Impact des procédés de production sur les propriétés techno-fonctionnelles et nutritionnelles d'isolats protéiques végétaux // Impact of production processes on the techno-functional and nutritional properties of plant protein isolates

Contexte et problématique :
Les ingrédients riches en protéines d'origine végétale constituent des éléments clés dans la formulation des substituts alimentaires d'origine végétale. L'optimisation de leurs propriétés techno-fonctionnelles, nutritionnelles et sensorielles est essentielle pour développer des produits répondant aux attentes croissantes des consommateurs. Ces caractéristiques dépendent fortement des procédés mis en œuvre lors de l'extraction, de la concentration et de la purification des protéines. Le procédé de solubilisation alcaline (SA) suivi d'une précipitation isoélectrique (PI) demeure la méthode la plus couramment utilisée, en raison de ses rendements élevés et de la pureté protéique obtenue. L'ultrafiltration couplée à la diafiltration (UF-DF) représente une alternative prometteuse, permettant également d'obtenir des isolats protéiques, mais avec des profils structurels et fonctionnels très différents. Ainsi, la PI aboutit majoritairement à des isolats composés de globulines, les albumines étant largement perdues lors du procédé. À l'inverse, l'UF-DF permet de concentrer simultanément albumines et globulines tout en préservant davantage la structure native des protéines. Cette différence s'accompagne d'une variabilité dans les teneurs en composés résiduels (lipides, sucres solubles) et dans la présence de facteurs antinutritionnels. Ces contrastes de composition et de structures impactent directement les propriétés techno-fonctionnelles (solubilité, émulsification, foisonnement, gélification) mais également la digestibilité des protéines, notamment via l'accessibilité des sites enzymatiques ou l'action différenciée des enzymes digestives sur albumines et globulines.

À ce jour, peu de travaux ont analysé de manière intégrée les liens entre procédés de production, caractéristiques structurales et fonctionnelles des isolats protéiques, et leurs impacts nutritionnels, en particulier leur digestibilité.

Objectifs de la thèse :
Cette thèse a pour objectifs de : 1/ Produire et caractériser des isolats protéiques végétaux obtenus par différents procédés (PI et UF-DF principalement) ; 2/ Comparer leurs propriétés techno-fonctionnelles (solubilité, émulsification, gélification, etc.) ; 3/ Évaluer leurs propriétés nutritionnelles, en particulier la digestibilité in vitro, en lien avec la structure et la composition des isolats. 4/ Mieux comprendre l'influence des procédés de production sur la relation structure/fonction et sur la valeur nutritionnelle des protéines végétales.
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Context and problem statement:
Plant-based protein-rich ingredients are key components in the formulation of plant-based food substitutes. Optimizing their techno-functional, nutritional, and sensory properties is essential for developing products that meet growing consumer expectations. These characteristics are highly dependent on the processes used during protein extraction, concentration, and purification. Alkaline solubilization (AS) followed by isoelectric precipitation (IP) remains the most commonly used method due to its high yields and the protein purity achieved. Ultrafiltration coupled with diafiltration (UF-DF) represents a promising alternative, also yielding protein isolates, but with very different structural and functional profiles. For example, IP primarily results in isolates composed of globulins, with albumins being largely lost during the process. Conversely, UF-DF allows for the simultaneous concentration of albumins and globulins while better preserving the native structure of the proteins. This difference is accompanied by variability in the levels of residual compounds (lipids, soluble saccharides) and in the presence of antinutritional factors. These contrasts in composition and structure directly impact the techno-functional properties (solubility, emulsification, foaming, gelation) as well as the digestibility of the proteins, particularly through the accessibility of enzymatic sites or the differentiated action of digestive enzymes on albumins and globulins.

To date, few studies have analyzed in an integrated manner the links between production processes, the structural and functional characteristics of protein isolates, and their nutritional impacts, especially their digestibility.

Thesis Objectives:
This thesis aims to: 1/ Produce and characterize plant protein isolates obtained by different processes (primarily PI and UF-DF); 2/ Compare their techno-functional properties (solubility, emulsification, gelation, etc.); 3/ Evaluate their nutritional properties, particularly in vitro digestibility, in relation to the structure and composition of the isolates; 4/ Better understand the influence of production processes on the structure/function relationship and on the nutritional value of plant proteins.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Financement d'une collectivité locale ou territoriale

Université d'Artois

585 Sciences, Technologie, Santé

- Etudiant(e) diplômé(e) de Master 2 Recherche dans les domaines de la Nutrition et des Sciences des aliments, du Génie des procédés, de la Physiologie de la nutrition et de la Biochimie des protéines. - Capacité à développer rapidement son autonomie au laboratoire et à maîtriser de nouvelles techniques. - Rigueur, réactivité, esprit de synthèse, capacité à travailler en équipe pluridisciplinaire et à rapporter sur l'avancée de ses travaux. - Capacité à s'exprimer en anglais (lecture et rédaction d'articles scientifiques, préparation de présentations pour des congrès/conférences nationaux et internationaux). - Solides compétences rédactionnelles indispensables à la production de protocoles, de rapports et de documents de synthèse.
- Graduate student with a Master's degree (Master 2) in Nutrition and Food Science, Food engineering, Nutritional Physiology, or Protein Biochemistry. - Ability to work independently in the laboratory and learn new techniques. - Rigor, responsiveness, analytical skills, ability to work in a multidisciplinary team, and to report on the progress of research. - Ability to communicate in English (reading, writing, and presenting scientific articles). - Excellent writing skills are essential (protocols, reports, summaries, etc.).