Qu’est-ce que le degré d’hydrolyse (DH) et pourquoi est-ce important ?

Au-delà de la biopharmacie | FAQ sur les peptides de protéines végétales

Réponse courte :Le degré d'hydrolyse (DH) correspond au pourcentage de liaisons peptidiques rompues lors de l'hydrolyse d'une protéine. C'est le paramètre le plus utile d'une spécification peptidique, car il indique l'avancement de la réaction et est corrélé à la solubilité, à la distribution des masses moléculaires, à l'osmolalité et, selon une relation en cloche bien connue, à l'amertume. Le DH, pris isolément, ne renseigne pas sur les liaisons rompues ; il est donc indispensable de préciser la méthode de mesure.

Comment la DH est calculée et mesurée

Le degré d'hydrolyse (DH) correspond au nombre de liaisons peptidiques hydrolysées divisé par le nombre total de liaisons peptidiques de la protéine initiale, exprimé en pourcentage. Ce nombre total est estimé à partir de la composition en acides aminés et de la teneur en protéines de la protéine de départ. Le DH est donc une valeur calculée et non mesurée directement. En pratique, il est obtenu en mesurant les nouveaux groupements terminaux ou les protons libérés lors de la rupture des liaisons : par des méthodes colorimétriques utilisant des réactifs tels que l'OPA ou le TNBS sur un échantillon prélevé, par titrage pH-stat pendant la réaction, ou par des méthodes de titrage a posteriori. Chaque méthode comptant des paramètres légèrement différents, les valeurs de DH ne sont comparables que si elles proviennent de la même méthode et sont calculées selon la même base.

En quoi un DH plus élevé change-t-il la pratique ?

• Solubilité- Plus de liaisons rompues signifient des fragments plus petits et plus polaires, et une meilleure solubilité dans l'eau froide sur une plage de pH plus étendue.
• Clarté- Moins de gros fragments réduisent la tendance à la formation de trouble ou de sédiments dans les boissons claires.
• Osmolalité- les fragments plus petits et les acides aminés libres augmentent la charge osmotique, ce qui est important dans les boissons cliniques et sportives.
• Goût- L'amertume et les notes savoureuses deviennent généralement plus difficiles à maîtriser au fur et à mesure que l'hydrolyse progresse, à moins que le système enzymatique et une étape de désamertume ne soient conçus à cet effet.
• Protéines intactes résiduelles- la part des protéines de grande taille diminue, ce qui est pertinent lorsqu'un produit est conçu autour d'une réduction des protéines résiduelles ; l'ampleur de cette diminution doit être vérifiée par une analyse pour la qualité spécifique.

La courbe en cloche de l'amertume

L'amertume des hydrolysats est classiquement décrite comme une fonction en cloche du degré d'hydrolyse (DH). À faible DH, seules quelques liaisons sont rompues, exposant ainsi relativement peu de régions hydrophobes et conférant au produit un goût doux. L'amertume augmente jusqu'à un maximum au milieu de la plage, où de nombreux peptides hydrophobes courts sont présents. À DH élevé, le composé est dominé par de très petits peptides et des acides aminés libres, et l'amertume diminue souvent à nouveau, bien que le goût soit alors caractérisé par des notes savoureuses et de bouillon plutôt que par une véritable amertume. La position du maximum dépend de la protéine et de l'enzyme ; la courbe représente donc un comportement indicatif plutôt qu'une règle absolue.

DH n'est pas la même chose que la distribution du poids moléculaire

Le degré d'hydrolyse (DH) comptabilise les liaisons rompues ; la distribution des masses moléculaires mesure la taille des chaînes résultantes. La spécificité enzymatique et toute étape de fractionnement impliquent que deux peptides végétaux peuvent atteindre le même DH avec des distributions différentes. Ainsi, un produit ayant le même DH peut différer par la proportion de matière supérieure à 3 000 Da, fraction responsable du trouble dans une boisson limpide. Précisez les deux et demandez la méthode utilisée pour chaque calcul.

Bandes DH indicatives utilisées dans le commerce

Ces plages de valeurs se chevauchent en pratique et ne sont données qu'à titre indicatif. La valeur cible appropriée dépend de la source, du système enzymatique, du format et du profil gustatif souhaité ; elle doit donc être définie avec le fournisseur après vos propres essais d'application et confirmée dans le cahier des charges.

Comment intégrer DH dans une spécification

Indiquez une plage cible plutôt qu'une valeur unique, précisez la méthode d'analyse et la base de calcul, et joignez les données relatives à la distribution des masses moléculaires et aux exigences gustatives afin que ces trois éléments soient interprétés conjointement. Ne comparez jamais un DH de deux fournisseurs différents sans vérifier que la même méthode a été utilisée. Confirmez les limites et les méthodes par rapport au certificat d'analyse du fournisseur et à la réglementation en vigueur sur votre marché.

Lectures complémentaires

VoirGammes de poids moléculaire des peptides végétaux,Ce que devrait indiquer un certificat d'analyse (COA) d'un peptide végétaletcomment le processus d'hydrolyse est contrôlé.