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Quand les procédés de transformation des aliments affectent leur digestion et la composition du microbiote intestinal

Les structures des aliments, résultant des matières premières et des procédés de transformation, modifient la physiologie digestive et la composition du microbiote intestinal.

Emulsion gel à haute phase interne, 85% d'huile
Mis à jour le 05/02/2018
Publié le 01/02/2018

Nos aliments, qu’ils soient préparés à domicile ou à l’échelle industrielle, subissent différentes opérations, p. ex. mélange, cuisson... La manière dont sont réalisées ses opérations va affecter à différentes échelles la structure dans laquelle se retrouvent les nutriments. Ainsi, la matière grasse peut être plus ou moins dispersée dans des gouttelettes de différentes tailles, les protéines peuvent être solubles, agrégées ou encore gélifiées. La nature et la taille de ces structures peuvent avoir des conséquences importantes sur les cinétiques de mise à disposition des nutriments à notre organisme.

Une question à laquelle se sont intéressés des chercheurs de l’Inra et leurs collègues qui ont évalué l’influence de ces structures sur les cinétiques de digestion des protéines et des lipides, et de leurs répercussions sur la physiologie digestive et la composition du microbiote intestinale chez le rat.

 

Développements méthodologiques et digestion in vitro

Les scientifiques ont développé dans un premier temps des aliments de structures définies, contrôlant l’énergie thermomécanique mise en œuvre pour mélanger les fractions protéique et lipidique. Sur la base d’une stratégie expérimentale simple et rapide, basée sur des titrations acide-base, qui permette de réaliser des suivis en temps réel des hydrolyses des protéines et des lipides au cours des digestions, les chercheurs ont déterminé l’influence de différents facteurs de structure des aliments sur les vitesses des réactions enzymatiques de la digestion. Ces facteurs (taille de gouttelettes d’huile, nature de leur interface, état soluble ou gélifiée des protéines…) ont quasiment tous des effets notables sur les vitesses réactionnelles. Selon les structures étudiées, les taux de protéolyse sont compris entre 40 et 60 % et les taux de lipolyse entre 50 et 70 %. Considérant les interactions qui s’opèrent entre lipides et protéines au cours de la digestion, les chercheurs ont constaté que les lipides, lorsqu’ils sont dispersés dans un gel protéique, ont tendance à s’étaler et recouvrir progressivement les particules de gel au cours de la digestion. Ainsi, si le gel protéique constitue un obstacle à la digestion des lipides en début de digestion, la situation peut s’inverser en fin de digestion.

 

Digestion chez le rat : des régimes différents, des effets sensibles

A la faveur d’expériences de digestion chez le rat, les chercheurs ont comparé l’effet de deux régimes de composition identique mais de structures différentes - une solution de protéines avec de fines gouttelettes d’huiles et un gel protéique contenant de larges gouttelettes d’huile.

Si la prise alimentaire et la prise de poids des rats étaient identiques après trois semaines quel que soit le régime, les cinétiques de transit différaient- le transit était plus rapide avec le régime liquide.

Plus encore, la structure des aliments induisaient des différences importantes au niveau de la physiologie digestive et de la composition du microbiote intestinal. Par exemple, une plus grande quantité de contenu (matière sèche et eau), de certains transporteurs d’acides aminés, et de différents métabolites issus de la fermentation des protéines ont été retrouvés dans le cæcum des rats nourris avec le régime liquide. La composition et l’activité du microbiote intestinal étaient également affectées par la structure de l’aliment, avec une prédominance des espèces impliquées dans la fermentation des protéines dans le cas de l’aliment liquide. Ces donnéesin vivosuggèrent que la fraction de protéines non-absorbée par l’intestin grêle, c’est-à-dire la fraction disponible pour le microbiote, est plus importante dans le cas du régime liquide.

 

Ces résultats montrent que la structure des aliments a des effets marqués sur les vitesses réactionnelles des enzymes digestives et sur les cinétiques de transit, lesquels ont des répercussions sur les lieux d’absorption des nutriments. Ils offrent des perspectives très intéressantes pour l’intégration des paramètres de structure des aliments en vue d’améliorer leurs qualités nutritionnelles, et pour améliorer notre compréhension des liens entre alimentation et microbiote.

 

Ces résultats sont issus d’un projet collaboratif, financé par l’Agence nationale de la recherche dans le cadre du projet ALIAS – Aliment-Alimentation-Santé (ANR-11-IDEX-0003-02) de l’université Paris-Saclay.

References

Mat, D. J. L.; Cattenoz, T.; Souchon, I.; Michon, C.; Le Feunteun, S. Monitoring protein hydrolysis by pepsin using pH-stat: In vitro gastric digestions in static and dynamic pH conditions. Food Chem. 2018, 239, 268–275.

Oberli, M.; Douard, V.; Beaumont, M.; Jaoui, D.; Devime, F.; Laurent, S.; Chaumontet, C.; Mat, D.; Le Feunteun, S.; Michon, C.; Davila, AM.; Fromentin, G.; Tomé, D.; Souchon, I.; Leclerc, M.; Gaudichon, C.; Blachier, F.  Lipo‐protein emulsion structure in the diet affects protein digestion kinetics, intestinal mucosa parameters and microbiota composition. Mol. Nutr. Food Res. 2018 Jan;62(2). doi: 10.1002/mnfr.201700570. Epub 2018 Jan 2..

Beaumont, M.; Jaoui, D.; Douard, V.; Mat, D.; Koeth, F.; Goustard, B.; Mayeur, C.; Mondot, S.; Hovaghimian, A.; Feunteun, S. L.; Chaumontet, C.; Davila, AM.; Tomé, D.; Souchon, I.; Michon, C.; Fromentin, G.; Blachier, F.; Leclerc, M. Structure of protein emulsion in food impacts intestinal microbiota, caecal luminal content composition and distal intestine characteristics in rats. Mol. Nutr. Food Res. 2017, 61, 1700078.