Abstract Résumé

Abstract
An efficient solvent-free bioprocess was developed for the synthesis of DHA phenolic ester,
using the lipase B from Candida antarctica. The protocol developed here led to high-level production
(440 g/L) of DHA vanillyl ester (DHA-VE) that exhibits interesting application potential as food
ingredient. DHA-VE was characterized by a high stability and a high radical scavenging activity
towards DPPH, ABTS and hydroxyl radicals. Neuroprotective properties of DHA-VE were also
demonstrated in rat primary neurons exposed to amyloid-β oligomers. Enzymatic esterification of
DHA with vanillyl alcohol (VA) led to increased DHA levels in erythrocytes and brain tissues of mice
fed DHA-VE-supplemented diet comparing with DHA. No visible toxicity of the ester was found.
Enrichment of emulsions with DHA-VE improved significantly their oxidative stability whatever the
conditions of storage, showing the potential of DHA-VE to enrich various food matrices with DHA
while protecting them against oxidation. The enzymatic process was applied to salmon oil as a
source of omega-3 polyunsaturated fatty acids (PUFA). The total conversion of VA (50 g/L) was
achieved after 24 h of reaction, leading to the production of a wide variety of esters that mirror the
initial composition of the oil. The crude reaction medium recovered from salmon oil alcoholysis
exhibited a high stability together with high antioxidant properties in comparison with native salmon
oil. In conclusion, the approach that consists in bringing phenolic compounds and PUFA-rich lipids
together within a single structure is expected to provide stable bioactive ingredients that should
broaden the scope of application of omega-3 PUFAs whose health benefits are increasingly sought.
Key words: Omega-3, DHA, phenolic compounds, vanillyl alcohol, enzymatic esterification,
oxidative stability, neuroprotection, and fish oil.
Résumé
Un procédé enzymatique sans solvant a été développé permettant la synthèse d'un ester
phénolique de DHA. L'optimisation des paramètres réactionnels a permis d'atteindre des
rendements élevés (440 g/L) d'ester de DHA et d'alcool vanillique (DHA-VE), dont les activités
biologiques et le potentiel applicatif ont été évalués. L'activité inhibitrice du DHA-VE vis-à-vis des
radicaux ABTS, DPPH et hydroxyle a été démontrée. Un effet neuroprotecteur de l'ester a
également été mis en évidence sur des neurones primaires de rat, exposés aux oligomères du
peptide β-amyloïde. Une étude in vivo a permis de montrer que le greffage d'alcool vanillique
conduit à une augmentation du taux de DHA au niveau des globules rouges et des neurones,
indiquant une biodisponibilité accrue du DHA lorsque celui-ci est couplé au composé phénolique.
Aucune toxicité visible de l'ester n'a été constatée. Par ailleurs, l'incorporation de DHA-VE dans
divers systèmes émulsionnés a permis d'accroître leur stabilité à l'oxydation, quelles que soient les
conditions de stockage. Ceci montre le potentiel de cet ester pour enrichir diverses matrices
alimentaires en DHA, tout en améliorant leur stabilité à l'oxydation. Le procédé enzymatique
développé a été appliqué à de l'huile de saumon, utilisée comme source d'acides gras polyinsaturés
de la série oméga-3. L'incorporation totale de l’alcool vanillique (50 g/L) a été obtenue après 24 h de
réaction, conduisant à la production d'une grande variété d'esters, représentatifs de la composition
initiale de l'huile en acides gras. Le milieu réactionnel brut issu de l'alcoolyse de l'huile présente une
grande stabilité et des propriétés antioxydantes importantes par rapport à l'huile de saumon native.
En conclusion, l'approche consistant à assembler des composés phénoliques et des lipides
polyinsaturés au sein d'une même structure semble prometteuse pour renforcer le potentiel applicatif
de ces deux familles de biomolécules et produire de nouveaux ingrédients bioactifs stables.
Mots clés : Omega-3, DHA, composés phénoliques, alcool vanillique, estérification enzymatique,
stabilité à l'oxydation, neuroprotection et l'huile de poisson.