51. 4 D (x, y, z, t) imaging of digestive lipases during simulated neonatal gastro-intestinal digestion of milk fat globules or biomimetic emulsions using synchrotron SOLEIL DISCO beamline
- Author
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Claire Bourlieu, Amélie Deglaire, Olivia Ménard, Thomas Croguennec, Stephane Pezennec, Juliane Floury, Steven Le Feunteun, Pierre Villeneuve, Frédéric Carrière, Didier Dupont, Said Bouhallab, Frédéric Jamme, Véronique Vié, Science et Technologie du Lait et de l'Oeuf (STLO), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AGROCAMPUS OUEST, Génie et Microbiologie des Procédés Alimentaires (GMPA), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroParisTech, Enzymologie interfaciale et de physiologie de la lipolyse (EIPL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Aix Marseille Université (AMU), Synchrotron SOLEIL, Institut de Physique de Rennes (IPR), Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Infogest, Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Rennes (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de Recherche Agronomique (INRA). UMR UMR INRA / AgroCampus Rennes : Science et Technologie du Lait et de l'?uf (1253)., Ingénierie des Agro-polymères et Technologies Émergentes (UMR IATE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université de Montpellier (UM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), AgroParisTech-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), and Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
- Subjects
[PHYS]Physics [physics] ,allegation nutritionnelle ,enfant prématuré ,Ingénierie des aliments ,lipide du lait ,lipolyse ,prématuré ,santé humaine ,digestion ,digestion gastrique ,globule gras du lait ,human health ,premature infant ,fat globule ,Alimentation et Nutrition ,[SDV.IDA]Life Sciences [q-bio]/Food engineering ,allégation nutritionnelle ,lipolysis ,Food and Nutrition ,Food engineering ,globule lipidique ,[SDV.AEN]Life Sciences [q-bio]/Food and Nutrition - Abstract
International audience; In their native state, milk lipids are present in the form of dispersed droplets called Milk Fat Globules (MFG, average diameter of 4 µm in human and bovine milks), which have been recently pointed out as key elements of early nutritional programming. Understanding the specific digestive fate of MFG is thus a priority in neonatal nutrition. The MFG are unique biophysical elements differing from other lipoproteic objects by their external trilayered membrane inherited from their secretory past. To play their major biological function, i.e. deliver energy to the newborn, the MFG have to be hydrolyzed in the gastro-intestinal tract by lipases. This hydrolysis is typically a heterogeneous phase reaction, in which the lipase has to diffuse and get adsorbed onto the lipid phase before the formation of the enzyme-substrate complex, and the onset of the proper catalytic action. Very few techniques allow assessing the mechanisms involved in the enzymatic hydrolysis of complex supramolecular substrates such as MFG. To get a better insight of these mechanisms, 4-D imaging of gastric and pancreatic lipases enzymes using synchrotron SOLEIL UV fluorescence microscopy was applied during simulated static in vitro newborn digestion. This methodology allowed mapping the adsorption and diffusion of lipases onto/within human or bovine MFG or biomimetic droplets devoid of membrane proteins. These data were completed with simultaneous transmission light imaging of MFG disintegration during hydrolysis. The high sensitivity of the DISCO beamline allowing the detection of digestive lipases auto-fluorescence, is a unique tool to unravel their mechanisms of adsorption onto complex substrate using free-label imaging and has generated useful data for infant formula optimization.