Thermo-induced whey protein complexes: how do they interact with caséin in acid dairy networks ? | Complexes thermo-induits de protéines de lactosérum: Comment interagissent-ils avec la caséine dans les gels acides de lait ?

French. Dans ce projet, notre objectif était d’évaluer le rôle de facteurs physiques, tels que la taille ou le nombre de particules de protéines sériques dénaturées, sur la gélification acide de gels modèles de lait écrémé. Pour cela, nous avons soit fait varier la concentration, soit produit des particules de taille variable par émulsification ou microfluidique. Bien que ces paramètres soient liés, nos résultats ont montré qu’un gel plus ferme est obtenu quand la connectivité entre les particules est favorisée, i.e. quand elles sont plus nombreuses ; et dans le cas des mélanges avec les micelles de caséines, quand il y a assez de particules pour connecter les micelles entre elles. L’effet de la taille est moins évident. Bien sûr, décroître la taille conduit à augmenter leur nombre, et nous obtenons effectivement des gels plus fermes. Cependant cette tendance n’est pas linéaire, ce qui suggère qu’une taille maximale est tolérée au-delà de laquelle non seulement la connectivité est faible, mais peut être détruite par l’encombrement de grosses particules. Bien que les particules de protéines sériques dénaturées influencent la fermeté du gel mixte (avec caséine), sa formation repose sur les interactions entre les micelles de caséines. Ceci concorde avec l’hypothèse que les particules interagissent spécifiquement avec les micelles et peu entre elles, formant ainsi des micelles de caséine « modifiées » plus aptes à former des gels fermes.

English. In this project, we aimed at evaluating the role of physical factors, such as size and number of the denatured whey protein particles, on the acid gelation of skim milk model systems. To do that, two approaches were used, i.e. varying the concentration, or the size of the particles using emulsification or microfluidics. Although concentration, size and number are somehow linked, our results showed that higher gel firmness is reached when connectivity is enhanced, i.e. when numerous particles are present; and in the case of mixtures with casein micelles, when enough particles are present to connect micelles together. The effect of size was less evident. Clearly, decreasing size leads to an increase in number and we indeed observed that small whey protein particles were forming gels with higher firmness. However, the effect was not linear, which suggested that a threshold value exists where the connectivity is not only low (due to a low number of particles) but maybe destroyed (due to hindrance of big particles in the gel). Although the denatured whey protein aggregates quantitatively affect the gel’s firmness and connectivity, the mechanism of gelation of model milk seemed to be essentially driven by the casein micelle, since the mixed gel had qualitatively the same scaling behavior than the pure casein. This is in agreement with the observation that whey protein aggregates preferably interact with the surface of the casein micelles, yielding “modified” casein micelles, with little or no side-interaction between the whey protein aggregates.