Alimentation pour la santé et le bien-être

Contexte et enjeux pour l’innovation des entreprises

Avec l’avancée des connaissances scientifiques et technologiques, et sous l’impulsion de l’aspiration croissante des consommateurs à une individualisation des services et à une prise en compte de leurs préoccupations en matière de santé, on assiste à un changement de paradigme dans le domaine de l’alimentation humaine. Cette mutation offre un nouveau champ d’innovations porteuses de forte valeur ajoutée, notamment en matière d’aliments fonctionnels adaptés à un mode de consommation particulier ou à des besoins nutritionnels spécifiques, mais aussi d’alimentations « sur mesure » ciblant des catégories spécifiques de populations.

L’alimentation sur-mesure vise à répondre aux aspirations des consommateurs en matière de santé, tout en prenant en compte les spécificités de chaque individu, liées à son profil génétique, sa physiologie, son âge, son mode de vie, son environnement, etc. Sur le plan scientifique, le développement de l’alimentation sur-mesure est inhérent à l’avènement des méthodologies analytiques à haut débit, qui ont permis une avancée majeure des connaissances.

Apports du Carnot pour les accompagner dans leur évolution

Pour répondre à ces défis majeurs, les chercheurs de Qualiment® développent des expertises innovantes, multidisciplinaires, et ciblant toutes les étapes de la chaine de valeur, incluant l’optimisation des matières premières, l’amélioration des procédés de transformation, pour répondre à des objectifs biologiques précis, adaptés aux différents segments de la population. L’accès à des plateformes technologiques de haut niveau permet aux scientifiques de conduire des travaux de renommée internationale et d’être parties prenantes dans l’élaboration des politiques de santé.

Le Carnot Qualiment® met ses compétences au service des entreprises, pour les aider  à proposer aux consommateurs des produits et des régimes alimentaires adaptés à leurs besoins nutritionnels et hédoniques, leur profil génétique et métabolique, leur âge, leur état de santé et leur mode de vie.

Domaines de compétences

Contexte à date

En France, la population de plus de 60 ans devrait atteindre plus de 24 millions d’individus en 2050 contre un peu plus de 16 millions en 2015 (source INSEE). Chez cette population, le risque de dénutrition, qui résulte d’apports alimentaires insuffisants par rapport aux besoins, devient très important. Ainsi, l’un des défis sociétaux majeurs des prochaines années est de sécuriser cette population dans son alimentation en considérant les caractéristiques hédoniques de l’offre et le respect des préférences et habitudes alimentaires.

Enjeux pour l’innovation des entreprises

La dénutrition concernerait 4 à 10 % des personnes de plus de 65 ans vivant à domicile, jusqu’à 30 à 70 % de celles hospitalisées. 46% des personnes âgées qui délèguent tout ou partie de leur alimentation sont dénutries, ou à risque de dénutrition. Les causes physiologiques de la dénutrition peuvent être, entre autres, liées à une baisse de la sensibilité sensorielle et à des troubles bucco-dentaires. Sur ces deux points, les solutions proposées en terme d’offre alimentaire ne sont pas toujours satisfaisantes (faible palatabilité, aspect peu appétant, etc.).

Il a été mis en évidence l’importance de deux mécanismes phy­siologiques (la mastication et la salivation) comme déterminants du confort oral et du plaisir à manger lors de la consommation d’aliments. Un travail de co-création de recettes avec des séniors permet une augmentation significative de la prise calorique. Utiliser les produits à base de légumes, généralement appréciés par les personnes âgées, pour un enrichissement en protéines permet une augmentation significative des protéines et calories consommées.

Apports du Carnot pour les accompagner dans leur évolution

Les chercheurs de Qualiment® disposent d’expertises complémentaires pour aider les entreprises à développer leur offre à destination des séniors. Dans une logique d’ingénierie reverse, ils sont en capacité de les accompagner dans la prise en compte des mécanismes en bouche et des propriétés physico-chimiques du bol alimentaire pour élaborer des matrices alimentaires. Qualiment® aide au développement d’une offre qui repense l’aliment dans toutes ses dimensions (goût, arôme, texture, apparence, etc.) et qui tient compte de la grande variabilité interindividuelle observée chez les séniors, tout en conciliant le confort en bouche et le confort digestif. L’évaluation du lien entre les propriétés du bol alimentaire et la bio-disponibilité des nutriments, en particulier les protéines, est aussi l’une des compétences du Carnot.

Contexte à date

L’activité physique et les pratiques sportives touchent une large partie de la population. Outre les pratiquants licenciés,  représentant la population « historique » du sport, une nouvelle population se sportifs a émergé, motivée par les bénéfices sur la santé. Ainsi 50% de la population française âgée de plus de 15 ans pratique régulièrement une activité sportive. Cette pratique induit des modifications physiologiques et comportementales en lien avec l’alimentation.

Au même titre que la technique et le matériel sportif, l’alimentation et la nutrition jouent un rôle majeur dans la pérennisation des pratiques et dans l’amélioration des performances. À chaque activité et à chaque type de sport sont associées des recommandations et des stratégies spécifiques. Le randonneur, le pratiquant de fitness, le cycliste professionnel ont par exemple des besoins différents, même si les finalités sont pour tous, de compenser les perturbations physiologiques et d’assurer l’homéostasie.

Enjeux pour l’innovation des entreprises

Pour les entreprises, les perspectives d’innovations sont larges, avec l’enjeu de proposer des offres adaptées à toutes les typologies de populations sportives, avec d’une part le compétiteur de très haut niveau chez qui un effet additionnel sur la performance est recherché dans l’alimentation, et d’autre part des pratiquants ou des patients à la recherche d’un bénéfice santé.

Apports du Carnot pour les accompagner dans leur évolution

Le réseau Qualiment® ouvre la voie à de nombreuses pistes d’innovation, comme par exemple la recherche des effets synergiques entre l’alimentation et la pratique sportive, l’analyse des conséquences bénéfiques ou délétères des conduites alimentaires d’éviction, d’exclusion ou de surcharge, ou encore l’alimentation personnalisée.

Contexte à date

À la naissance d’un enfant, le lait maternel peut couvrir les besoins nutritionnels pendant ses 6 premiers mois. Toutefois dans les situations où la mère ne peut allaiter, d’autres apports alimentaires sont nécessaires. Au-delà de 6 mois, d’autres aliments doivent être introduits dans le régime de l’enfant, qui ne dispose pas encore de compétences orales pour les consommer en l’état. Aussi, de nombreuses adaptations nutritionnelles et sensorielles sont nécessaires pour l’alimentation des petits.

Les travaux récents soulignent l’importance des apprentissages précoces dans la mise en place des comportements alimentaires favorables à la santé, notamment, des préférences pour des aliments « à recommander » comme les légumes et fruits. Les déterminants alimentaires majeurs du comportement de l’enfant sont aujourd’hui à l’étude, que ce soit en matière de densité énergétique, de saveurs, d’arômes ou de textures.

En outre, certaines périodes de la vie comme les deux premières années de vie, la période prénatale ou même la période périconceptionnelle, sont aujourd’hui reconnues comme critiques pour la santé des enfants et des futurs adultes. C’est le concept de l’origine développementale des maladies et de la santé (DOHaD). Initialement proposé pour expliquer l’étiologie des maladies métaboliques chez l’adulte, il s’applique également à de nombreuses autres pathologies. Dès lors, de nombreux travaux de recherche visent à proposer des actions, et en particulier des stratégies nutritionnelles, pour optimiser les trajectoires développementales des enfants pendant ces périodes critiques.

Enfin, l’alimentation maternelle est un facteur majeur de modulation de l’environnement nutritionnel précoce au travers du transfert placentaire de nutriments au fœtus et de la composition du lait pour les enfants allaités. Elle impacte particulièrement la composition lipidique du lait maternel, ainsi que sa teneur en oligosaccharides, des fibres alimentaires. Les recherches sur la place des fibres dans l’alimentation sont en plein essor, en lien avec leur rôle modulateur du microbiote intestinal, acteur clef de la communication intestin-cerveau, de l’immunité et du métabolisme.

Enjeux pour l’innovation des entreprises

L’ingénierie reverse permet de définir avec de plus en plus de précision les caractéristiques des aliments qui seront appréciées des nourrissons et qui permettront de répondre au mieux à leurs besoins nutritionnels. Cette méthode, qui se base sur les connaissances croissantes sur les préférences gustatives, olfactives, texturales des nourrissons à différents stades de développement, ouvre un champ de développement important à explorer pour développer aliments de la petite enfance. De même, la connaissance des ingrédients permettant de répondre aux besoins nutritionnels des nourrissons est un champ d’étude important et en évolution, à mettre en regard avec leur acceptabilité par les nourrissons.

L’un des autres enjeux aujourd’hui est la compréhension du rôle de l’alimentation de la mère au cours de la grossesse et de la lactation sur la santé de l’enfant. La consommation de fibres, aujourd’hui faible en Europe, est un levier d’action majeur dans l’alimentation maternelle pour favoriser les adaptations métaboliques et neurophysiologiques au cours du développement et ultérieurement chez l’adulte. La nature complexe des aliments nécessite également de mieux comprendre les interactions entre la matrice alimentaire, le microbiote intestinal et l’hôte. Ces études multidisciplinaires qui s’appuient sur des méthodologies à haut débit (transcriptomique, métabolomique, métagénomique, imagerie cérébrale) permettent de mieux définir des stratégies nutritionnelles préventives ou interventionnelles pour préserver la santé de l’enfant et du futur adulte.

L’alimentation de la mère influençant la composition de son microbiote intestinal et de son lait, et par conséquent le microbiote intestinal de son enfant, il apparaît crucial de définir les composantes de l’alimentation maternelle qui ont le plus d’impact sur la dynamique de mise en place et d’évolution du microbiote chez le jeune, afin de proposer aux mères des stratégies alimentaires favorisant la croissance et le développement neurocomportemental optimaux de leur enfant à court et long termes.

Apports du Carnot pour les accompagner dans leur évolution

Compte tenu de l’évolution des compétences cognitives, les chercheurs du Carnot Qualiment® ont  développé les méthodes nécessaires pour évaluer finement le comportement alimentaire des nourrissons (évaluation des compétences gustatives, olfactives et de consommations d’aliments de différentes textures, de l’appréciation des aliments, balance connectée), ou des enfants d’âge scolaire (évaluation de l’appréciation d’un produit au cours d’un repas, appréciation des sensations salée, sucrée et grasse, attitudes envers l’alimentation).

Les travaux appliquant ces méthodes permettent de mieux connaître les préférences et les compétences des enfants à différents stades, ce qui conduit à identifier les déterminants alimentaires majeurs du comportement de l’enfant, que ce soit en matière de densité énergétique, de saveurs, d’arômes ou de textures.

Les travaux menés par les chercheurs de Qualiment® permettent également de comprendre comment l’alimentation des mères oriente développement neurocomportemental et la santé de l’enfant à court terme mais aussi son profil comportemental, physiologique et métabolique une fois adulte. A titre d’exemple, des études pré-cliniques menées sur le modèle porcin ont permis de mettre en évidence l’impact délétère d’une alimentation maternelle déséquilibrée, riche en sucres et en lipides, sur l’activité du microbiote intestinal, le bilan lipidique, les comportements et la plasticité neurocognitive du porcelet, ainsi que sur le métabolisme et la neurotransmission de zones cérébrales impliquées dans le circuit hédonique et la cognition du jeune adulte. Les chercheurs ont également montré qu’il était possible d’agir positivement pour préserver la santé de l’individu et faciliter son adaptation ultérieure à des environnements nutritionnels délétères de type Western diet en introduisant des fibres à activité prébiotique dans l’alimentation maternelle.

Contexte à date

Les allergies alimentaires touchent actuellement 3% des adultes et plus de 5% des enfants en France, une prévalence en constante augmentation depuis plusieurs décennies. Pour les patients allergiques, une suppression des aliments allergènes en cause est nécessaire : ceci suppose d’en garantir l’absence, ou la présence de seuils tolérables pour le patient, dans des aliments transformés. Pour les jeunes enfants allergiques au lait de vache, des hydrolysats poussés de lait sont proposés, dont l’absence d’allergénicité résiduelle doit être vérifiée en amont.

La combinaison de méthodes d’extraction, de tests immunochimiques et de tests cellulaires très spécifiques permet d’apprécier la présence d’allergènes dans des matrices alimentaires, même complexes, et/ou d’évaluer une allergénicité résiduelle.

Enjeux pour l’innovation des entreprises

Des optimisations des extractions et la simplification des tests peuvent permettre aux entreprises de contrôler l’absence de contamination croisée dans une chaîne de production, depuis les matières premières jusqu’aux aliments finis.

Le risque allergénique lié à l’introduction, dans l’alimentation, de « nouveaux » aliments, d’origine végétale ou animale « classique » ou plus exotiques (insectes, algues, etc.), est quant à lui plus difficile à évaluer, il implique des combinaisons d’approches in silico, in vitro et in vivo, dont aucune n’est validée à date, et qui ne permet d’indiquer qu’une « présomption » plus ou moins forte d’allergénicité.

Apports du Carnot pour les accompagner dans leur évolution

Les équipes du Carnot sont en capacité d’évaluer l’impact de l’inclusion dans des matrices alimentaires diverses et de différents procédés thermiques ou protéolytiques sur la détection des allergènes et le devenir de leur allergénicité : détection d’allergènes de l’arachide, du lait de vache ou de chèvre dans différentes matrices, évaluation de l’allergénicité résiduelle d’hydrolysats de protéines de lait de vache, etc. Il est à noter que les difficultés à extraire les allergènes de certaines matrices alimentaires complexes mésestiment leurs présences.

Quelques projets phares

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