait perdre aux produits leur qualit\u00e9 d'origine, entra\u00eenant une d\u00e9t\u00e9rioration de la qualit\u00e9 et d'\u00e9normes pertes \u00e9conomiques qui pr\u00e9occupent de plus en plus la population.<\/p>\n
Les scientifiques des domaines concern\u00e9s du monde entier sont confront\u00e9s \u00e0 un d\u00e9fi de taille : comment contr\u00f4ler la croissance et la recristallisation des cristaux de glace et comment inhiber la croissance des cristaux de glace dans le processus de la cha\u00eene du froid \u00e0 basse temp\u00e9rature, qui est la cl\u00e9 pour garantir la qualit\u00e9 de nombreux produits alimentaires.<\/p>\n
Introduction de la prot\u00e9ine antigel<\/strong><\/p>\n Apr\u00e8s une longue p\u00e9riode de s\u00e9lection dans l'environnement naturel, les organismes vivant dans des zones \u00e0 haute temp\u00e9rature et \u00e0 haute altitude produisent une sorte de prot\u00e9ine active, la prot\u00e9ine antigel (AFP), pour r\u00e9sister \u00e0 l'environnement froid.<\/p>\n La caract\u00e9ristique la plus importante de la prot\u00e9ine antigel est qu'elle peut \u00eatre adsorb\u00e9e \u00e0 la surface des cristaux de glace, limitant ainsi la croissance des cristaux de glace, inhibant la recristallisation des cristaux de glace et modifiant la morphologie des cristaux de glace.<\/p>\n Avec la d\u00e9couverte de diverses prot\u00e9ines antigel et l'approfondissement de la recherche, les deux principaux probl\u00e8mes qui limitent la recherche et l'application des prot\u00e9ines antigel naturelles dans le domaine alimentaire sont devenus de plus en plus importants :<\/strong> Sources de peptides antigel<\/strong><\/p>\n Les prot\u00e9ines antigel sont principalement d\u00e9riv\u00e9es de poissons, d'insectes, de bact\u00e9ries, de plantes et d'autres organismes cultiv\u00e9s dans des conditions extr\u00eames telles que des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es et une altitude \u00e9lev\u00e9e.<\/p>\n Les prot\u00e9ines antigel peuvent \u00eatre class\u00e9es en quatre groupes en fonction de leurs sources : prot\u00e9ines antigel d\u00e9riv\u00e9es de poissons, prot\u00e9ines antigel d\u00e9riv\u00e9es d'insectes, prot\u00e9ines antigel d\u00e9riv\u00e9es de bact\u00e9ries et prot\u00e9ines antigel d\u00e9riv\u00e9es de plantes ; et en fonction de leurs activit\u00e9s, elles peuvent \u00eatre class\u00e9es en : AFP I \u00e0 IV, AFP hyperactive et glycoprot\u00e9ines antigel.<\/p>\n Les prot\u00e9ines antigel naturelles ont une tr\u00e8s faible teneur dans les organismes, un co\u00fbt de purification \u00e9lev\u00e9 et une grande perte d'activit\u00e9 pendant la purification, ce qui limite la recherche et l'application \u00e0 grande \u00e9chelle des prot\u00e9ines antigel. En revanche, les peptides antigel sont principalement obtenus \u00e0 partir de sources de prot\u00e9ines d'origine alimentaire par hydrolyse de sites enzymatiques sp\u00e9cifiques, ce qui se caract\u00e9rise par une pr\u00e9paration contr\u00f4lable et efficace.<\/p>\n Les peptides antigel d'origine alimentaire actuellement signal\u00e9s sont pour la plupart pr\u00e9par\u00e9s \u00e0 partir de g\u00e9latine comestible ou de sous-produits de transformation tels que la peau d'animal et les \u00e9cailles de poisson.<\/p>\n Propri\u00e9t\u00e9s des peptides antigel<\/strong><\/p>\n 3.1 Activit\u00e9 d'hyst\u00e9r\u00e9sis thermique<\/strong> Des \u00e9tudes ont montr\u00e9 que les fragments actifs antigel des prot\u00e9ines antigel n'existent que dans des domaines sp\u00e9cifiques localis\u00e9s de la structure de la cha\u00eene polypeptidique, et que leur activit\u00e9 antigel n'est pas celle de l'ensemble de la prot\u00e9ine.<\/p>\n Hong Jing et Wu Jinhong ont \u00e9galement constat\u00e9 que les peptides antigel du collag\u00e8ne ayant des longueurs et des structures d'acides amin\u00e9s sp\u00e9cifiques \u00e9taient capables de se lier \u00e0 la couche de glace par liaison hydrog\u00e8ne, puis d'inhiber la formation de cristaux de glace par interactions hydrophobes, ce qui indique que l'effet Kelvin des prot\u00e9ines antigel s'applique \u00e9galement aux peptides antigel, \u00e9galement connus sous le nom d'activit\u00e9 d'hyst\u00e9r\u00e9sis thermique.<\/p>\n 3.2 Activit\u00e9 d'inhibition de la recristallisation<\/strong> L'effet d'inhibition de la recristallisation du peptide antigel peut r\u00e9guler les cristaux de glace et emp\u00eacher l'agr\u00e9gation des cristaux de glace, de sorte que la taille et la forme des cristaux de glace peuvent \u00eatre r\u00e9gul\u00e9es et que les cristaux de glace form\u00e9s sont fins et uniformes.<\/p>\n Sous l'effet de la liaison hydrog\u00e8ne, de l'interaction hydrophobe et de la force de van der Waals, le peptide antigel peut r\u00e9guler les cristaux de glace et r\u00e9duire les dommages m\u00e9caniques caus\u00e9s par les cristaux de glace \u00e0 l'organisme.<\/p>\n 3.3 Protection de la membrane cellulaire<\/strong> Application des peptides antigel dans l'industrie alimentaire<\/strong><\/p>\n Avec la croissance du commerce mondial et l'expansion de la production et de la commercialisation, la demande d'aliments transform\u00e9s dans la cha\u00eene du froid a augment\u00e9. La part des aliments surgel\u00e9s dans l'industrie alimentaire augmente \u00e9galement.<\/p>\n En tant que nouvelle classe d'additifs alimentaires, les peptides antigel peuvent r\u00e9duire efficacement la formation de cristaux de glace et la recristallisation dans les aliments au cours du processus de la cha\u00eene du froid, am\u00e9liorant ainsi la qualit\u00e9 des aliments \u00e0 basse temp\u00e9rature soumis \u00e0 la cha\u00eene du froid.<\/p>\n 4.1 Cr\u00e8me glac\u00e9e<\/strong> Il est bien connu qu'il existe une relation directe et \u00e9troite entre la taille des cristaux de glace et le degr\u00e9 de rugosit\u00e9 et\/ou la formation de la structure des cristaux de glace. Par cons\u00e9quent, des efforts doivent \u00eatre faits pour r\u00e9duire la taille des cristaux de glace et l'apparition de la recristallisation dans les formulations de production de la cr\u00e8me glac\u00e9e, les conditions de traitement, de stockage et de distribution, car la taille des cristaux de glace et la formation de la recristallisation ont un impact important sur la texture de la cr\u00e8me glac\u00e9e.<\/p>\n Wang Shaoyun et Damodaran et al. ont utilis\u00e9 l'hydrolyse du collag\u00e8ne pour tamiser le peptide de structure de glace, et ont constat\u00e9 que ce type de peptide de structure de glace peut r\u00e9duire de mani\u00e8re significative la taille des cristaux de glace dans la cr\u00e8me glac\u00e9e, et par le biais du syst\u00e8me de cycle chaud et froid pour simuler les fluctuations de temp\u00e9rature dans le processus de la cha\u00eene du froid, il a \u00e9t\u00e9 constat\u00e9 que ce type de peptide de structure de glace peut inhiber de mani\u00e8re significative la recristallisation des cristaux de glace dans la cr\u00e8me glac\u00e9e.<\/p>\n 4.2 Les probiotiques<\/strong> Les peptides antigel peuvent am\u00e9liorer de mani\u00e8re significative le taux de survie \u00e0 la cong\u00e9lation des probiotiques, la stabilit\u00e9 \u00e0 la cong\u00e9lation et maintenir la vitalit\u00e9 m\u00e9tabolique des cellules bact\u00e9riennes. En outre, le peptide antigel peut prot\u00e9ger la membrane cellulaire en \u00e9tablissant une liaison hydrog\u00e8ne avec la membrane cellulaire afin de r\u00e9duire la fuite de substances intracellulaires ; d'autre part, le peptide antigel peut p\u00e9n\u00e9trer dans la cellule afin de r\u00e9duire les dommages caus\u00e9s par les cristaux de glace form\u00e9s dans la cellule au cours du processus de cong\u00e9lation.<\/p>\n 4.3 P\u00e2te congel\u00e9e<\/strong> Parmi eux, l'\u00e9quipe de Wang Shaoyun de l'universit\u00e9 de Fuzhou, l'\u00e9quipe de Zhang Hui de l'universit\u00e9 de Jiangnan et l'\u00e9quipe de Huang Weining ont appliqu\u00e9 avec succ\u00e8s le peptide antigel \u00e0 la p\u00e2te congel\u00e9e et \u00e0 la p\u00e2te de pomme de terre congel\u00e9e. Apr\u00e8s l'ajout du peptide antigel, le temps de fermentation de la p\u00e2te congel\u00e9e \u00e9tait significativement plus court et le volume sp\u00e9cifique apr\u00e8s cong\u00e9lation \u00e9tait significativement plus \u00e9lev\u00e9 que celui du groupe de contr\u00f4le. En outre, il a \u00e9t\u00e9 constat\u00e9 que le volume sp\u00e9cifique du pain cuit \u00e0 la vapeur fabriqu\u00e9 \u00e0 partir de p\u00e2te congel\u00e9e avec peptide antigel \u00e9tait significativement plus \u00e9lev\u00e9 que celui du groupe t\u00e9moin.<\/p>\n 4.4 Viande congel\u00e9e<\/strong> La cong\u00e9lation et la d\u00e9cong\u00e9lation r\u00e9p\u00e9t\u00e9es affectent principalement la teneur en eau de la viande. L'humidit\u00e9 \u00e9tant contenue \u00e0 l'int\u00e9rieur et dans les interstices des fibres musculaires, lorsque l'humidit\u00e9 g\u00e8le, la concentration des solut\u00e9s restants (prot\u00e9ines, lipides, glucides, min\u00e9raux et vitamines) augmente, et des cristaux de glace se d\u00e9veloppent et recristallisent pendant le processus de cong\u00e9lation et la cha\u00eene du froid, perturbant ainsi l'hom\u00e9ostasie du syst\u00e8me complexe de la viande et endommageant l'organisation d'origine de la viande.<\/p>\n En r\u00e9sum\u00e9<\/strong><\/p>\n L'ajout d'un antigel est un moyen efficace de r\u00e9duire la d\u00e9gradation de la qualit\u00e9 des aliments surgel\u00e9s, et de nouveaux antigels tels que les peptides antigel pour remplacer les antigels commerciaux traditionnels \u00e0 haute teneur en sucre et en sel sont une tendance in\u00e9vitable avec la croissance de la demande des consommateurs pour une qualit\u00e9 de vie et des aliments sains.<\/p>\n Les peptides antigel d'origine alimentaire ayant une longueur de cha\u00eene peptidique et une composition de domaine structurel sp\u00e9cifiques constituent un moyen efficace de r\u00e9soudre le probl\u00e8me de la recherche et de l'application limit\u00e9es des prot\u00e9ines antigel naturelles.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":" La technologie de la cha\u00eene du froid \u00e0 basse temp\u00e9rature est l'un des moyens les plus courants et les plus efficaces pour le stockage \u00e0 long terme des denr\u00e9es alimentaires. 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\n(1) La quantit\u00e9 de prot\u00e9ines antigel obtenues par isolement et purification naturels est minime, et cette quantit\u00e9 tr\u00e8s limit\u00e9e limite les perspectives d'application \u00e0 grande \u00e9chelle dans l'industrie alimentaire ;
\n(2) Alors que les scientifiques travaillent sur la technologie transg\u00e9nique pour accro\u00eetre la production de prot\u00e9ines antigel \u00e0 partir d'organismes vivants, la s\u00e9curit\u00e9 des prot\u00e9ines antigel g\u00e9n\u00e9tiquement modifi\u00e9es dans les applications alimentaires est devenue une pr\u00e9occupation commune des consommateurs, de l'Union europ\u00e9enne et de la Food and Drug Administration (FDA) des \u00c9tats-Unis.<\/p>\n
\nLes prot\u00e9ines antigel peuvent sp\u00e9cifiquement abaisser le point de cong\u00e9lation d'une solution sans affecter son point de fusion, de sorte que la diff\u00e9rence entre le point de cong\u00e9lation et le point de fusion est appel\u00e9e activit\u00e9 d'hyst\u00e9r\u00e9sis thermique.<\/p>\n
\nLorsque la temp\u00e9rature est inf\u00e9rieure au point de fusion, les cristaux de glace ont tendance \u00e0 s'agr\u00e9ger, et l'effet de recristallisation est l'agr\u00e9gation entre cristaux de glace, et l'agr\u00e9gation de petits cristaux de glace pour former de grands cristaux de glace.<\/p>\n
\nLorsque les cellules sont gel\u00e9es ou surfondues, les cristaux de glace g\u00e9n\u00e9r\u00e9s dans le milieu environnant et interne des cellules causent des dommages m\u00e9caniques aux cellules, et le stress d\u00fb au froid induit l'apoptose, ce qui acc\u00e9l\u00e8re la mort des cellules.Hirano, Tatsuro et Davies ont rapport\u00e9 que les prot\u00e9ines antigel des poissons peuvent prot\u00e9ger les membranes cellulaires contre les dommages caus\u00e9s par les basses temp\u00e9ratures.<\/p>\n
\nLa croissance des cristaux de glace pendant le stockage au froid est l'un des principaux d\u00e9fis auxquels sont confront\u00e9s les fabricants de produits congel\u00e9s tels que les cr\u00e8mes glac\u00e9es, car les fluctuations de temp\u00e9rature pendant le stockage et la manipulation peuvent favoriser la croissance des cristaux de glace, ce qui peut affecter le go\u00fbt de la cr\u00e8me glac\u00e9e et d\u00e9grader la qualit\u00e9 du produit.<\/p>\n
\nLes probiotiques sont des bact\u00e9ries b\u00e9n\u00e9fiques couramment utilis\u00e9es dans la transformation des aliments et sont \u00e9galement des vecteurs cl\u00e9s dans la recherche en biologie mol\u00e9culaire, en biologie structurale, en microbiologie et en maladies infectieuses. La culture continue de souches pendant une longue p\u00e9riode est non seulement chronophage et laborieuse, mais aussi peu pratique. C'est pourquoi les techniques de cryoconservation et de lyophilisation sont g\u00e9n\u00e9ralement utilis\u00e9es dans les applications industrielles et la recherche universitaire.<\/p>\n
\nLa technologie moderne de cong\u00e9lation est un moyen efficace de r\u00e9soudre les probl\u00e8mes des aliments de base traditionnels, tels que le vieillissement facile et la courte dur\u00e9e de conservation. En tant que nouveau type d'antigel alimentaire, les peptides antigel ou les peptides structur\u00e9s en glace ont \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9s ces derni\u00e8res ann\u00e9es pour la cryoconservation des produits \u00e0 base de p\u00e2te congel\u00e9e.<\/p>\n
\nLes exportations mondiales de viande s'\u00e9levant actuellement \u00e0 plus de $13 milliards de dollars, la technologie de cong\u00e9lation joue un r\u00f4le essentiel pour garantir la s\u00e9curit\u00e9 des produits carn\u00e9s fournis au monde entier. Cependant, l'effet de la cong\u00e9lation et de la d\u00e9cong\u00e9lation sur la qualit\u00e9 de la viande reste un probl\u00e8me majeur.<\/p>\n