A comprehensive investigation on the properties of seaweed (Sargassum tenerrimum) protein isolates: Addressing the knowledge gap on drying methods
Cette étude démontre que les isolats de protéines issus de l'algue *Sargassum tenerrimum*, lorsqu'ils sont traités par lyophilisation, séchage sous vide ou séchage par atomisation, produisent des protéines de haute qualité, sûres et bioactives présentant des propriétés structurelles et fonctionnelles distinctes, le séchage par atomisation offrant des capacités d'émulsification et de moussage supérieures tandis que la lyophilisation préserve une teneur en phénoliques plus élevée.
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Dans un monde où la population humaine devrait atteindre près de dix milliards d'ici le milieu du siècle, la recherche de nouvelles sources de nourriture de haute qualité est devenue une nécessité urgente. Alors que les animaux ont longtemps fourni l'essentiel des protéines alimentaires, le coût environnemental de l'élevage du bétail pousse les scientifiques à se tourner vers l'océan pour trouver des alternatives. Les algues, ces vastes forêts de la mer, sont connues pour être riches en minéraux, en fibres et en vitamines, mais leur potentiel en tant que source primaire de protéines est resté largement inexploité. Le défi réside dans le fait que les algues sont des organismes complexes ; leurs cellules sont robustes et remplies de composés qui peuvent interférer avec l'extraction de la protéine qu'elles contiennent. De plus, une fois la protéine extraite, elle doit être séchée pour être conservée et utilisée, mais la méthode utilisée pour éliminer l'eau peut modifier fondamentalement la structure de la protéine, sa capacité à se mélanger à d'autres ingrédients et sa valeur nutritionnelle. Comprendre comment les différentes techniques de séchage affectent ces délicates protéines marines est la clé pour transformer les algues en une source de nourriture viable et durable pour l'avenir.
Des chercheurs de l'Université de la pêche et des études océaniques du Kerala et de l'Institut central de technologie de la pêche en Inde se sont donné pour mission de résoudre ce casse-tête spécifique en utilisant une algue brune commune connue sous le nom de Sargassum tenerrimum. Ils ont commencé par récolter l'algue dans les eaux côtières de la baie de Palk, dans le sud de l'Inde, l'ont nettoyée et l'ont broyée en une fine poudre. En utilisant un processus chimique qui consiste à modifier l'acidité de l'eau pour extraire la protéine de la matière végétale, ils ont isolé la protéine du reste de l'algue. Cela a permis d'obtenir un extrait protéique liquide, qu'ils ont ensuite divisé en trois lots. Chaque lot a été séché selon une méthode industrielle différente : l'un a été congelé puis séché sous vide pour éliminer la glace directement, un autre a été séché dans une chambre à vide à une température modérée, et le troisième a été pulvérisé dans un courant d'air chaud pour sécher presque instantanément. L'objectif était de voir quelle méthode produisait le meilleur produit final en termes de teneur en protéines, de sécurité et de capacité de la poudre à fonctionner dans les aliments.
Les résultats ont révélé que les trois méthodes ont réussi à produire une poudre riche en protéines, mais que la qualité variait considérablement selon la manière dont l'eau était éliminée. La poudre obtenue par séchage par atomisation (spray-drying) contenait la plus grande quantité de protéines, soit environ 66 %, suivie de près par l'échantillon lyophilisé avec environ 65 %, tandis que l'échantillon séché sous vide présentait la plus faible teneur, avec un peu moins de 50 %. Il est important de noter que les chercheurs ont testé les poudres pour détecter la présence de métaux lourds dangereux comme le plomb, le mercure et le cadmium, et ont constaté qu'aucun n'était présent en quantités détectables, confirmant que le processus d'extraction avait efficacement purifié l'algue. Cependant, le choix de la méthode de séchage a modifié la composition chimique de la poudre. L'échantillon lyophilisé a conservé la plus grande quantité de composés végétaux naturels appelés phénols, connus pour leurs bienfaits sur la santé, tandis que la chaleur élevée du séchage par atomisation a légèrement réduit ces composés. Malgré cela, la poudre séchée par atomisation a montré une forte capacité à neutraliser les radicaux libres nocifs, suggérant qu'elle possédait toujours un pouvoir antioxydant significatif.
Lorsque les scientifiques ont examiné la nature physique des poudres, les différences sont devenues encore plus distinctes. Sous un microscope puissant, les particules séchées par atomisation apparaissaient comme de minuscules sphères creuses, une forme formée par le séchage rapide de gouttelettes liquides. En revanche, la poudre lyophilisée ressemblait à des flocons rétrécis, semblables à des nids d'abeilles, et l'échantillon séché sous vide consistait en des morceaux brisés et concassés. Ces différences structurelles importaient grandement lorsque les chercheurs testaient le comportement des poudres dans l'eau et l'huile. La poudre lyophilisée se dissolvait le mieux dans l'eau, surtout lorsque l'eau était légèrement alcaline, ce qui en faisait la plus polyvalente pour créer des mélanges lisses. Elle formait également les émulsions les plus stables, ce qui signifie qu'elle pouvait maintenir l'huile et l'eau ensemble efficacement, un trait crucial pour la fabrication de vinaigrettes ou d'aliments crémeux. La poudre séchée par atomisation, bien que légèrement moins soluble, excellait dans la création de mousse, s'étendant considérablement lorsqu'elle était fouettée, ce qui pourrait être utile pour des textures alimentaires légères et aériennes.
L'étude a conclu que si la lyophilisation préservait les propriétés structurelles et fonctionnelles les plus délicates de l'algue, en faisant le choix supérieur pour les applications alimentaires de haute qualité, le séchage par atomisation offrait une alternative séduisante. La méthode de séchage par atomisation a produit une poudre avec une haute teneur en protéines et d'excellentes capacités de moussage, et elle est considérée comme une méthode adaptée à la production commerciale en raison de ses caractéristiques opérationnelles. Les chercheurs ont constaté que le processus de séchage n'avait pas détruit la structure centrale de la protéine ni sa capacité à combattre les bactéries, car les poudres présentaient une forte activité contre les agents pathogènes courants d'origine alimentaire. Enfin, ce travail démontre que la protéine d'algue est une ressource sûre et puissante, et que le choix de la méthode de séchage permet aux fabricants de produits alimentaires de personnaliser le produit final selon des besoins spécifiques, qu'il s'agisse de la rétention nutritionnelle maximale ou d'une production à grande échelle et efficace.
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