Etude des caséines bovines

ETUDE DES CASEINES BOVINES, COMPOSITION ET CONCENTRATION

Résumé

Nous avons cherché à déterminer la composition en acides aminés de la caséine bovine, ainsi que sa concentration dans le lait de vache. Pour cela nous avons utilisé les techniques de dosage colorimétrique et de chromatographie sur couche mince. Au final nous avons obtenu une masse de caséines pour 100 ml de lait de 4,05 grammes, un hydrolysat de caséines de concentration massique de 8,5 g/L. Nous avons déterminer que la caséine bovine se compose de lysine, proline, sérine, tryptophane et valine. Cependant nous ne pouvons nous fier à ces résultats étant donné qu'ils ne sont pas fiables.

Introduction

Le lait est un liquide biologique, légèrement acide, comestible, produit par les glandes mammaires chez les mammifères femelles pendant la période de lactation. Le lait est un élément essentiel de notre alimentation. En effet ils contient des éléments essentiels au maintien de la santé osseuse et pourrait prévenir contre les maladies cardiovasculaires.

Le lait est constitué en grande majorité d’eau, ainsi que de triglycérides, diglycérides, monoglycérides et autres lipides simples, de lactose (disaccharide), de protéines, de sels minéraux, d’enzymes, de vitamines et d’oligoéléments. Le lait contient deux types de protéines principales : la whey, également appelée protéine de petit lait, et la caséine constituent respectivement 20% et 80% des protéines du lait de vache. Les caséines constituent la majeure partie des protéines du lait, leur quantité varie selon les espèces animales.

Le mot caséine vient du mot latin caseus qui signifie “fromage”. C’est la précipitation des caséine qui est la première étape de la fabrication du fromage. Chez les bovins il existe plusieurs types de caséines, les plus présentes sont les caséines αs1, ß, κ, αs2 et ɣ. Ces caséines sont responsables de la couleur blanchâtre du lait. Les caséines en suspension dans le lait s'associent sous forme d'agrégats appelés micelles, ces agrégat n'absorbent pas du tout la lumière, ce qui donne sa couleur blanche au lait.

Maintenant que nous connaissons les caséines, nous pouvons aller plus loin et nous demander quelle est la composition des caséines, de quels acides aminés sont-elles constituées ? En quelle concentration sont-elles réellement présentes dans le lait bovins que nous consommons quotidiennement.

Résultats et discussion

Séparation des caséines

Selon l'étiquette de la bouteille de lait vendue dans le commerce, 100 ml de lait sont censés contenir 3,2 grammes de protéines. En sachant que les caséines composent 80% des protéines du lait de vache, nous en avons déduit que 100 ml de lait devrait contenir 2,54 grammes de lait. Le culot de caséines que nous avons récupéré pèse 0,81 grammes. Il y a donc 0,81 grammes de caséines pour 20 ml de lait, nous en avons déduis que pour 100 ml de lait nous devrions avoir un culot de 4,05 grammes de caséines. Le rendement de caséines que nous avons obtenu est de 158%.

Nous avons obtenu un poids expérimental de caséines bien plus important que le poids théorique de caséines. Le rendement élevé obtenu peut s'expliquer par le fait que le culot contienne d'autres constituants que les caséines. Ces autres constituants peuvent être des molécules d'eau que le séchage n'aurait pas éliminé ou d'autres protéines qui aurait précipité au même point isoélectrique que les caséines.

Détermination de la concentration en caséines

Nous avons reporté les valeurs d'absorbance des solutions de la gamme d'étalonnage et des hydrolysats de caséines en fonction de leurs concentrations massiques en tyrosine libre respectives sur un graphique puis nous avons réalisé un modèle de régression linéaire (cf. figure 1). Nous en avons déduit, de manière approximative, la concentration massique en tyrosine libre de l'hydrolysat de caséine dilué au demi qui est de 37 mg/L. De cette valeur, nous en avons déduit la concentration massique en tyrosine libre de l'hydrolysat non dilué qui est de 74 mg/L.

Figure 1 : graphique de A750nm par rapport à la concentration massique en tyrosine libre
[pic 1]

Sachant que l'hydrolysat de caséines contient environ 40% de tyrosine libre, nous avons pu en déduire que l'hydrolysat présentait une concentration massique en tyrosine totale de 185 mg/L soit 185 . 10-3 g/L. Nous avons calculé, avec la formuleC=Cm/M, la concentration molaire en tyrosine de l'hydrolysat qui est de 1,02 . 10-3 mol/L.

Sachant que une molécule de caséine possède dans sa séquence en acides aminés 3 tyrosines, nous en avons déduit que la concentration molaire en caséine est de 3,4 . 10-4 mol/L, soit une concentration massique en caséine de 8,5 g/L.

Les absorbances des solutions de la gamme d'étalonnage, qui sont respectivement de 0, 0,12, 0,23, 0,35, 0,45, 0,54, nous montrent que les résultats de la dilution sont cohérents malgré un écart entre les valeurs théoriques et expérimentales raisonnable. En théorie, nous devrions observer une augmentation parfaitement linéaire des valeurs d'absorbance des solutions de la gamme d'étalonnage puisque leurs concentrations en caséines libre théoriques augmentent de 10 entre chaque solution. Cependant l'écart entre les valeurs théoriques et expérimentales n'est pas significatif, il doit donc être du à une petite erreur de manipulation durant la dilution. Une erreur durant le dosage colorimétrique est exclue puisque notre témoin présente bien une absorbance égale, 0, ce qui n'a pas pu provoquer d'erreurs sur le dosage des solutions suivantes.

Séparation des acides aminés

Lors de la chromatographie de partage sur couche mince les 14 solutions pures des différents acides aminés nous ont servi de témoin afin de déterminer la composition des hydrolysats de caséine à étudier. Nous avons comparé les acides aminés les uns aux autres grâce à leurs rapports frontaux (cf. annexes 2 et 3). Le rapport frontal Rf d'une substance, ici un acide aminé, dans des conditions expérimentales données est une caractéristique de cette substance qui permet d'exprimer sa migration relative par rapport à une référence, ici le front du solvant.

Dans l'hydrolysat I, nous avons calculé des rapports frontaux de 0,086, 0,383 et 0,617 appartenant par approximation aux acides aminés lysine, proline et valine. Dans l'hydrolysat II, nous avons calculé des rapports frontaux de 0,136, 0,296 et 0,642 appartenant par approximation aux acides aminés sérine, tryptophane et valine. Les acides aminés contenus dans les hydrolysats présentent des rapports frontaux différents de ceux en solution pure. Cela implique une interprétation des résultats potentiellement biaisée et donc potentiellement fausse. Il nous a parut étrange de ne pas retrouver certains des principaux acides aminés qui constituent les caséines bovines (cf. annexe 4) tels que l'acide glutamique.

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