La récupération d’huile de poisson à partir de co produits de poisson et l’ évaluation de qualité de l’huile de poisson obtenue

MINISTÈRE DE L’ÉDUCATION ET DE LA FORMATION
UNIVERSITÉ DE NHA TRANG
FILIÈRE HALIEUTIQUE




NGO Thi Theu


La récupération d’huile de poisson à partir de
co-produits de poisson et l’évaluation de qualité de
l’huile de poisson obtenue






Mémoire de fin d’étude
Matière : Technologie de transformation halieutique
Tutrice: Dr.NGUYEN Thi My Huong






Nha Trang, juillet 2010
i
REMERCIEMENTS

Pour les premières lignes de ce mémoire de fin d’étude universitaire, je tiens
à remercier tous ceux qui m’ont aidé, sans eux ce travail n’aurait pas été possible.
J’exprime particulièrement ma reconnaissance à Dr.Nguyen Thi My Huong,
professeur du Département de Transformation Halieutique pour son enseignement
et sa direction d’études.
Plus généralement, je remercie mes professeurs du Département de
Transformation Halieutique, du laboratoire de Biochimie-Microbiologie, du
laboratoire de Transformation Halieutique, du laboratoire d’Agroalimentaire pour
leurs cours et leurs aides au cours de mes années d’études.
Je tiens également à remercier Monsieur Le Hong Khanh qui m’a aidé à
perfectionner mon français.
Aussi, je voudrais adresser mes sincères remerciements à l’Agence
Universitaire de la Francophonie qui m’a offert de bonnes opportunités et
conditions d’études pendant mes 4 années d’université.
Mes remerciements sont enfin adressés à ma famille et à mes amis qui m’ont
apporté un soutien moral tout au long de mes études.
ii
RÉSUMÉ

Le principal objectif de cette étude est la récupération d’huile de poisson à
partir de têtes et d’arêtes de poisson (barramundi) provenant de l’industrie de
transformation du poisson. Les optimisations des paramètres du processus
d’extraction d’huile à partir de têtes et d’arêtes de poisson par la méthode
d’hydrolyse enzymatique ont été réalisées. Le taux d’eau est de 75% par rapport à la
tête ou l’arête ; le taux d’enzyme est de 0,3% par rapport à la tête et de 0,2% par
rapport à l’arête ; la température d’hydrolyse est de 50
0
C pour la tête ou l’arête; la
durée d’hydrolyse est de 3 heures pour la tête et de 2 heures pour l’arête ; la durée

de centrifugation est de 25 minutes pour la tête et de 20 minutes pour l’arête.
Les processus de récupération d’huile à partir de têtes et d’arêtes de poisson
ont été proposés et la qualité des huiles obtenues a été évaluée. Les résultats ont
indiqué que le rendement de la récupération d’huile est de 60,34% pour la tête et de
73,3% pour les arêtes et que les huiles à partir de têtes et d’arêtes de poisson ont une
haute valeur nutritionnelle avec les acides gras essentiels pour les hommes et les
animaux.













iii
SOMMAIRE
Page
REMERCIEMENTS i
RÉSUMÉ ii
SOMMAIRE iii
LISTE DES TABLEAUX vi
LISTE DES FIGURES vii
LISTE DES ABRÉVIATIONS viii
INTRODUCTION 1

CHAPITRE 1: GÉNÉRALITÉS 2
1.1. Co-produits de poisson et valorisation des co-produits de poisson 2
1.1.1. Le barramundi 2
1.1.2. Situation d’exploitation, d’aquaculture et de transformation du
barramundi 3
1.1.3. Les différentes voies de valorisation des co-produits de poisson 3
1.1.3.1. Farine et huile de poisson 3
1.1.3.2. Hydrolysats enzymatiques de poisson 4
1.1.3.3. Collagène et gélatine 4
1.1.3.4. Autres produits dérivés 4
1.2. Généralité d’huile de poisson 5
1.2.1. Situation de la production d’huile de poisson 5
1.2.2. Matériel de la production d’huile de poisson 5
1.2.3. La composition, des principaux usages et des intérêts de l’huile de
poisson 5
1.2.4. Lipides de poisson 6
1.2.5. Méthodes d’extraction de l’huile de poisson 7
1.3. Généralité des protéases 8
1.3.1. Notion des protéases 8
1.3.2. Applications des protéases 9
1.3.3.Les paramètres influents sur l’hydrolyse enzymatique 10
1.3.3.1.Influence de la température 10
iv
1.3.3.2.Influence du pH 10
1.3.3.3. Influence de la concentration en enzyme 11
1.3.3.4. Influence de la présence d’inhibiteurs ou d’activateurs 11
CHAPITRE 2 : MATÉRIELS ET MÉTHODES 12
2.1. Matériels 12
2.1.1. Matériel biologique : Co-produits de barramundi 12
2.1.2. Matériel enzymatique : La protéase Protamex 12

2.2. Méthodologie 13
2.2.1. Détermination des compositions biochimiques des co-produits de
barramundi 13
2.2.2. Méthode d’expérimentation 13
2.2.2.1. Optimisation des paramètres du procédé d’extraction d’huile par
la méthode d’hydrolyse enzymatique 13
2.2.2.2. Production d’huile selon le processus proposé 20
2.2.3. Analyses biochimiques 20
2.2.4. Méthodes d’analyse de la qualité de l’huile 20
2.2.4.1.Détermination de l’indice d’acide 20
2.2.4.2. Détermination de l’indice de peroxyde 20
2.2.4.3.Détermination de l’indice d’iode par la méthode d’alcool iodique 21
2.2.4.4. Détermination de l’indice saponification 21
2.2.4.5. Détermination de la composition en acide gras par la méthode de
chromatographie 21
2.2.5. Méthodes de traitement des données 21
CHAPITRE 3 : RÉSULTATS ET CONCLUSION 22
3.1. Caractérisation biochimique de la tête et des arêtes de barramundi 22
3.2.Optimisation des paramètres du procédé d’extraction d’huile par la
méthode enzymatique 22
3.2.1. Détermination du taux optimal de l’eau ajoutée 22
3.2.2. Détermination du taux optimal de l’enzyme ajoutée 23
3.2.3. Détermination de la température optimale d’hydrolyse 25
3.2.4. Détermination de la durée optimale d’hydrolyse 26
v
3.2.5. Détermination de la durée optimale de centrifugation 27
3.3. Proposition du processus d’extraction d’huile et analyse de la qualité de
l’huile obtenue 28
3.3.1. Processus d’extraction d’huile à partir de têtes et d’arêtes de barramundi
selon la méthode enzymatique 28

3.3.2. Production de l’huile selon le processus proposé 30
3.3.3. Évaluation de la qualité de l’huile produite selon le processus proposé 30
3.3.3.1. Résultat de l’évaluation organoleptique de l’huile obtenue 30
3.3.3.2. Indices chimiques de l’huile obtenue 31
3.3.3.3. Composition en acides gras de l’huile obtenue 33
CONCLUSION ET PERSPECTIVES 37
BIBLIOGRAPHIE 38
ANNEX I 40
ANNEX II 42




vi
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1.1. Classification des protéases 8
Tableau 3.1. Composition biochimique de la tête et des arêtes de barramundi 22
Tableau 3.2. Rendement d’obtention d’huile à partir de têtes et d’arêtes de
barramundi 30
Tableau 3.3. Evaluation organoleptique de l’huile obtenue 30
Tableau 3.4. Indices chimiques de l’huile obtenue 31
Tableau 3.5. Indice d’iode des huiles de certaines espèces poissons 32
Tableau 3.6. Indice de saponification des huiles chez certaines espèces poissons 32
Tableau 3.7. Composition en acide gras dans l’huile de tête et d’arêtes de barramundi 33
Tableau 3.8. Composition (%) en acides gras des certaines huiles des poissons 34
Tableau 3.9. Composition (%) en acides gras de certaines espèces de poisson 36


vii
LISTE DES FIGURES

Figure 1.1. Image du barramundi 2
Figure 2.1: Détermination des compositions chimiques de la tête et des arêtes de
barramundi 13
Figure 2.2. Processus d’extraction d’huile 14
Figure 2.3. Schéma de l’expérimentation pour déterminer le taux optimal de l’eau 15
Figure 2.4. Schéma de l’expérimentation pour déterminer le taux optimal de l’enzyme16
Figure 2.5. Schéma de l’expérimentation pour déterminer la température optimale
d’hydrolyse 17
Figure 2.6. Schéma de l’expérimentation pour déterminer la durée convenable
d’hydrolyse 18
Figure 2.7. Schéma de l’expérimentation pour déterminer la durée convenable de
centrifugation 19
Figure 3.1. Influence du taux d’eau sur la masse de l’huile obtenue 23
Figure 3.2. Influence du taux d’enzyme sur la masse de l’huile obtenue 24
Figure 3.3. Influence de la température d’hydrolyse sur la masse de l’huile obtenue 25
Figure 3.4. Influence de la durée d’hydrolyse sur la masse de l’huile obtenue 26
Figure 3.5. Influence de la durée de centrifugation sur la masse de l’huile obtenue 27
Figure 3.6. Processus d’extraction d’huile à partir de têtes et d’arêtes de barramundi 28
Figure 3.7. Image de l’huile de tête de barramundi 31
Figure 3.8. Image de l’huile d’arête de barramundi 31

viii

LISTE DES ABRÉVIATIONS

h Heure
min Minute
mg Milligramme
g Gramme
t/m Tours par minute
ml Millilitre

1
INTRODUCTION
L’huile de poison est une des matières premières riche en nutrition pour la
production d’aliments pour les animaux aquatiques. Elle contient des acides gras
essentiels, phospholipides, et d’autres substances actives biologiques.
Au Viet Nam, le développement rapide de l'aquaculture au cours des
dernières années a fait augmenter le besoin d’huile de poisson pour la production
d’aliments destinés aux animaux aquatiques. Et en plus, grâce aux bonnes
propriétés, la demande de l’huile de poisson pour l’utilisation humaine directe ne
cesse pas d’augmenter. Actuellement, la production intérieure de l’huile de poisson
n’est pas suffisante, il faut importer de l’huile de poisson.
Tandis que la production de l’industrie de transformation du poisson pour la
consommation humaine est de plus en plus élevée. Elle donne une grande quantité
des co-produits de poisson (jusqu’à 50% de la production du filetage, d’après
Fabienne Guérard). On peut valoriser ces co-produits pour la fabrication de farine
de poison, d’huile de poisson et d’autres produits dérivés. Cela permet non
seulement d’augmenter la valeur des co-produits, mais aussi de réduire la pollution
environnementale.
Selon cette orientation, j’ai réalisé le sujet : « Récupération d’huile de
poisson à partir de co-produits de poisson et évaluation de qualité de l’huile de
poisson obtenue ».

Nha Trang, juillet 2010
Réalisatrice: Ngo Thi Theu







2
CHAPITRE 1: GÉNÉRALITÉS
1.1. Co-produits de poisson et valorisation des co-produits de poisson
1.1.1. Le barramundi [16.1]
Nom en anglais : the barramundi
Nom scientifique : Lates calcarifer (Bloch, 1790)

Figure 1.1. Image du barramundi
Le système de classification :
Règne : Animalia
Embranchement : Chordata
Classe : Actinopterygii
Ordre : Perciformes
Famille : Centropomidae
Genre : Lates
Espèce : Lates calcarifer
Le barramundi est une espèce de poisson amphidrome de l'ordre des
Perciformes. On le trouve sur toutes les côtes et les cours d'eau adjacents du sud du
continent asiatique, depuis le golfe Persique jusqu'au nord de la Corée du Nord, sur

le pourtour des côtes indonésiennes, malaises, les îles Philippines, le sud des îles du
Japon, les côtes sud de la Nouvelle-Guinée, les côtes australiennes au nord du
tropique du Capricorne.
Les barramundis sont généralement de couleur gris-vert pâle avec des reflets
cuivrés. Ils peuvent mesurer jusqu'à 2 m de long et peser jusqu'à 60 kg mais le poids
moyen est de 5 à 6 kg.
3
Cependant, la perche barramundi gagne rapidement du poids, atteignant une
taille à la récolte de (350 g - 3 kg) entre six mois et deux ans [16.4].
Les barramundis se nourrissent de crustacés, de mollusques et de petits
poissons y compris de leur propre espèce; les jeunes se nourrissent de zooplancton.
Cette espèce vit dans des cours d'eau et descend, au début de la mousson, en eau de
mer (estuaires, baies et lagunes) pour frayer.
1.1.2. Situation d’exploitation, d’aquaculture et de transformation du
barramundi
Le barramundi est un poisson d'une grande importance commerciale; il est
pêché par tous les pays et élevé dans les fermes aquacoles en Australie, Inde,
Indonésie, Thaïlande, Royaume-Uni, États-Unis et Pays-Bas.
L'aquaculture de ces espèces a débuté dans les années 70 en Thaïlande, et
s’est rapidement répandue dans la majorité des pays du sud-est de l'Asie. [16.4]
En Australie, il y existe deux principaux produits de barramundi d’élevage:
produit «ration» et produit sous forme de filet. Les poissons traités sous cette forme
sont généralement d’un poids variant entre 2 à 3 kg (FAO, 2006).
1.1.3. Les différentes voies de valorisation des co-produits de poisson
Il y a beaucoup d’études sur des co-produits de poisson pour les utiliser dans
diverses applications : l’alimentation animale ou humaine, la diététique, la
nutraceutique et d’autres applications.
À partir des co-produits (tête, arête, peau…), il est possible d’obtenir
différents produits dérivés.
1.1.3.1. Farine et huile de poisson

Actuellement, la production de farine et d’huile de poisson pour la nutrition
animale est la valorisation de masse des co-produits la plus importante, car tout est
utilisé sans distinction. Ainsi, en 2006, environ 20,2 million de tonnes de poisson et
de co-produits ont été transformé en farine (FAO, 2008). En 2008, 2,6 million de
tonnes de farine ont ainsi été commercialisés avec près de 25% des matières
utilisées qui étaient des co-produits issus de l’industrie de transformation du poisson
(FAO Globefish, 2009). Au Vietnam, la demande de farine de poisson est forte,
principalement liée au développement de l’aquaculture.
4
1.1.3.2. Hydrolysats enzymatiques de poisson
Les hydrolysats sont le résultat de la digestion partielle des protéines par
hydrolyse protéolytique des co-produits de poisson. Les hydrolysats sont des
fractions à teneur protéique élevée. Ces hydrolysats protéiques ont les avantages
d’être très digestes et d’avoir une haute qualité nutritive. Ils sont largement utilisés
en nutrition animale particulièrement en aquaculture où ils se substituent
partiellement à la farine de poisson (Lian et al., 2005, Kotzamanis et al., 2007). Ce
remplacement des farines par des hydrolysats de poisson augmenterait dans certains
cas la croissance des poissons (Plascencia-Jatomea et al., 2002; Refstie et al., 2004,
Tang et al., 2008).
1.1.3.3. Collagène et gélatine
Le collagène qui est une glycoprotéine fibreuse est un des éléments les plus
importants de la structure de la peau contribuant notamment à sa résistance
physique et son élasticité. Le collagène agit généralement comme agent filmogène
hydratant et restructurant du tissu cutané. C’est un des ingrédients majeurs de
l’industrie cosmétique.
Les co-produits de poisson et particulièrement la peau et les arêtes s’avèrent
comme une matrice de choix pour la production de collagène (Morimura et al.,
2002; Sadowska et al., 2003; Kolodziejska et al., 2004; Muyonga et al., 2004;
Ogawa et al., 2004).
La forme hydrolysée du collagène ou dénaturée par la chaleur est plus

communément appelée gélatine. Tout comme le collagène, la gélatine est obtenue à
partir de peaux et d’arêtes mais aussi parfois à partir de nageoires et de vessies
natatoires. Cette gélatine marine peut (sous certaines conditions) être utilisée dans
l’industrie alimentaire en substitution des gélatines bovines ou porcines
classiquement utilisées (comme gélifiant).
1.1.3.4. Autres produits dérivés
Certains d’autres produits dérivés à partir des co-produits de poisson sont la
guanine, l’insuline, la farine de minéraux, etc.


5
1.2. Généralité d’huile de poisson
1.2.1. Situation de la production d’huile de poisson
La production d’huile de poisson est relativement enlevée en 2007, du fait de
la teneur enlevée matière grasse du poisson transformés. Les prix de l’huile de
poisson se sont envolés au début 2008. En ce qui concerne l’huile de poisson, le rôle
de l’aquaculture est encore plus grand que pour la farine de poisson, près de 85 %
de la production est consommée par le secteur; dont plus de 55% provient des
salmonidés (FAO, 2008).
1.2.2. Matériel de la production d’huile de poisson
En général, on produit l’huile de poisson issue de matières premières gras
tels que le poisson gras entier, le foie, etc.
Par ailleurs, il y avait beaucoup des études destinés à récupérer l’huile de
poisson à partir de leurs co-produits.
Linder M., Fanni J. et Parmentier M. (2001) ont réalisé l’extraction de
l’huile à partir de déchets de saumon. Ils ont utilisé la méthode enzymatique. Cette
extraction a été conduite par la déstructuration ménagée des tissus protéiques à
l’aide d’une protéase à large spectre (comme neutrase 0,5 L). [15]
1.2.3. La composition, des principaux usages et des intérêts de l’huile de
poisson

Composition de l’huile de poisson
L'huile de poisson est une huile obtenue à partir des tissus biologiques des
poissons gras. Elle est composée essentiellement d’acides gras libres, de
triglycérides, d’insaponifiable (diglycérides, monoglycérides…), de vitamines,
phospholipides, etc.
Les compositions contenues dans l’huile de poisson sont très bonnes pour la
santé des hommes, surtout des acides gras de la famille des omégas 3.
Les principaux usages de l'huile de poisson sont les suivants:
 Alimentation humaine
 Industrie pharmaceutique
 Alimentation des animaux d'élevage
 Alimentation des animaux de compagnie
6
 Aquaculture
 Travail du cuir (tannerie, chamoiserie)
 Industrie chimique de spécialités (chimie fine et parachimie) : produits
d'étanchéité, peintures, vernis industriels, lubrifiants, produits hydrofuges,
savons, cire de bougie
L’intérêt nutritionnel des acides gras de la famille des omégas 3 n’est plus à
démontrer notamment pour leur effet préventif sur les maladies cardio-vasculaires
et pour leur contribution au développement cérébral chez l’enfant. Parmi des
différentes sources disponibles, les huiles de poisson sont privilégiées car elles sont
riches en acide gras ω3 à longue chaine et particulièrement en C20:5ω3 (EPA) et C
22:6ω3 (DHA). À l’aide d’étapes de filtration et de concentration, les acides gras de
cette famille sont peu à peu concentrés. Les concentrés sont encapsulés et
commercialises sous la forme de compléments alimentaires ou formulés dans les
aliments dénommés “aliments fonctionnels” tels des boissons, des soupes, des
céréales (Johnson, 2002).
Selon Nielsen H. (1993), l'ajout d'acides gras polyinsaturés ω3 à longue
chaîne obtenus par l'ingestion de "pain Oméga" quotidiennement, à la place d'autres

types de pain blanc, entraîne une réduction des maladies coronariennes. En plus, un
tel accroissement de l'ingestion quotidienne d'acides gras polyinsaturés ω3 à longue
chaîne pendant une longue période peut également avoir d'autres effets bénéfiques
pour la santé.
1.2.4. Lipides de poisson
Les lipides de poisson se distinguent des lipides d’autres animaux ou de
végétaux par leur forte teneur en acides gras polyinsaturés (AGPI) de la série des
ω3, notamment les acides eicosapentaenoïque (EPA) et docosahexaenoïque (DHA).
Ces acides gras possèdent des propriétés nutritionnelles recherchées et sont utiles
dans la prévention des maladies cardio-vasculaires, cancéreuses et inflammatoires
(Rose & Connolly, 1999 ; Kamal-Eldin &Yanishlieva, 2002).
Chez le poisson, il existe plusieurs sites de dépôts lipidiques dont les
principaux sont le foie, le muscle, le tissu adipeux périviscéral et le tissu adipeux
sous cutané (Scheridan, 1988). Les triglycérides constituent la majeure partie des
7
lipides de réserve. La répartition entre les différents sites de dépôt varie selon les
espèces. Par exemple, la distribution des dépôts lipidiques chez le saumon d’élevage
(Salmo salar) dépendent de la nature des tissus, avec 38 % de lipides au niveau de
la ligne dorsale, 27 % pour le muscle rouge, 28 % dans la région des nageoires
pelviennes et 9,6 % pour le muscle blanc [8].
Chez les poisons gras, la teneur en lipides la plus élevée se situe vers la tête
et diminue vers la queue, alors que chez le poisson maigre la teneur en lipide la plus
importante est trouvée au niveau de la queue.
Les lipides polaires, essentiellement des phospholipides constituent une part
assez constante de la biomasse dans tous les tissus. Ils jouent un rôle structural et
fonctionnel dans les membranes cellulaires.
La teneur en lipides des poissons augmente avec leur âge et leur taille; elle
varie également au cours du cycle sexuel. En dehors de ces variations naturelles, les
facteurs environnementaux (température et salinité) peuvent induire des
modifications de la composition en phospholipides et du degré d'insaturation des

acides gras. Il existe, en outre, une relation étroite entre les lipides alimentaires
(taux et nature) et les lipides corporels, les variations concernant essentiellement les
lipides neutres [12].
1.2.5. Méthodes d’extraction de l’huile de poisson
Il existe plusieurs méthodes d'extraction des huiles essentielles :
 La méthode de pressage humide
 La méthode d’hydrolyse par l’enzyme
 La méthode d’extraction par les solvants
 La méthode d’hydrolyse par la solution de NaOH
 La méthode de traitement thermique
Les usines qui produisent l'huile de poisson, produisent également des farines
de poissons. La plus grande partie de l'huile et des farines sont produites par la
méthode de pressage humide (selon la FAO).
Dans cette étude, nous utilisons la méthode d’extraction par l’enzyme. Car
cette méthode a plusieurs avantages : facile à utiliser, non polluante,
particulièrement par l’absence de solvants. Elle permet également de préserver la
8
valeur nutritionnelle de la matière première et ne nécessite pas d’utiliser le
traitement haute thermique. Ce sont des intérêts technologiques et économiques des
méthodes enzymatiques qui devraient favoriser leur développement.
1.3. Généralité des protéases
1.3.1. Notion des protéases
Les protéases sont des enzymes qui catalysent l’hydrolyse des liaisons
peptidiques (-CO-NH-) dans les protéines et dans les molécules similaires.
Certaines protéases ont la capacité d’hydrolyser les liaisons esters et de
transporter les acides aminés. La classification internationale divise les protéases en
quarte groupes comme dans le tableau 1.1.
Tableau 1.1. Classification des protéases [5]
Groupe Caractéristiques
Groupe 1:

Aminopeptidase
Catalysent l’hydrolyse des liaisons peptidiques au
bout de N de la chaîne polypeptidique.
Groupe 2:
Carboxypeptidase
Catalysent l’hydrolyse des liaisons peptidiques au
bout contenant le groupe de carboxyle de la
chaîne polypeptidique
Groupe 3:
Dipeptidase
Catalysent l’hydrolyse des liaisons peptidiques
Groupe 4:
Protéase
Catalysent l’hydrolyse des liaisons peptidiques
endochaînes.

En comparant avec les protéases d’origines animales et végétales, les
protéases d’origines microbiennes ont quelques points différents. Une part, les
protéases d’origines microbiennes se comprennent plusieurs enzymes de similaire
structure, masse et forme. D’autre part, grâce au système des différentes enzymes,
les protéases microbiennes ont une stéréospécificité élevée. Les produits hydrolysés
sont donc variables.
9
1.3.2. Applications des protéases
- Dans l’industrie de la viande: la protéase est utilisée pour ramollir la
viande et pour augmenter le goût de la viande après le traitement. Les viandes
ramollies peuvent être transformées en produits comme la saucisse.
- Dans l’industrie laitière: au cours de la fabrication de fromage, les
protéases comme pepsine et quelques protéases d’origine microbiennes sont
utilisées pour faire coaguler de lait. Sous l’action des protéases, les protéines du lait

surtout les caséines sont précipitées sous forme solide, tous les lipides dans lait sont
retenus dans ces précipités. Puis, sous l’effet des microorganismes de fermentation
lactidique, le fromage est formé. Les protéases sont aussi employées dans la
fabrication de soja fermenté ou de solutions hydrolysées.
- Dans l’industrie textile: la papaïne et les bactéries son utilisées pour
nettoyer les soies naturelles, enlever la couche d’amidon artificielle sur la surface de
soie. En effet certaines soies sont amidonnées par les solutions protéiques comme
caséines, gélatines. C’est pourquoi quand on enlève la couche amidonnée en
utilisant la protéase, la qualité de soie n’est pas influencée.
- Dans l’agriculture: les protéases sont utilisées dans l’élevage pour
l’hydrolyse préliminaire des aliments, donc augmenter la capacité d’absorption des
nutriments par les animaux. Ces enzymes sont ajoutées dans les aliments des
volailles, des crevettes, des poissons…
- Dans la transformation halieutique: le produit traditionnel est le nuoc
mam dont le point faible est la longue durée de l’hydrolyse. C’est pourquoi
l’utilisation des protéases pour diminuer la durée de l’hydrolyse est nécessaire.
En 1975, le groupe de recherche de l’Institut de produit de mer de Hai
Phong a étudié et appliqué le produit de protéase de B.pumillus pour hydrolyser les
poissons. Les résultats obtenus montrent que en ajoutant la protéase exocellulaire de
B.pumillus à raison de 1%, la durée d’hydrolyse a diminué considérablement. La
solution obtenue a la couleur acajou, la saveur caractéristique, une bonne odeur, une
haute teneur en azote en comparant avec l’échantillon de témoin [5].
En 2000 Dr. Dang Van Hop a utilisé la protéase obtenue à partir de
l’inoculum de culture de Asperillus oryzae dans la fabrication de nuoc mam. La
10
proportion d’enzyme ajoutée était de 1%, la proportion de sel au début était de 8%.
Tous les 3 jours, on ajoutait 3% de sel et arrêtait quand la teneur en sel venait à
25%. Par rapport aux conditions naturelles, la durée d’hydrolyse a diminué de 15 à
20 jours et les rendements en azote ont augmenté de 20% [1].
En 2004, Vu Ngoc Boi a fait des recherches sur l’utilisation de protéase de

Bacillus subtilis. Elle a pour but de diminuer la période de fabrication de nuoc mam
de 180 jours à 21 jours. De plus, la quantité de l’extrait concentré augmentait 1,18
fois par rapport à la méthode traditionnelle [7].
En 2004, Do Van Ninh a utilisé l’enzyme protéase dans les viscères des
poissons, de seiche et de calmar pour hydrolyser des poissons. Après l’hydrolyse, il
a obtenu un hydrolysat protéique avec la teneur en acides aminés 16 fois plus
grande que celle de poisson frais. La solubilité de l’ hydrolysat protéique était de
98% [2].
1.3.3. Les paramètres influents sur l’hydrolyse enzymatique
L’hydrolyse enzymatique des protéines peut être affectée par différents
facteurs : la température, le pH, la concentration du substrat et de l’enzyme, la
présence ou l’absence de substances inhibitrices et activatrices.
1.3.3.1. Influence de la température
L’enzyme possède la nature de protéine. C’est pourquoi, la température
influence sur l’activité de l’enzyme. En effet, chaque enzyme active seulement dans
une région de température précise. La plupart des enzymes présentent la haute
activité à la température environ de 40÷50
0
C et sont inactivées à la température de
70
0
C. Dans la zone de température optimale, si la température élève de 10
0
C, la
vitesse de l’hydrolyse augmente de 1,5÷2 fois. La température optimale de
l’enzyme peut changer quand il y a le changement de pH, le substrat.
1.3.3.2. Influence du pH
L’enzyme est très sensible au changement du pH. Chaque enzyme est ainsi
caractérisé par un pH optimum spécifique et une gamme de fonctionnement de pH
relativement réduite.

11
Plus le pH du milieu réactionnel est éloigné de ce pH optimal plus il y a de
modifications de l’état d’ionisation de certains acides aminés situé sur le site actif
pouvant empêcher la formation du complexe enzyme/substrat.
1.3.3.3. Influence de la concentration en enzyme
Comme dans toute réaction enzymatique, la vitesse d’hydrolyse est
proportionnelle à la concentration en enzyme. Cependant, au-delà d’une certaine
concentration en enzyme, la variation de la vitesse d’hydrolyse est négligeable
quand la totalité du substrat est constante. Il est donc préférable d’utiliser une
concentration d’enzyme convenable pour des raisons d’efficacité maximale et de
réduction de coût.
1.3.3.4. Influence de la présence d’inhibiteurs ou d’activateurs
La vitesse d’une réaction et l’activité de l’enzyme peuvent être modifiées par
la présence d’inhibiteurs ou activateurs. Les inhibiteurs sont des substances qui
peuvent diminuer l’activité de l’enzyme quand ils sont présents. Ils peuvent être
compétitif, c’est-à-dire possédant une analogie de structure avec le substrat leur
permettant d’aller se loger sur le site actif de l’enzyme à la place du substrat ou à
l’inverse être non compétitifs et dans ce cas se fixer non pas sur le site actif mais sur
d’autres sites de l’enzyme, modifiant ainsi sa structure tridimensionnelle et son
activité.

12
CHAPITRE 2 : MATÉRIELS ET MÉTHODES
2.1. Matériels
2.1.1. Matériel biologique : Co-produits de barramundi
Des têtes et des arêtes de barramundi sont fournies par l’entreprise de
service et d’exploitation de Khanh Hoa (à Nha Trang, Khanh Hoa). Elles sont des
co-produits de la production du filetage.
Elles sont transportées au laboratoire de la faculté de transformation
halieutique de l’université de Nha Trang. Au laboratoire, elles sont nettoyées,
broyées et conditionnées dans des sacs en plastique. Chaque sac pèse 500 grammes.
Ces sacs sont conservés à -20
0
C .
Pour les têtes de barramundi, il faut enlever des branchies pour éliminer les
micro-organismes putréfiants.

2.1.2. Matériel enzymatique : La protéase Protamex
Elle est une enzyme industrielle produite par génie génétique par Novozyme
AS (Danemark). Cette enzyme est un complexe peptidique de la classe des
hydrolases développé par plusieurs espèces de Bacillus pour hydrolyser les
protéines destinées à l’industrie alimentaire.
Protamex est standardisée par le fournisseur en Unité Anson par gamme
(AU/g). L’activité déclarée de Protamex est de 1,5 AU/g. Les conditions optimales
de son fonctionnement sont une température comprise entre 35
0
C et 60
0
C et un pH

compris entre 5,5 et 7,5. Protamex peut être inactivée à 85
0
C pendant 10 minutes
lorsque le pH est de 8.
Par rapport aux autres protéases, Protamex a été élaboré de façon à ne pas
générer de peptides amers, même si les degrés d’hydrolyse étaient faibles.







13
2.2. Méthodologie
2.2.1. Détermination des compositions biochimiques des co-produits de
barramundi
La détermination des compositions biochimiques de la tête et des arêtes de
barramundi est réalisée selon la figure 2.1.

Figure 2.1: Détermination des compositions chimiques de la tête et des arêtes
de barramundi
2.2.2. Méthode d’expérimentation
2.2.2.1. Optimisation des paramètres du procédé d’extraction d’huile par la
méthode d’hydrolyse enzymatique








Têtes ou arêtes de barramundi
Broyage
Détermination de la teneur en eau, en protéines, en
lipides et en cendres
Résultats
Lavage
14
La récupération d’huile de poisson à partir de co-produits de barramundi est
réalisée selon du procédé de référence ci-dessous :

Figure 2.2. Processus d’extraction d’huile

D’abord, les matières premières sont soigneusement lavées. Pour les têtes de
barramundi sont vidées sans branchies. Ensuite, ces matières premières sont broyées
pour améliorer l’hydrolyse enzymatique.
Puis, l’hydrolyse des protéines dans les matières premières à l’aide d’enzyme
Protamex. L’eau est ajoutée au substrat. Pendant l’hydrolyse, la structure des
cellules est détruite et l’huile est libérée. Après l’hydrolyse, l’enzyme est inactivée
thermique (15min à 95
o
C). Le mélange obtenu est filtré sur un tamis métallique afin
de séparer la fraction solide (arêtes).
Lavage
Têtes ou arêtes de barramundi (500g)
Broyage
Inactivation de l’enzyme (95
0
C pendant 15 min)
Filtration Fraction solide

(Arêtes)
Huile brute
Hydrolysat protéique
Culot
Hydrolyse
Centrifugation ( 5000 t/m)
15
Enfin, la solution (filtrat) qui obtient après la filtration est centrifugée pour
conduire à la séparation du culot (fraction insoluble) et du surnageant (hydrolysat
protéique). Alors, nous avons l’huile brute.
1. Optimisation de l’étape d’hydrolyse enzymatique
Des expériences ci-dessous ont pour but de définir les paramètres de
l’hydrolyse pour obtenir de meilleurs rendements de récupération d’huile.
On fixe la durée de centrifugation (20 minutes) dans des expériences suivantes.
 Détermination du taux optimal de l’eau ajoutée
Quatre échantillons de tête/d’arêtes de poisson sont hydrolysés selon la
figure 2.3.

Figure 2.3. Schéma de l’expérimentation pour déterminer le taux optimal de l’eau
Pour l’étape l’hydrolyse, nous avons fixé des paramètres suivants :
Taux de l’enzyme Protamex par rapport à la matière première : 0,2%
Température d’hydrolyse : 50
o
C
Durée d’hydrolyse : 2 heures
pH : naturel du substrat
Tête/arêtes de barramundi broyées (500g)
Hydrolyse
avec les taux différents de l’eau

25 % 50% 75% 100%
Détermination de la masse de l’huile obtenue
Sélection du taux optimal d’eau
Filtration
Inactivation de l’enzyme (95
0
C pendant 15 min)
Centrifugation ( 5000 t/m)
Fraction solide
(
Arêtes
)

16
Cependant, le taux de l’eau ajoutée par rapport à la matière première de ces 4
échantillons est respectivement de 25%, 50%, 75% et 100%. Après l’hydrolyse, les
hydrolysats sont filtrés et ensuite centrifugés (5000 t/m, 20 min) pour obtenir 3
fractions : une fraction huileuse à la surface, une fraction liquide au centre et un culot
au fond. L’huile est enlevée par des pipettes pasteurs. Puis, la masse de l’huile obtenue
de chaque échantillon est déterminée pour sélectionner du taux optimal de l’eau.
Après avoir choisi la proportion optimale de l’eau, nous avons gardé cette
proportion pour les expérimentations suivantes.
 Détermination du taux optimal de l’enzyme
Quatre échantillons de tête/d’arêtes de poisson sont hydrolysés selon la
figure 2.4.

Figure 2.4. Schéma de l’expérimentation pour déterminer le taux optimal de
l’enzyme
Pour l’étape l’hydrolyse, nous avons fixé des paramètres suivants :
Taux optimal de l’eau par rapport à la matière première
Température d’hydrolyse : 50
o
C
Tête/arêtes de barramundi broyées (500g)
Hydrolyse
avec les taux différents de l’enzyme

0,1% 0,2% 0,3% 0,4%
Détermination de la masse de l’huile obtenue
Sélection du taux optimal de l’enzyme
Filtration
Inactivation de l’enzyme (95
0
C pendant 15 min)
Centrifugation ( 5000 t/m)
Fraction solide
(
Arêtes
)