Study of the thermal stability of the plasmin-plasminogen activator system in milk using improved enzymatic assays : implications on the stability of products made from heated milk
Etude de la thermosensibilité du système Plasmine-plasminogène-Activateurs du Plasminogène du lait à l'aide de nouvelles méthodes de dosage : Application à l'étude de la stabilité de produits à base de lait chauffé
Résumé
The purpose of this study was to evaluate the influence of the endogenous plasmin system on stability of infant milk based on heated milk. Improved enzymatic methods were developped to assay plasmin (PLM), plasminogen (PLG) and plasminogen activators (PA) in bovine milk. Those assays were used to monitor the levels of endogenous PLM/PLG/P A in milk samples used at the facility during a whole year. The PA level appeared to be stable, while PLM and PLG levels ranged respectively froID alto 3 and 1 to 2 factor, independently froID the season (winter/summer). Thermal inactivation, at temperature between 60 cC and 140 cC, of native PLM, PLG and PA were studied using the Saille improved enzymatic methods. While measured heat inactivation of kinetic of PLM and PLG were in line with previously reported values, PA were, surprisingly, found to be as heat sensible as PLM and PLG in a milk system containing proteins with free -SR group. Thus, heat inactivation of the who le plasmin system in milk appeared to be directly influenced by the presence of -lactoglobulin. Proteolysis affecting infant milks during storage (at 37 cC or at room temperature), monitored by RPHPLC analysis of peptides present in the soluble fraction, were significantly different froID proteolysis induced with added plasmin. Main peptides generated by those proteolysis were identified by LC-MS/MSMS. The results lead us to conclude that natural proteolysîs observed in commercial products was flot due to the plasmin system. The proteolytic agents responsible for this natural proteolysis were found to be heat resistant, even at 90 CC for 60 minutes. This led us to suspect the presence of proteinases froID endogenous psychrotrophic flora in milk. These results have been used for an optimization of the industrial heat treatments during process.
L'objectif de cette étude était de mesurer l'influence du système plasmine endogène sur la stabilité des laits infantiles à base de lait chauffé. De nouvelles méthodes performantes pour le dosage enzymatique de la plasmine (PLM), du plasminogène (PLG) et des activateurs du plasminogène (PA) ont été mises au point. L'application de ces méthodes à des laits représentatifs de ceux utilisés pour la fabrication des produits a permis de mesurer les variations annuelles des teneurs en PLM, PLG et PA. Les teneurs en PLM et en PLG sont apparues plus variables que la teneur en PA, sans effet significatif de la saison de collecte du lait (période hivernale ou estivale). Ces méthodes enzymatiques ont également été utilisées pour étudier la thermosensibilité des différents acteurs du système (PLM/PLG/PA) sur une large gamme de températures (60 à 140 CC). Si la thermosensibilité de la PLM et du PLG s'est révélée conforme aux données de la littérature, celle des PA, supposés jusqu'alors thermostables, était du même ordre que la PLM et le PLG dans un milieu lait. La -lactoglobuline jouait un rôle prépondérant dans le mécanisme et la cinétique de dénaturation de la PLM, du PLG, mais aussi des PA. La protéolyse affectant les laits infantiles pendant leur stockage, suivie par l'analyse en RP-HPLC des peptides de la fraction soluble, s'est révélée très différente de celle obtenue par action de la plasmine ajoutée. L'identification par LC-MS/MS-MS des principaux peptides générés lors de ces protéolyses a permis de confirmer que la protéolyse observée dans les produits finis n'était pas d'origine plasmine. L'action de protéases microbiennes de la flore psychrotrophe du lait est d'autant plus suspectée que ces agents protéolytiques se sont montrés, contrairement au système plasmine, extrêmement résistants à la chaleur (jusqu'à 1 heure à 90 CC). Les éléments de cette étude ont servi à l'optimisation des traitements thermiques industriels appliqués au lait au cours du processus de fabrication.