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Origine et qualité des protéines

1. OBJECTIF

Les protéines végétales représentent 65 à 70% des apports en protéines pour l'alimentation humaine au niveau mondial. On trouve parmi les protéines consommées une vingtaine d'espèces végétales principales incluant les céréales, les légumes et légumineuses, les racines et tubercules et les fruits. La valeur nutritionnelle des protéines végétales en alimentation humaine correspond d'abord à leur aptitude à assurer l'approvisionnement de l'organisme en acides aminés pour répondre aux besoins de croissance ou de renouvellement des protéines corporelles. Dans les régions économiquement les plus développées, les individus consomment de l'ordre de 100 à 120 g de protéines par jour, dont 35 % proviennent des protéines végétales.

Dans ces conditions, les problèmes de carence d'apport ne se posent généralement pas. Dans les pays en développement à faible revenu, les habitants consomment 40 à 50 g de protéines par jour dont 83 % proviennent des protéines végétales, dont la qualité devient alors un problème sensible. La production de protéines pour l'alimentation des populations et l'évaluation de la qualité de ces protéines pour satisfaire les besoins de l'Homme pourraient cependant devenir des questions majeures dans les décennies à venir pour l'ensemble du monde du fait de l'augmentation de la population de la planète. En effet, s'il semble que les capacités de production de denrées alimentaires ne représentent pas le principal facteur limitant dans l'avenir, des choix devront être faits, concernant la qualité de ces productions. Dans ces conditions, des références précises devront être fournies sur la nature des besoins en protéines et en acides aminés de l'Homme en fonction de sa situation physiopathologique et la capacité des différentes sources protéines et des différents régimes alimentaires à satisfaire ces besoins.

L'aptitude d'une protéine alimentaire à assurer les besoins de l'organisme se décompose en deux étapes. La première est la biodisponibilité de la protéine, c'est-à-dire la proportion d'acides aminés qui après digestion et absorption devient accessible aux phénomènes métaboliques. La seconde est l'efficacité avec laquelle les acides aminés ainsi mis à disposition sont utilisés pour répondre aux besoins spécifiques de l'organisme. La biodisponibilité est un facteur important de la valeur nutritionnelle des protéines. Elle est relative à la sensibilité des protéines à l'hydrolyse enzymatique et à l'efficacité de l'absorption des acides aminés et peptides libérés. La biodisponibilité est le plus souvent étudiée à travers la mesure de digestibilité des protéines.

D'autres facteurs tels que la vitesse de libération et de distribution métabolique des acides aminés caractérisent également la biodisponibilité. Se pose donc en corollaire la nature des méthodes de références et des méthodes de routine permettant d'évaluer la capacité des sources protéiques à couvrir les besoins. La question des propriétés nutritionnelles au sens plus large ajoute, à cette faculté première de couverture des besoins, l'ensemble des autres phénomènes relatifs à l'effet de l'ingestion des protéines sur la santé comme par exemple les phénomènes d'allergie.

Les protéines, qu'elles soient d'origine végétale ou animale, ont également très souvent un rôle fonctionnel essentiel pour conférer à un aliment sa texture et ses propriétés organoleptiques. Ainsi, les protéines végétales se caractérisent suivant leur origine botanique et leur fonction physiologique dans la plante par une très grande diversité de structures et de propriétés physicochimiques ; cette diversité se traduit par des différences importantes de propriétés au niveau de l'aliment. Des efforts significatifs de recherche sont en cours dans le domaine alimentaire, d'une part, pour mieux cerner les bases physicochimiques des propriétés des différentes familles de protéines végétales et tenter de maîtriser l'effet des traitements technologiques sur ces propriétés, d'autre part, pour mieux adapter ces protéines aux utilisations potentielles par des modifications chimiques ou enzymatiques.

 

2. QUESTIONS DE RECHERCHE PROPOSEES EN PARTENARIAT

Les thèmes suivants peuvent faire l'objet de partenariat avec les entreprises :

  • Etude de la digestibilité et de la biodisponibilité des protéines de différentes sources. Utilisation de modèles animaux (mini porcs multi-cathétérisés ou études cliniques chez l'Homme sain ou l'Homme malade)
  • Etude de la qualité nutritionnelle des apports protéiques végétaux ou animaux (rétention azotée, équilibre des apports en acides aminés, cibles biologiques...)
  • Etude de l'effet métabolique des protéines végétales grâce à des modèles d'étude particulier et au cours de situations physiopathologiques conduisant à une modification des besoins et/ou des apports (ex vieillissement). Comparaison aux protéines animales de référence (oeuf, lait, viande)
  • Cinétique d'absorption et chrono-nutrition des protéines de source végétale
  • Etude de l'effet matrice en tant que vecteurs d'autres nutriments par les sources végétales, en particulier les micronutriments
  • Etude de l'interaction entre les micronutriments et les protéines des aliments végétaux sur la biodisponibilité des acides aminés (exemple : effet inhibiteur des polyphénols sur l'absorption des acides aminés alimentaires)
  • Etude des effets allergènes des protéines végétales versus protéines animales
  • Etude de nouveaux procédés industriels (fermentation, hydrolyse...) pouvant améliorer les qualités organoleptiques et nutritionnelles des aliments végétaux
  • Etude des qualités organoleptiques et de l'acceptation des sources protéiques végétales par les consommateurs
  • Mise au point de modèles entre protéines végétales solubles et insolubles
  • Stratégies d'extraction / purification de protéines végétales majeures (pois, colza, soja, blé, amaranthe)
  • Etudes des interactions entre protéines pour conception d'assemblages fonctionnels
  • Criblage des fonctionnalités : interfaces, émulsions mouses, gels, biomatériaux

 

3. EXPERTISE PAR EQUIPES

Différentes unités appartenant à l'institut Carnot Qualiment possèdent une grande expertise dans ce domaine.
UNH : Unité de Nutrition Humain

  •  Aspects nutritionnels de l'apport protéique et prise en considération de la situation physiopathologique
  •  Digestibilité des protéines et biodisponibilité des acides aminés
  •  Impact métabolique de la qualité et de la quantité de l'apport protéique (Protéosynthèse,Protéolyse , homeostasie glucose). Aspect dynamique et relation inter-organes et interaction avec les autres nutriments
  •  Apport des autres nutriments par les végétaux, en particulier les micronutriments

Pour cela les équipes de l'UNH possèdent un ensemble d'expertises techniques et méthodologiques comme par exemple :

  •  Nutrition Protéique et métabolisme musculaire
  •  Effets de nutriments protéiques et non protéiques sur le taux de synthèse protéique musculaire
  •  Mesure de la synthèse protéique musculaire par l'utilisation de traceurs isotopiques
  •  Mesure des fonctions contractiles (force, fatigue) et métaboliques (insulino-sensibilité, renouvellement protéique, lipotoxicité, inflammation, etc) musculaire
  •  Approches mécanistiques (cultures de cellules, expression génique et activation de voies intracellulaires)
  •  Etudes pré-cliniques (modèles animaux)
  •  Nutrition protéique et métabolisme osseux
  •  Protéines animales / protéines végétales et concept d'acidose métabolique
  •  Propriétés ostéoprotectrices de protéines ou de peptides spécifiques
  •  Fonction signal de peptide d'intérêt (cellules osseuses)
  •  Approches mécanistiques
  •  Etudes précliniques

BIA : Biopolymères, Interactions, Assemblages

  •  Stratégies d'extraction / purification / structure des protéines végétales
  •  Evaluation des risques allergiques
  •  Modèles entre protéines solubles/insolubles, structure des protéines
  •  Conception de matrices formulées (émulsions, mousses solides, gels) et biomatériaux
  •  Plate-forme instrumentale structures multi-échelles

QuaPA : Qualité des Produits Animaux, GENIAL : Ingénierie Procédés Aliments et GMPA : Génie Microbiologique des Procédés Alimentaires

  •  Nouveaux procédés technologiques
  •  Goût, qualités organoleptiques
  •  Digestibilité

PAM : Procédés Alimentaires et Microbiologiques

  •  Fonctionnalités des protéines laitières et végétales aux interfaces et dans des gels
  •  Assemblages protéines végétales/polyosides
  •  Stabilité des poudres de protéines
  •  Dénaturation et dynamique des protéines aux interfaces
  •  Identification des composés d'arôme et masquage des goûts indésirables des protéines végétales.

CRNH Auvergne : Centre de Recherche en Nutrition Humaine

  •  Réalisation des études de recherche clinique en nutrition dans leur intégralité : conception, élaboration des protocoles, soumissions aux autorités compétentes, réalisation, rendu des résultats
  •  Personnel entraîné et méthodologie spécifique pour l'étude du métabolisme protéino-énergétique et des nutriments non énergétiques : traceurs isotopiques, clamps insuliniques, biopsies tissulaires, composition corporelle, dépense énergétique (canopy et chambres calorimétriques)

 

pdfICQualiment_Qualite_des_proetines_site_web.pdf

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