B-lactoglobulin and Lactoferrin complex coacervates : Characterization and putative applications as encapsulation device
Coacervats de B-lactoglobuline et de lactoferrine : caractérisation et application potentielle pour l'encapsulation de bioactifs
Résumé
Encapsulation of bioactives has been used by the food industries for decades and represents a great potential for the development of innovative products. Given their versatile functional properties, milk proteins in particular from whey have been used for encapsulation purposes using several encapsulation techniques. In parallel, recent studies showed the ability of oppositely charged food proteins to co-assemble into microspheres through complex coacervation. Understanding the driving forces governing heteroprotein coacervation process and how it is affected by the presence of ligands (bioactives) is a prerequisite to use heteroprotein coacervates as encapsulation device. In this context, the objective of my thesis work was to understand the mechanism of complex coacervation between -lactoglobulin (-LG) and lactoferrin (LF) in the absence and presence of small ligands. The conditions of optimal ¿-LG - LF coacervation were found at pH range 5.4-6 with a molar excess of ¿-LG. RemarkabAt molecular level, the presence of two binding sites on LF for -LG was evidenced. Moreover, the heterocomplexes such as pentamers LF(-LG2)2 and quite large complexes (LF-LG2)n were identified as the constituent molecular species of the coacervate phase. To evaluate the -LG - LF complex coacervation in the presence of small ligands, models of hydrophobic (ANS) and hydrophilic molecules (folic acid) were used. Although under the experimental conditions tested the small ligands did not interact with -LG, both interacted with LF inducing its self-association into nanoparticles. High relati
Le bénéfice de l’encapsulation des molécules bioactives a séduit les industries agroalimentaires depuis plusieurs décennies. Plus récemment des études ont montré la capacité de protéines alimentaires de charge opposée à s’assembler en microsphères par coacervation complexe. La compréhension des forces gouvernant le processus de coacervation entre protéines et l’influence exercée par la présence de bioactifs demeurent des prérequis pour l’utilisation des coacervats complexes comme agent d’encapsulation. Dans ce contexte, l’objectif de mon projet de thèse a été de comprendre le mécanisme de coacervation complexe entre la ¿-lactoglobuline (¿-LG) chargée négativement, et la lactoferrine (LF) chargée positivement, en absence et en présence de petits ligands. La LF a présenté une coacervation préférentielle avec le variant A de la¿¿-LG qui se distingue du variant B par la substitution de 2 acides aminés. Au niveau moléculaire, deux sites de fixation de la ¿-LG sur la LF ont été identifiés.En outre, par la mesure d’une part des coefficients de diffusion rotationnel et d’autre part de la cinétique de diffusion des entités moléculaires constituant les coacervats, il est suggéré que ces derniers sont formés à partir de -LG libre¿¿de pentamère, LF(-LG2)2, ainsi que des entités plus larges, (LF-LG2)n. Afin d’évaluer l’effet de la présence de petits ligands sur la coacervation complexe entre la -LG et la LF, des ligands modèles (ANS et acide folique) ont été utilisés. Dans les conditions expérimentales testées ces deux ligands n’ont pas d’affinité pour la -LG, mais après interact
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