Propriétés nutritionnelles des produits laitiers

Projet intitulé:

Impact de la structure des produits laitiers sur leurs propriétés nutritionnelles

Faits saillants

• Les aliments sont la source des nutriments essentiels à la santé chez l’humain. Actuellement, des aliments santés ou aliments fonctionnels sont développés par l’ajout de molécules bioactives à des aliments traditionnels, alors que très peu de travaux s’intéressent à l’importance de l’organisation moléculaire et structurale des nutriments dans les aliments sur leurs propriétés santé.
• Les nutriments des matrices alimentaires doivent être bioaccessibles puis biodisponibles pour atteindre les organes vitaux et être métabolisés.
• Les protéines laitières ont une valeur nutritionnelle importante par leur composition en acides aminés (AA) essentiels et en acides aminés branchés qui ont un impact sur plusieurs réponses métaboliques postprandiales. Ces protéines ont aussi un rôle technologique essentiel dans le processus de fabrication des yogourts. Des polysaccharides peuvent être ajoutés dans les yogourts pour les stabiliser.
• Des études précédentes ont montré que des amidons, des pectines (stabilisants utilisés par les industriels laitiers) et des β-glucans (stabilisants d’intérêt comme source de fibre) pouvaient moduler la digestion des protéines (in vitro et in vivo) et certaines réponses métaboliques postprandiales. Les lipides sont incorporés différemment en fonction de la structure des aliments (lait, fromage, etc) et peu d’information est disponible sur la façon dont se comportent les lipides dans l’environnement gastrique et l’impact sur les processus digestifs. La grande variété de fromages existants (composition, texture, etc) suggère une hétérogénéité potentielle dans ces processus digestifs et d’absorption.

Objectifs

• L’objectif général de ce projet est de comprendre le lien entre les caractéristiques physiques des matrices laitières et la bioaccessibilité/biodisponibilité des nutriments protéiques et lipidiques.
• L’approche expérimentale utilisée comporte les objectifs spécifiques suivants:
  • 1) Étude des propriétés des matrices laitières dans l’environnement gastro-intestinal à l’aide d’un système modèle.
  • 2) Étude de l’effet des facteurs de composition et de procédé sur la bioaccessibilité et la biodisponibilité des nutriments liposolubles sur les gels présure (fromage) et des nutriments azotés (peptides et acides aminés) des gels acides (yogourts) de viscosités variées.

Résultats et bénéfices potentiels

• Des simulateurs de digestion gastro-intestinale ont été développés pour l’étude des matrices solides (fromages), semi-solides et liquides (laits, yogourts) et des techniques d’analyse des digestats ont été mises au point afin d’étudier la dégradation des matrices laitières et la cinétique de libération des nutriments (acides aminés, peptides et acides gras).
• Aussi, des méthodes de caractérisation des matrices (microstructure, rhéologie) ont été sélectionnées afin d’établir le lien entre les propriétés physiques des produits laitiers et leur comportement dans l’environnement gastro-intestinal.Les résultats obtenus sur les fromages commerciaux démontrent clairement un lien entre les caractéristiques physiques des fromages et leur comportement dans l’environnement gastro-intestinal.
• L’influence des traitements thermiques du lait montre une différence dans les vitesses d’hydrolyse des protéines. Les stabilisants utilisés dans la formulation des yogourts influencent également la digestion des protéines en modulant la proportion de peptides et protéines solubles et la libération des acides aminés en phase gastrique. Une étude in vivo chez l’animal a aussi montré un impact de l’ajout de polysaccharides sur la biodisponibilité des AA et sur certaines réponses métaboliques. Quinze minutes après l’ingestion du yogourt avec β-glucan, la glycémie a significativement diminué par rapport aux autres yogourts. L’étude de fromages commerciaux a permis d’identifier les paramètres rhéologiques pouvant expliquer le comportement des matrices fromagères pendant la digestion. L’enrichissement en calcium du fromage cheddar a retardé la dégradation de la matrice pendant la digestion, accéléré la lipolyse et provoqué la formation de savons de calcium dans l’environnement intestinal. Les acides gras saturés à longue chaîne sont préférentiellement précipités dans l’environnement intestinal. Ces travaux confirment le rôle du calcium dans la régulation de la réponse lipidique associé à la consommation de fromages et renforcent le positionnement santé des produits laitiers fermentés.
• Ces résultats fournissent une base d’interprétation novatrice des études cliniques déjà réalisées pour améliorer la compréhension des effets santé des aliments transformés. Ils soulignent le rôle important de la microstructure des produits laitiers (telle que contrôlée par la composition et les procédés de transformation) sur leurs propriétés nutritionnelles.
• L’approche développée permet de quantifier la contribution de la matrice à la qualité nutritionnelle des produits laitiers. Elle permet 1) une première évaluation comparative (test de criblage), préliminaire aux études in vivo plus coûteuses; 2) un choix judicieux des procédés et formulations basé sur les impacts nutritionnels; 3) une meilleure compréhension des effets de la composition et des procédés de fabrication des produits laitiers sur les caractéristiques du bol alimentaire et la cinétique de libération des nutriments. La possibilité de moduler le relargage de nutriments des matrices laitières appuiera le positionnement des produits laitiers pour leur valeur nutritionnelle exceptionnelle.

Professionnels formés

• Doctorat (2): Erik Ayala-Bribiesca et Laure Rinaldi, Université Laval

Partenaires financiers

Entente de collaboration pour l’innovation en production et transformation laitières (ECI 2008-2014):

• Agriculture et Agroalimentaire Canada
• Fonds de recherche du Québec– Nature et technologies
• Ministère de l’Agriculture, des Pêcheries et de l’Alimentation du Québec
• Novalait inc