Valorisation des co-produits de

crevette (Penaeus spp) par

hydrolyse enzymatique

RAVONINJATOVO Mboahangy, RANDRIAMAHATODY Zo, RAVONIZAFY Christine, RAMANAJAONA Benjamina, RAJAONARIVONY Marcellin, RANDRIANATORO Hery,

RAJOELISOA Andriamalala

Centre National de Recherches sur l’Environnement, Madagascar

• Production crevettière à Madagascar: 13 000t

• Exportation des produits halieutiques: 73% constitués par les crevettes

• Déchets générés par les transformations industrielles (étêtage, décorticage): têtes, carapaces de crevettes

• Quantité de déchets: plus de 50% de

la production

• Composition biochimique intéressante: protéines, lipides, éléments minéraux, chitine…

• Transformation d’une petite quantité des déchets par voie chimique polluante

• L’hydrolyse enzymatique: respect aussi bien l’environnement que les substances contenues dans les matières

Objectifs

• Extraction des composés contenus dans les co-produits de crevette par hydrolyse enzymatique

• Détermination des propriétés fonctionnelles des fractions obtenues après hydrolyse

Matériels

Têtes de crevettes de pêche tropicale Penaeus (P. indicus, P. monodon, P.

japonicus, P. monoceros, P. semisulcatus

Carapaces de crevettes de pêche tropicale Penaeus spp

• Matériels biologiques

• Matériel enzymatique

Pepsine porcine (EC 3.4. 23.1)

Têtes et carapaces de crevettes

Hydrolyse avec pepsine 2% à pH 2, température 37°C, pendant 2h

Hydrolysat

Caractérisation biochimique:

humidité, protéines totales, lipides totaux,

cendres brutes Résidus Filtrat

Filtration sur toile

Centrifugation à 3600tr/min pendant 10min surnageant

culot

Propriétés fonctionnelles: propriété moussante,

rétention d’eau, absorption de lipides

Méthodologie

Composition biochimique

Lipides totaux

• Extraction avec l’hexane

Protéines totales

• Méthode de Kjeldahl

Cendres brutes

• Incinération à 550°C

Prendre 20ml de la solution préparée à 1% de l’échantillon dans une éprouvette graduée

Homogénéiser pendant 1minute à 9500tr/min

Mesurer le volume de la mousse formée à: 0 - 0,5 - 5 – 10 – 40 - 60 minutes

Capacité moussante: pourcentage de l’augmentation de volume juste après l’homogénéisation

Propriété moussante

Peser un pot de centrifugation vide et y mettre 500mg de l’échantillon

Ajouter 10ml d’huile et mélanger avec une spatule

Centrifuger pendant 25 minutes à 2500tr/min

Laisser à température ambiante pendant 30 minutes en mélangeant avec une spatule toutes les 10 minutes

Décanter l’huile et repeser le pot de centrifugation contenant l’échantillon

Propriété d’absorption de lipides

Capacité d’absorption de lipides: volume d’huile (ml) absorbé par gramme de protéine

Laisser à température ambiante pendant 30 minutes en mélangeant avec une spatule toutes les 10 minutes

Ajouter 10ml d’eau et mélanger avec une spatule

Décanter l’eau et repeser le pot de centrifugation contenant l’échantillon

Centrifuger pendant 25 minutes à 2500tr/min

Peser un pot de centrifugation vide et y mettre 500mg de l’échantillon

Propriété de rétention d’eau

Capacité d’adsorption d’eau: volume d’eau (ml) adsorbé par gramme de protéine

Résultats et interprétations

Composition des têtes et carapaces de crevettes

Moyenne en g/100g

d’échantillon ± ecart-type Têtes de

crevettes

Carapaces de

crevettes

Humidité 75,74 ± 0,02 63,89 ± 0,53

Protéines 14,85 ± 0,66 18,53 ± 0,09

Lipides 1,48 ± 0,22 0,84 ± 0,07

Cendres 6,49 ± 0,05 10,92 ± 0,77

-Principal composant: protéines - Carapaces: composé de carbonate de calcium et de chitine

0

10

20

30

40

50

60

70

0 11 21 29 40 58 76 98 114 121

de

gré

d'h

ydro

lyse

%

temps (min)

CARAPACES

TETES

48,09%

57,44%

Hydrolyse enzymatique des têtes et carapaces de crevettes avec la pepsine 2%

-Liaisons peptidiques des carapaces faciles à couper - Hydrolyse partielle: inaccessibilité de l’enzyme au niveau de certaines liaisons peptidiques

Solubilisation de la matière après hydrolyse pepsique de 2h des têtes et carapaces de crevettes

66,21

40,26

21,86

28,21

11,93

31,54

0

20

40

60

80

100

TETES CARAPACES

%

S

C

R R

C

S

R: résidus C: culot S:surnageant

-Pour les têtes de crevettes: plus de la moitié de la matière se trouve solubilisé dans le surnageant - pour les carapaces de crevettes: la quantité élevée des résidus est due aux carapaces difficiles à hydrolyser

Composition des différentes fractions de têtes et carapaces de crevettes après 2h d’hydrolyse enzymatique

Surnageant carapaces de crevettes Surnageant têtes de crevettes

Protéines 49%

Lipides 2%

Cendres 48%

Autres 1%

Protéines 48%

Lipides 0%

Cendres 48%

Autres 4%

Composition des différentes fractions de têtes et carapaces de crevettes après 2h d’hydrolyse enzymatique

Culot têtes de crevettes Culot carapaces de crevettes

Protéines 30%

Lipides 17%

Cendres 36%

Autres 17%

Protéines 34%

Lipides 3%

Cendres 52%

Autres 11%

Résidus têtes de crevettes Résidus carapaces de crevettes

Protéines 23% Lipides

1%

Cendres 3%

Autres 73%

Protéines 29%

Lipides 1% Cendres

10%

Autres 60%

Composition des différentes fractions de têtes et carapaces de crevettes après 2h d’hydrolyse enzymatique

Répartition des protéines, lipides et cendres brutes dans les différentes fractions obtenues après hydrolyse enzymatique

têtes de crevettes carapaces de crevettes

76,21

25,16

78,05

15,74

71,61

19,10

8,05 3,24 2,86

0

20

40

60

80

100

Protéines Lipides Cendres

surnageant culot résidus

53,57

14,89

55,16

26,42

58,81

42,37

20,02 26,30

2,47

0

20

40

60

80

100

Protéines Lipides Cendres

surnageant culot résidus

-Lipides concentrés dans le culot - Cendres importantes dans le surnageant - Protéines et cendres des carapaces< protéines et cendres têtes

Capacité moussante des 2 phases obtenues après hydrolyse enzymatique

0

50

100

150

200

250

0 10 20 30 40 50 60ca

pac

ité

mo

uss

ante

%

temps (min)

culot

Surnageant

0

50

100

150

200

250

0 10 20 30 40 50 60

cap

acit

é m

ou

ssan

te %

temps (min)

culot

surnageant

Carapaces Têtes

Propriété d’absorption de lipides du surnageant et du culot des têtes et carapaces de crevettes

0,87

1,63

4,20

3,28

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

Têtes Carapaces

ml d

'hu

ile/g

de

pro

téin

e

surnageant culot

-Propriété d’absorption de lipides élevée du culot: nature des peptides libérés après hydrolyse ayant une affinité avec les lipides

Propriété de rétention d’eau des culots de têtes et carapaces de crevettes

6,88

4,32

0 1 2 3 4 5 6 7 8

TETES

CARAPACES

ml d'eau/g de protéines

- Propriété de rétention d’eau élevée du culot: nature des peptides libérés après hydrolyse ayant une affinité avec l’eau

Conclusion et perspectives

• Hydrolyse enzymatique des têtes et carapaces de crevette: trois fractions générées

• Fraction surnageant: protéines et cendres initialement présente dans les matières premières

• Fraction culot: lipides et quantité non négligeable de protéines et de cendres

• Fraction résidus: pauvre en cendres et en protéines, favorisant l’extraction de la chitine

• Fractions surnageant et culot: propriétés fonctionnelles intéressantes en agro-industries

• L’hydrolyse avec pepsine des co-produits de crevette: technique efficace pour leur valorisation

• Proposition: études plus poussées pour la valorisation de chaque fraction, sur la composition en acides aminés et en acides gras des produits

Conclusion et perspectives

Merci de votre aimable attention