Des aliments bien charpentés

La composition indiquée sur l’emballage d’un aliment ne garantit ni la digestibilité de ce dernier ni les effets qu’il est capable de produire sur l’organisme. De même que les ingrédients ne font pas tout le succès d’une recette, deux aliments de compositions identiques peuvent avoir des qualités nutritionnelles très différentes.

En effet, seuls les nutriments libérés sous une forme adéquate dans le tube digestif, au moment où ils peuvent être absorbés, sont susceptibles d’être efficaces dans l’organisme ; on les nomme nutriments bioaccessibles. La bio-accessibilité dépend de la localisation du nutriment dans l’aliment, de sa stabilité physicochimique ainsi que de ses capacités à réagir avec d’autres constituants et les sécrétions du tube digestif : salive, suc gastrique, bile, etc.

Prenons, par exemple, des nutriments reconnus pour avoir des effets bénéfiques sur la santé : les acides gras poly-insaturés (AGPI), de type oméga-3 ou oméga-6, et les fibres alimentaires (voir la brève alimentaire intitulé "Fibres vertueuses"). Les AGPI sont des molécules peu stables : ils risquent d’être rapidement dégradés, par oxydation, au cours de la conservation de l’aliment et lors de ses transformations chez le fabricant, dans la cuisine ou même dans le tube digestif. Ils perdent alors une partie de leurs effets bénéfiques. La stabilité des AGPI dépend de l’organisation de leurs molécules et des structures qui les contiennent. Notre équipe a ainsi montré que certaines protéines laitières utilisées pour stabiliser des sauces émulsionnées (contenant des petites gouttelettes qui ne se mélangent pas au reste du liquide) sont capables de protéger ces acides gras. Elles piègent en effet les molécules nommées radicaux libres et les traces de métaux qui favorisent l’oxydation.

Quant aux fibres alimentaires, leur incorporation dans un aliment comme le pain modifie le procédé de fabrication et la texture du produit final. Or ce changement peut entraîner des variations de réponse physiologique chez le consommateur. Nous avons établi que les textures denses des pains riches en fibres rendent peu bio-accessible l’amidon : les amylases (des enzymes) de la salive ou du pancréas sont alors moins efficaces dans le découpage de cette grosse molécule en glucides assimilables, d’où un index glycémique (teneur du sang en glucose) plus faible qu’avec un pain classique.

Ces recherches sur la bio-accessibilité des nutriments vont permettre aux industriels de structurer leurs nouveaux produits de telle sorte que les bénéfices attendus sur la santé soient effectifs, et tout au moins maîtrisés davantage qu’auparavant.

© StockXpert / evron

Savoureux et sain à la fois

Analyse aromatique © GEPEA, Enitiaa-Nantes

De nombreuses substances contenues dans les aliments agissent sur les sens olfactif et gustatif. Elles rendent ainsi un aliment plus ou moins agréable ou acceptable, en permettant non seulement de l’identifier mais aussi de juger de sa comestibilité ou de sa fraîcheur. Une fois dissoutes dans la salive, ces substances stimulent la muqueuse buccale, induisant plus ou moins intensément chacune des 5 saveurs de base (acide, sucré, salé, amer, umami) et des nuances comme le goût métallique. Cependant, la richesse et la subtilité de la perception proviennent surtout des arômes dus aux composés volatils (qui s’évaporent facilement) captés, au sommet de la fosse nasale, par le site olfactif, grâce auquel nous percevons certaines molécules en doses inférieures à 10 ^-12 gramme.

Des études récentes montrent que la flaveur (saveur et arôme) des aliments est le déterminant principal de plus de 60 % des actes d’achat. C’est pourquoi l’industriel de l’alimentation est très attentif aux recherches sur les « molécules du plaisir alimentaire », et en particulier les molécules volatiles. Il pourra alors en ajouter à ses produits ou évaluer la qualité d’un ingrédient en mesurant, par exemple, la présence de composés à l’origine du goût rance et qui témoignent en général d’une dégradation par oxydation. à l’Enitiaa⁽¹⁾ de Nantes, de telles recherches sont menées en couplant des techniques instrumentales d’analyse aromatique et l’analyse sensorielle. Un appareil très performant sert à séparer et à identifier les molécules volatiles à l’état dit d’ultra trace (moins de 10^-10 g dans 1 g d’aliment) ; depuis 2007, un « chromatographe en phase gazeuse bidimensionnelle » couplé à la technique de spectrométrie de masse nous permet de connaître la composition exacte de la fraction aromatique d’un aliment. La perception des arômes provient aussi de la combinaison des molécules. Un appareil nommé GC-GOOD (Global Olfactometry Omission Detection) permet d’enlever ou d’ajouter sélectivement des molécules odorantes préalablement extraites de l’aliment étudié afin de connaître l’influence d’un mélange sur la perception des dégustateurs. Parallèlement, l’emploi d’une « bouche artificielle » est destiné à mieux comprendre les mécanismes liés à la libération des arômes (lire ci-contre "Le pain à la bouche"). Les programmes de recherche visent de plus en plus à concevoir des produits à la fois savoureux, sains et respectueux de l’environnement. à titre d’exemple, notre équipe a déterminé des conditions de fumage du saumon rendant celui-ci riche en composés volatils très appréciés mais pauvre en molécules toxiques comme les HAP (hydrocarbures aromatiques polycycliques). Nous aidons aussi les industriels à sélectionner des ingrédients tels que des ferments naturels, qui permettent de doter un produit sans beurre ou allégé en sucre d’une saveur proche de celle d’un produit traditionnel.

⁽¹⁾ École nationale d’ingénieurs des techniques et des industries agricoles et agroalimentaires

Traquer les allergènes

Une allergie alimentaire (ici notée AA) est une réponse anormale du système immunitaire à l’ingestion de certains aliments. Il faut la distinguer de l’intolérance alimentaire qui est due à un déficit du métabolisme et qui empêche d’assimiler un nutriment (le lactose, par exemple).

En France, environ 3 % de la population totale et 7 % des enfants scolarisés sont concernés par les AA, avec des réactions parfois très sévères et potentiellement mortelles. Le lait de vache, l’oeuf et l’arachide sont les sources d’allergènes les plus fréquentes chez l’enfant ; chez l’adulte, ce sont plutôt les fruits.

Pour la personne allergique, le seul moyen de se protéger est d’éviter les produits contenant des allergènes. Cette stratégie impose de fortes contraintes aux familles, surtout quand l’allergène est présent dans de nombreux aliments industriels. La directive européenne 2003/89/CE impliquant la mention, sur les emballages, des allergènes fréquents ou dangereux réduit les risques d’accidents ; dans le même temps, elle restreint le choix des patients, car le recours à l’indication préventive « peut contenir des traces de... » est très largement employé, par précaution. La recherche sur les AA vise à améliorer la détection des allergènes dans les aliments, à améliorer les outils de diagnostic des allergies et à diminuer ou ôter aux aliments leurs capacités allergisantes. à l’Inra de Nantes, nous travaillons notamment sur le blé, source d’AA (dont la maladie coeliaque, une allergie au gluten) et d’allergie respiratoire. Grâce à notre connaissance approfondie des protéines du blé, nous avons contribué à l’amélioration des moyens de détection du gluten dans les aliments et du diagnostic des AA au blé, en collaboration avec des allergologues et l’industrie pharmaceutique.

Nous étudions in vitro les interactions d’anticorps (des immunoglobulines E), impliqués dans la réaction allergique et présents dans le sérum de patients, avec des protéines issues d’un substrat allergène (un extrait d’oeuf, de lait, de blé...) et isolées ou reproduites par une technique de biologie moléculaire. Nous observons comment les réactions des anticorps varient en fonction de la composition de ce substrat. Nous pouvons alors identifier des variétés de blé contenant moins d’allergènes, ou recommander aux industriels des procédés de fabrication (chauffage, séchage, traitement par des enzymes, etc.) susceptibles de diminuer le potentiel allergène d’un produit alimentaire.

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