Prot\u00e9ines antigel d\u00e9riv\u00e9es de plantes
\nLes prot\u00e9ines antigel d\u00e9riv\u00e9es des plantes (AFP) sont des prot\u00e9ines fonctionnelles produites par les plantes pour prot\u00e9ger leurs cellules du gel lorsque l'environnement ext\u00e9rieur change. Les AFP sont r\u00e9parties diff\u00e9remment dans les diff\u00e9rentes plantes, et toutes ont une certaine activit\u00e9 antigel, qui est un terme g\u00e9n\u00e9ral pour un groupe de prot\u00e9ines qui ont la capacit\u00e9 d'am\u00e9liorer l'activit\u00e9 antigel des cellules v\u00e9g\u00e9tales.
\nLes AFP ont trois propri\u00e9t\u00e9s, \u00e0 savoir l'activit\u00e9 d'hyst\u00e9r\u00e9sis thermique (THA), la modification de la morphologie de croissance des cristaux de glace et l'inhibition de la recristallisation des cristaux de glace. Les AFP d'origine v\u00e9g\u00e9tale ont une activit\u00e9 d'hyst\u00e9r\u00e9sis thermique plus faible que les AFP d'origine piscicole et insecte, mais une plus grande capacit\u00e9 \u00e0 inhiber la recristallisation des cristaux de glace. On pense donc que la principale voie de r\u00e9gulation de la r\u00e9sistance \u00e0 la cong\u00e9lation par les AFP d'origine v\u00e9g\u00e9tale consiste \u00e0 inhiber la croissance des cristaux de glace extracellulaires et \u00e0 inhiber la recristallisation de la glace.
\nEn inhibant la recristallisation des cristaux de glace en solution, les AFP d'origine v\u00e9g\u00e9tale peuvent r\u00e9duire les dommages m\u00e9caniques caus\u00e9s par la fluctuation de la temp\u00e9rature ambiante en dessous de z\u00e9ro et inhiber la d\u00e9t\u00e9rioration de la qualit\u00e9 des produits alimentaires due \u00e0 la cong\u00e9lation et \u00e0 la d\u00e9cong\u00e9lation r\u00e9p\u00e9t\u00e9es au cours du processus de r\u00e9frig\u00e9ration, ce qui les rend plus appropri\u00e9s que d'autres sources d'AFP pour \u00eatre ajout\u00e9s aux aliments r\u00e9frig\u00e9r\u00e9s.
\nCaract\u00e9risation des prot\u00e9ines antigel
\n2.1 Activit\u00e9 d'hyst\u00e9r\u00e9sis thermique (THA) Le point de cong\u00e9lation d'une solution g\u00e9n\u00e9rale (NaCl, solution de saccharose, etc.) est la temp\u00e9rature \u00e0 laquelle les pressions de vapeur des phases solide et liquide sont en \u00e9quilibre, et le point de cong\u00e9lation doit donc \u00eatre \u00e9gal au point de fusion. \u00c9tant donn\u00e9 que les AFP n'affectent que le processus de givrage et \u00e0 peine le processus de fusion, rendant le point de cong\u00e9lation plus bas que le point de fusion, la diff\u00e9rence entre le point de cong\u00e9lation et le point de fusion est appel\u00e9e diff\u00e9rence d'hyst\u00e9r\u00e9sis thermique, et cette activit\u00e9 des AFP est appel\u00e9e THA.
\n2.2 Modification de l'effet morphologique de la croissance des cristaux de glace \u00e0 basse temp\u00e9rature, les cristaux de glace, sous l'influence des AFP, changent de morphologie et passent d'un cristal de glace normal de type rond et plat \u00e0 un c\u00f4ne prismatique hexagonal. Avec la concentration d'AFP et la prolongation du temps, la morphologie des cristaux de glace tend \u00e0 prendre la forme d'une aiguille.
\n2.3 Inhiber la recristallisation des cristaux de glace dans la solution \u00e0 la temp\u00e9rature de cong\u00e9lation, les petits cristaux de glace dans la solution disparaissent progressivement et s'agr\u00e8gent en gros cristaux de glace, ce qui endommage la structure organisationnelle du produit. La solution contenant des AFP peut inhiber la recristallisation des cristaux de glace et r\u00e9partir uniform\u00e9ment les petits cristaux de glace.
\nApplication des AFP d'origine v\u00e9g\u00e9tale dans le domaine alimentaire
\nLa cong\u00e9lation est l'une des \u00e9tapes les plus importantes de la cha\u00eene du froid pour le transport des denr\u00e9es alimentaires, et la r\u00e9frig\u00e9ration est une m\u00e9thode de stockage couramment utilis\u00e9e dans le domaine alimentaire. Les fluctuations de temp\u00e9rature sont tr\u00e8s probables lors du transport des aliments dans la cha\u00eene du froid, ce qui entra\u00eene un cycle de cong\u00e9lation-d\u00e9cong\u00e9lation des aliments. Il est donc in\u00e9vitable que le ph\u00e9nom\u00e8ne de recristallisation des cristaux de glace se produise, ce qui endommage le tissu cellulaire et entra\u00eene des modifications des propri\u00e9t\u00e9s physicochimiques des aliments et de la morphologie des tissus.
\nParall\u00e8lement, le ph\u00e9nom\u00e8ne de recristallisation de l'eau entra\u00eenera \u00e9galement des changements dans les composants internes des cellules, la d\u00e9naturation des prot\u00e9ines, la r\u00e9g\u00e9n\u00e9ration de l'amidon et d'autres ph\u00e9nom\u00e8nes. Les AFP d'origine v\u00e9g\u00e9tale en tant qu'additifs pour aliments surgel\u00e9s peuvent am\u00e9liorer efficacement la qualit\u00e9 des aliments surgel\u00e9s.
\n3.1 Application \u00e0 la cr\u00e8me glac\u00e9e La formation et la recristallisation des cristaux de glace dans les produits laitiers sucr\u00e9s congel\u00e9s jouent un r\u00f4le crucial dans la qualit\u00e9 des produits. Le processus de formation des cristaux de glace d\u00e9termine la croissance des cristaux de glace pendant le durcissement et le stockage des produits laitiers congel\u00e9s et influence les qualit\u00e9s sensorielles telles que l'\u00e9tat cr\u00e9meux de la cr\u00e8me glac\u00e9e, la rugosit\u00e9 et l'hydratation, la duret\u00e9 et la sensation glac\u00e9e en bouche, etc.
\nL'ajout d'AFP permet de contr\u00f4ler m\u00e9caniquement la taille des noyaux de cristaux de glace, d'inhiber la croissance des cristaux de glace dans une solution de saccharose et d'am\u00e9liorer la stabilit\u00e9 dans des conditions de stockage statique.
\nLillford et al. ont extrait des AFP de l'herbe de bl\u00e9 d'hiver et les ont ajout\u00e9s \u00e0 la cr\u00e8me glac\u00e9e, et ont observ\u00e9 par des \u00e9tudes exp\u00e9rimentales que la taille moyenne des cristaux de glace pouvait diminuer lorsque la concentration d'AFP atteignait 0,05%~0,1%.
\nRegand et al. ont ajout\u00e9 des AFP d'agropyre d'hiver \u00e0 de la cr\u00e8me glac\u00e9e et ont observ\u00e9 que les AFP d'agropyre d'hiver montraient des propri\u00e9t\u00e9s antigel significatives lorsque 0,003% de prot\u00e9ine brute \u00e9tait ajout\u00e9 par microscopie \u00e0 champ clair.
\nL'\u00e9valuation sensorielle de la cr\u00e8me glac\u00e9e apr\u00e8s un mois de stockage \u00e0 basse temp\u00e9rature (-18 \u2103) a montr\u00e9 que la cr\u00e8me glac\u00e9e du groupe vierge \u00e0 -18 \u2103 et dans des conditions fluctuantes (-20 \u2103~-10 \u2103) \u00e9tait tr\u00e8s rugueuse et que les cristaux de glace de la cr\u00e8me glac\u00e9e se pr\u00e9sentaient sous la forme de flocons, En revanche, la cr\u00e8me glac\u00e9e additionn\u00e9e d'AFP d'herbe d'hiver avait une texture lisse et les cristaux de glace \u00e9taient fins et homog\u00e8nes, ce qui confirme que la cr\u00e8me glac\u00e9e additionn\u00e9e d'AFP d'herbe d'hiver est capable de modifier la morphologie de croissance des cristaux de glace et d'inhiber la recristallisation.
\nEn outre, l'activit\u00e9 des AFP de l'herbe d'hiver a \u00e9t\u00e9 v\u00e9rifi\u00e9e par traitement thermique, et l'activit\u00e9 des AFP de l'herbe d'hiver n'a pas \u00e9t\u00e9 affect\u00e9e par la pasteurisation, et l'effet de l'activit\u00e9 des AFP de l'herbe d'hiver a atteint l'\u00e9quilibre au niveau d'ajout de 0,13%.
\nZhang et al. ont extrait des AFP de l'avoine domestique froide et modifi\u00e9 la cr\u00e8me glac\u00e9e avec 0,1% AFP, ce qui a augment\u00e9 la temp\u00e9rature de transition vitreuse de -29,14 \u2103 \u00e0 -27,74 \u2103, am\u00e9lior\u00e9 la r\u00e9sistance \u00e0 la fonte de la cr\u00e8me glac\u00e9e et inhib\u00e9 efficacement sa recristallisation. L'ajout d'AFP d'origine v\u00e9g\u00e9tale a att\u00e9nu\u00e9 les dommages caus\u00e9s \u00e0 la cr\u00e8me glac\u00e9e par la cong\u00e9lation et les fluctuations de temp\u00e9rature, ce qui a permis d'obtenir un produit alimentaire congel\u00e9 de haute qualit\u00e9 et de bon go\u00fbt.
\n3.2 Application dans la p\u00e2te congel\u00e9e L'amidon est une mati\u00e8re premi\u00e8re indispensable \u00e0 la transformation de nombreux produits alimentaires, et l'application des AFP d'origine v\u00e9g\u00e9tale dans la p\u00e2te congel\u00e9e est relativement importante.
\nLes AFP d'origine v\u00e9g\u00e9tale peuvent r\u00e9guler la quantit\u00e9 d'eau cristalline pr\u00e9cipit\u00e9e dans la p\u00e2te, de sorte que l'eau et le gluten dans la p\u00e2te peuvent \u00eatre maintenus dans l'\u00e9tat o\u00f9 ils se trouvaient avant la cong\u00e9lation, et donc la stabilit\u00e9 du gel de la p\u00e2te, la taille des pores et l'uniformit\u00e9 de la p\u00e2te ferment\u00e9e, ainsi que la texture et l'ar\u00f4me de la p\u00e2te apr\u00e8s la maturation ne seront pas d\u00e9t\u00e9rior\u00e9s.
\nJia Chunli et al. ont ajout\u00e9 des AFP de Ligustrum officinale \u00e0 l'amidon de bl\u00e9 pour \u00e9tudier la stabilit\u00e9 du gel d'amidon apr\u00e8s cong\u00e9lation et d\u00e9cong\u00e9lation, et ont constat\u00e9 qu'avec l'augmentation de la concentration des AFP de Ligustrum officinale, le taux de pr\u00e9cipitation de l'amidon \u00e0 la cong\u00e9lation et \u00e0 la d\u00e9cong\u00e9lation et la teneur en eau congelable \u00e9taient significativement r\u00e9duits, La modification de l'ultrastructure du gel a permis d'inhiber l'augmentation de la taille des pores de l'amidon, d'am\u00e9liorer l'homog\u00e9n\u00e9it\u00e9 de l'amidon, de retarder l'augmentation de la duret\u00e9 du gel et la diminution de son \u00e9lasticit\u00e9, ce qui a am\u00e9lior\u00e9 la texture du gel apr\u00e8s la cong\u00e9lation et la d\u00e9cong\u00e9lation.
\nKontogiorgos et al. ont isol\u00e9 un type d'AFP thermostables \u00e0 partir de l'herbe de bl\u00e9 d'hiver et les ont ajout\u00e9s \u00e0 la p\u00e2te. Ils ont constat\u00e9 que la structure du gluten de la p\u00e2te vierge \u00e9tait alt\u00e9r\u00e9e lorsqu'elle \u00e9tait stock\u00e9e dans des conditions de fluctuation de temp\u00e9rature (-20 \u2103 \u00e0 -10 \u2103) pendant 30 jours, tandis que la recristallisation des cristaux de glace \u00e9tait r\u00e9duite dans la p\u00e2te avec l'ajout de 0,1% d'AFP d'herbe de bl\u00e9 d'hiver, et que la structure des mailles du gluten de la p\u00e2te \u00e9tait plus petite et de forme uniforme.
\nEn outre, Liu Mei et al. ont ajout\u00e9 des AFP de carotte \u00e0 la p\u00e2te et ont constat\u00e9 que l'ajout d'AFP de carotte r\u00e9duisait l'augmentation de la teneur en eau de la p\u00e2te pendant le cycle de cong\u00e9lation-d\u00e9cong\u00e9lation, att\u00e9nuait les dommages caus\u00e9s par le cycle de cong\u00e9lation-d\u00e9cong\u00e9lation aux propri\u00e9t\u00e9s de stockage et \u00e0 l'ultrastructure de la p\u00e2te congel\u00e9e, et am\u00e9liorait ainsi le volume caract\u00e9ristique et les propri\u00e9t\u00e9s texturales de la p\u00e2te apr\u00e8s la maturation.
\nXia Lu et al. ont utilis\u00e9 des AFP extraites du son de bl\u00e9 d'hiver comme additif pour pr\u00e9parer des boulettes de soupe surgel\u00e9es avec des ajouts de 1%, 2%, 2,5% et 3% par rapport \u00e0 la farine de riz glutineux, et les r\u00e9sultats exp\u00e9rimentaux ont montr\u00e9 que l'ajout de 2,5% d'AFP am\u00e9liorait significativement la qualit\u00e9 des boulettes, et que les boulettes cuites avaient un aspect lisse, une bonne \u00e9lasticit\u00e9 et un bouillon clair et transparent.
\n3.3 Application aux fruits frais Les fruits congel\u00e9s ont une teneur \u00e9lev\u00e9e en eau et sont susceptibles de perdre leur jus et de se d\u00e9former pendant la cong\u00e9lation et la r\u00e9frig\u00e9ration. Les r\u00e9sultats montrent que les AFP am\u00e9liorent de mani\u00e8re significative la r\u00e9sistance \u00e0 la cong\u00e9lation des fraises, et peuvent conserver leur forme originale et la texture du fruit lui-m\u00eame, afin de pr\u00e9server les qualit\u00e9s sensorielles et gustatives du fruit.
\nRui et al. ont utilis\u00e9 la m\u00e9thode d'impr\u00e9gnation sous vide pour faire r\u00e9agir les feuilles de caill\u00e9 de haricots avec des AFP dans un r\u00e9servoir de stockage ferm\u00e9, et apr\u00e8s une courte p\u00e9riode de pression sous vide et de processus de r\u00e9cup\u00e9ration de la pression atmosph\u00e9rique, les AFP \u00e9taient en contact direct avec les pores des feuilles de caill\u00e9 de haricots afin d'\u00e9viter d'endommager les tissus des feuilles et de r\u00e9duire la perte de jus des feuilles.
\nL'analyse de la microstructure a montr\u00e9 que les cristaux de glace dans les feuilles de caill\u00e9 de haricot \u00e9taient petits. La protection antigel des fruits et l\u00e9gumes frais se concentre sur l'int\u00e9grit\u00e9 de la morphologie cellulaire apr\u00e8s la cong\u00e9lation et sur la viabilit\u00e9 cellulaire des tissus gel\u00e9s. L'applicabilit\u00e9 des diff\u00e9rents AFP dans le domaine de l'antigel des fruits et l\u00e9gumes aux aliments cellulaires des fruits et l\u00e9gumes doit \u00e9galement faire l'objet de recherches plus approfondies.
\nConclusion et perspectives
\nLa production d'AFP dans les plantes est un processus complexe, et l'existence d'AFP d'origine v\u00e9g\u00e9tale est \u00e9troitement li\u00e9e \u00e0 la r\u00e9sistance \u00e0 la croissance des plantes. Les changements dans l'environnement externe affecteront directement la concentration des AFP d'origine v\u00e9g\u00e9tale, et des facteurs tels que l'induction chimique stimuleront \u00e9galement la production d'AFP dans les plantes, parmi lesquelles le domaine alimentaire adopte principalement le clonage ou la voie transg\u00e9nique pour obtenir des AFP d'origine v\u00e9g\u00e9tale.
\nLes AFP d'origine v\u00e9g\u00e9tale peuvent inhiber la recristallisation pendant la cong\u00e9lation et la cryoconservation, et r\u00e9duire la d\u00e9gradation nutritionnelle et qualitative caus\u00e9e par l'\u00e9coulement du jus pendant la d\u00e9cong\u00e9lation. En outre, les AFP d'origine v\u00e9g\u00e9tale ne sont pas toxiques et leur ajout \u00e0 divers produits alimentaires ne produira pas d'effets n\u00e9gatifs. Leurs propri\u00e9t\u00e9s fonctionnelles ne sont pas associ\u00e9es \u00e0 des prot\u00e9ines toxiques, de sorte que l'\u00e9tude des AFP d'origine v\u00e9g\u00e9tale dans les applications futures du domaine alimentaire est tr\u00e8s prometteuse.
\nActuellement, la recherche sur le m\u00e9canisme des AFP a r\u00e9v\u00e9l\u00e9 une nouvelle orientation de la technologie antigel dans l'alimentation et a \u00e9galement fourni une base th\u00e9orique pour la pratique de la production. Toutefois, l'application \u00e0 grande \u00e9chelle des AFP d\u00e9riv\u00e9s de plantes reste limit\u00e9e, principalement en raison de la faible quantit\u00e9 d'AFP extraits des plantes, qui emp\u00eache la production \u00e0 grande \u00e9chelle, ainsi que du co\u00fbt \u00e9lev\u00e9 et de la faible reproductibilit\u00e9 des AFP synth\u00e9tiques.
\nIl est donc important d'utiliser les propri\u00e9t\u00e9s des AFP d'origine v\u00e9g\u00e9tale, telles que la masse mol\u00e9culaire relative, le point iso\u00e9lectrique, l'activit\u00e9 thermohyst\u00e9rique et son m\u00e9canisme antigel, pour d\u00e9velopper des m\u00e9thodes de s\u00e9paration et de purification efficaces en vue d'une application \u00e0 grande \u00e9chelle, et de trouver les conditions optimales pour l'application des AFP d'origine v\u00e9g\u00e9tale dans divers types d'aliments, qui peuvent fournir une protection pour la production, le transport et le stockage des aliments de la cha\u00eene du froid. Parall\u00e8lement, l'utilisation de la technologie g\u00e9n\u00e9tique pour transf\u00e9rer les g\u00e8nes antigel des plantes dans les cellules r\u00e9ceptrices afin d'obtenir un grand nombre de mol\u00e9cules ayant une activit\u00e9 antigel constituera \u00e9galement une nouvelle orientation pour l'application des AFP d'origine v\u00e9g\u00e9tale dans l'alimentation.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
What are the characteristics of the action of antifreeze proteins of plant origin and their application in food? Plant-derived antifreeze proteins Plant-derived antifreeze proteins (AFPs) are functional proteins produced by plants to protect their cells from freezing when the external environment changes.AFPs are distributed differently in different plants, and all of them have certain antifreeze […]<\/p>","protected":false},"author":4,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[46],"tags":[],"yoast_head":"\n