Lait 69 (1989) 323-351
DOI: 10.1051/lait:1989426

Les ingrédients à base de protéines laitières : obtention, propriétés et utilisations

J.C. Vuillemard, S. Gauthier and P. Paquin

Groupe de recherche en sciences et technologie du lait (STELA), Faculté des Sciences de l'agriculture et de l'alimentation, Université Laval, Québec, (Que.) Canada G1K 7P4

(Reçu le 28 novembre 1988, accepté le 3 mars 1989)

Abstract - Milk proteins as food ingredients
Functional properties of milk proteins are closely related to their physico-chemical properties (molecular weight, amino acid composition and distribution, net surface charge), to their environment (pH, temperature, ionic strength, concentration) and to their process (heating, pumping, drying, physical, chemical or enzymatic modification).
Among the milk proteins, caseins show good surface properties in the native state. Because of their amphiphilic structure, they are good foaming and emulsifying agents. The important properties of whey proteins are their solubility in the native state at the isoelectric point and their ability to form gels after heat treatment.
Skim milk powder and whey powder are the traditional sources of milk proteins used as food ingredients. However, since whey powder contains high levels of salts and lactose, and low level of proteins, its use as functional ingredient is limited. Physical treatments (heating, acid or polyelectrolytes precipitation, ultrafiltration, reverse osmosis, chromatographic techniques) as well as chemical (acylation, succinylation, esterification, phosphorylation) and enzymatic modification may concentrate and / or fractionate milk proteins and thus modify their functional properties. Therefore, it is possible to produce new food ingredients with specific functional properties which could replace existing food ingredients such as eggs or soy proteins. Furthermore, these ingredients could enhance the functionality and nutritional quality of existing food ingredients.
Recent advances in the field of physiological and therapeutic properties of casein peptides indicate that there is a good market for these peptides in the medical and cosmetic industry.

Résumé - Les propriétés fonctionnelles des protéines laitières sont étroitement dépendantes de leurs propriétés physico-chimiques (poids moléculaire, nature et distribution des acides aminés, charge nette), de leur environnement (pH, température, force ionique, concentration) et du procédé qui leur a été appliqué (chauffage, pompage, séchage, modifications physiques, chimiques ou enzymatiques).
En raison de leur nature amphiphile, les caséines possèdent à l'état natif de bonnes propriétés de tension de surface, ce qui en fait de bons agents émulsifiants et moussants. Les propriétés les plus remarquables des protéines du lactosérum à l'état natif sont leur solubilité au point isoélectrique et leur capacité de former un gel suite à un traitement de chaleur.
La poudre de lait écrémé et la poudre de lactosérum sont les sources traditionnelles de protéines laitières utilisées comme ingrédients alimentaires. En raison d'une teneur élevée en lactose et en minéraux, d'une faible teneur en protéines et de propriétés fonctionnelles déficientes, la poudre de lactosérum est relativement peu utilisée comme ingrédient alimentaire. Différents traitements physiques (précipitation thermique, acide ou par les polyélectrolytes, ultrafiltration, osmose inverse, chromatographie), chimiques (acétylation, succinylation. estérification, phosphorylation) ou enzymatiques permettent de concentrer et / ou de séparer les protéines du lait et de modifier leurs propriétés fonctionnelles. Il est ainsi possible de créer une gamme d'ingrédients possédant des propriétés fonctionnelles bien spécifiques. Ces ingrédients peuvent remplacer d'autres types d'ingrédients alimentaires, comme les oeufs ou les protéines de soja, ou les compléter d'un point de vue fonctionnel et nutritionnel.
Les récents travaux sur les propriétés d'ordre physiologique et thérapeutique de certaines séquences des caséines laissent entrevoir de nouveaux développements au niveau de la séparation et des propriétés des peptides de protéines laitières ainsi que de nouvelles utilisations dans les domaines médical, parapharmaceutique et en cosmétologie.

Key words: milk proteins / physico-chemical properties / functional properties / concentration / separation / modification / ingredients

Mots clés : protéines laitières / propriétés physico-chimiques propriétés fonctionnelles / concentration / séparation / modification / ingrédients