CE21 - Alimentation et systèmes alimentaires

Valoriser les protéines végétales dans des mélanges protéiques de forte qualité nutritionnelle pour des populations ciblées. Preuve de concept avec un produit destiné à prévenir les dysfonctionnements métaboliques chez les personnes âgées – P-Probs

P-probs : Conception d’un ingrédient protéique végétal pour le maintien d’une santé musculaire et vasculaire optimale chez les personnes âgées.

Les sociétés modernes convergent vers des régimes alimentaires occidentaux riches en produits animaux, sucres et graisses saturées, associés à de faibles niveaux d’activité physique. Ainsi en 2050, la population mondiale croissante consommera 60% de protéines animales de plus. Cependant, l’industrialisation des élevages et leurs impacts environnementaux, l’essor des maladies chroniques et l’image dégradée des filières animales questionnent la part des protéines animales dans nos alimentations.

Valoriser des co-produits végétaux pour la nutrition humaine de populations spécifiques

Les protéines végétales restantes après l'extraction de l'huile ou de l'amidon des plantes de grandes culture pourraient être utilisées pour la nutrition humaine. C'est un défi car leur composition en acides aminés est déséquilibrée et leur digestibilité faible au regard des besoin de certaines populations fragiles. Notre objectif est de constituer des mélanges de protéines végétales ayant une composition optimale en acides aminés pour la santé musculaire et vasculaires des personnes âgées.

Premièrement, nous avons créé une base de données compilant les compositions en acides aminées de plus de 150 denrées alimentaires végétales à 100%. Puis, pour explorer dans quelles mesures des protéines végétales peuvent être combinées pour satisfaire les besoins en acides aminés indispensables de populations, nous avons utilisé un programme d'optimisation linéaire. Ce programme permet de trouver quels mélanges sont optimaux vis-à-vis des objectifs et des contraintes fixés et d’identifier le poids optimal de chaque ingrédient dans ces mélanges. Par exemple le mélange doit peser exactement 30g et contenir tous les acides aminés en quantité suffisante pour les besoins en acides aminés des personnes adultes, le maintien de la masse musculaire et la bonne santé vasculaire de personnes âgées.
Ensuite, une fois le mélange optimal de protéines végétales validé, nous l’avons testé au cours d’une étude à long terme chez le rat vieillissant afin d’étudier son efficacité.
Enfin, une fois cette efficacité démontrée chez le rat, un repas ‘prototype’ se composant du mélange de protéines végétales sera produit puis testé chez la personne âgée au cours de deux essais cliniques à court terme. La première étude clinique analysera la capacité des protéines végétales à stimuler la construction de la masse musculaire immédiatement après le repas. La deuxième étude clinique analysera la capacité des protéines végétales à immédiatement protéger les vaisseaux sanguins de l'inflammation provoquée par l'ingestion d'un repas riche en graisses saturées et en sucres.

Résultats en attente

Une démonstration du potentiel nutritionnel élevé de mélanges de protéines végétales fait actuellement défaut pour le développement de produits adaptés aux besoins spécifiques de consommateurs ciblés.

Productions scientifiques et brevet en cours.
Pour atteindre ses objectifs, le projet P-Probs réunit des nutritionnistes et deux groupes agro-industriels internationaux spécialisés dans la transformation des matières premières végétales et dans la fabrication d’aliments.

En lien avec l’augmentation de la population mondiale, et l’élévation du niveau de vie dans les pays en voie de développement, la pression croissante sur le marché mondial des protéines, combinée à la volonté de développer des systèmes alimentaires plus durables, pousse actuellement l'agro-industrie à diversifier ses sources d’approvisionnement en protéines. De plus en plus d'attention est accordée aux végétaux, ceux-ci pouvant être produits en grandes quantités, et dans des conditions de culture très variées. En outre, pour les plantes de grande culture, la fraction protéique est souvent un coproduit de l’extraction d'huile ou d’amidon, qui pour l’instant est essentiellement utilisé en alimentation animale. Une des principales limites à l’utilisation des protéines végétales en alimentation humaine est la faible valeur nutritionnelle qui leur est généralement attribuée, d’une part en raison de leur composition en acides aminés indispensables, souvent déséquilibrée par rapport aux besoins de l’homme, et d’autre part en raison de leur digestibilité, généralement inférieure à celle des protéines animales. Cependant, en ‘craquant’ les produits végétaux et en recombinant les protéines végétales de diverses natures (globulines/albumines/gluténines) et origines (céréales/ légumineuses/graines oléagineuses), il doit être possible de constituer des mélanges présentant une composition en acides aminés adéquate, incorporables dans des matrices alimentaires assurant une bonne biodisponibilité de ces acides aminés. Pour un nombre croissant de ressources végétales (graines oléagineuses, graines protéagineuses, céréales …), des procédés d'extraction et de fractionnement des protéines, développés à l'échelle du laboratoire, sont aujourd’hui en cours de transposition à l'échelle industrielle. La valorisation de ces extraits protéiques en nutrition humaine est donc devenue un point clé pour la capitalisation de ces acquis. Une démonstration claire du potentiel nutritionnel élevé des mélanges de protéines végétales fait actuellement défaut, elle ouvrirait cependant les portes aux innovations agro-industrielles, avec le développement de nouveaux produits adaptés aux besoins spécifiques de consommateurs ciblés.
C’est l’ambition du projet P-Probs qui s’attachera à développer un mélange de protéines végétales de qualité nutritionnelle optimisée pour ralentir le développement de la sarcopénie (atrophie musculaire liée à l’âge) et du risque cardiométabolique (ensemble de facteurs de risque, dont l’inflammation systémique et vasculaire) chez les personnes âgées. Dans ce contexte, trois acides aminés semblent jouer un rôle majeur : la leucine, qui stimule la synthèse des protéines musculaires ; l’arginine, qui affecte la fonction endothéliale vasculaire et module potentiellement la perfusion en nutriment du muscle ; la cystéine, qui aide à lutter contre le stress oxydatif par la synthèse de glutathion. L’objectif sera donc de formuler un mélange de protéines végétales assurant un bon équilibre en acides aminés indispensables, une teneur élevée en leucine, arginine et cystéine, une digestibilité élevée, et présentant un bénéfice santé avéré pour la population ciblée. Une étude à long terme chez un modèle de rongeur permettra de tester l'efficacité du mélange de protéines proposé pour maintenir la masse musculaire et atténuer le développement des dérégulations métaboliques associées au vieillissement. En parallèle, un aliment ‘prototype’, basé sur le mélange de protéine sera produit puis testé dans deux essais cliniques pour sa capacité à stimuler l'anabolisme protéique postprandial, tout en réduisant l'inflammation postprandiale à bas bruit et le dysfonctionnement endothélial vasculaire, chez les personnes âgées.
Pour atteindre ses objectifs, le projet P-Probs réunit des nutritionnistes, et deux groupes agro-industriels internationaux spécialisés dans la transformation des matières premières végétales et dans la fabrication d’aliments.

Coordinateur du projet

Monsieur Didier Remond (Unité de Nutrition Humaine)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

YOPLAIT-GENERAL MILLS Yoplait-General Mills / Vienne Technical Center
PNCA Physiologie de la Nutrition et du Comportement Alimentaire
TEREOS Tereos Starch & Sweeteners Europe
UNH Unité de Nutrition Humaine

Aide de l'ANR 590 033 euros
Début et durée du projet scientifique : février 2019 - 42 Mois

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