Les aliments traditionnels : une inspiration pour les nouveaux produits fonctionnels

Définition et législation

Le concept de “produits fonctionnels” est ne au Japon dans les annees 1980. Ce sont des aliments qui ont été développés spécifiquement pour promouvoir la santé ou réduire les risques de maladies. Ils sont généralement considérés comme étant des aliments qui doivent etre consommes dans le cadre d’une alimentation equilibree, tout en apportant des molécules bioactives ayant un bénéfice sur la santé (Salmerón 2017; Serafini, Stanzione, et Foddai 2012; Prado et al. 2008). Les produits fonctionnels pourraient ainsi être représentés par la phrase suivante, énoncée par Hippocrate (environ 460 – 377 av. J-C) “Que ton aliment soit ton médicament, que ton médicament soit ta nourriture”, mais une definition internationale manque toujours (Krystallis, Maglaras, et Mamalis 2008). A l’origine, c’est un terme marketing qui se rapporte à une certaine synergie entre santé et régime alimentaire, mais qui n’a pas encore ete defini par la legislation europeenne (Serafini, Stanzione, et Foddai 2012). L’attention concernant cette categorie d’aliments ayant augmente, de nouveaux produits sont apparus sur le marché européen. L’interet s’est tourne vers la définition des normes et directives pour le développement et la promotion de ce type d’aliments. L’Action Concertee de la Commission Européenne sur la Science de l’Alimentation Fonctionnelle (FuFoSE), coordonnee par l’Institut National des Sciences de la Vie (ILSI) en Europe a défini les produits fonctionnels comme suit : “Un aliment ne peut etre considere comme fonctionnel que si, associe a l’impact nutritionnel de base, il a des effets benefiques sur une ou plusieurs fonctions de l’organisme humain, ameliorant ainsi les conditions generales et physiques et/ou reduisant le risque d’evolution de maladies.

La quantite absorbee et la forme de l’aliment fonctionnel doivent etre conformes aux attentes alimentaires. Par conséquent, il ne peut pas etre sous forme de pilule ou de capsule.” (Siró et al. 2008; Serafini, Stanzione, et Foddai 2012). Au sein de l’Union Europeenne, il n’existe qu’une legislation harmonisee par l’EFSA (European Food Safety Authority) sur les allégations de santé (Article 13.1 EC 1924/2006), alors que les composés, les ingrédients et les extraits de plantes ne sont encore regules qu’au niveau national (Serafini, Stanzione, et Foddai 2012). Plus spécifiquement, en 2002, un document du Comité Scientifique de l’Alimentation de la Commission Europeenne a declare “recommander l’utilisation de sources naturelles de β-carotène, soit de fruits et de légumes riches en caroténoïdes, pour contrebalancer la diminution attendue du taux de β-carotene sanguin et d’autres nutriments liposolubles, causée par la consommation sur le long terme d’aliments enrichis en phytosterols” (Commission Européenne 2002). De plus, la Comission Européenne a adopté en 2004 des regles specifiques pour l’etiquetage des “aliments et ingredients contenant des phytosterols, des esters de phytosterols, des phytostanols et/ou des esters de phytostanols” dans le Règlement (CE) n°608/2004 et a declare que “cet aliment doit faire partie d’un régime équilibré, incluant une consommation régulière de fruits et légumes aidant au maintien des taux plasmatiques de carotenoides” (Commission Européenne 2004).

Objectifs et classement des aliments fonctionnels

Les produits fonctionnels sont donc formulés afin de prévenir le développement de maladies chroniques telles que les maladies cardiovasculaires, l’obesite, et le diabete de type 2. Ces maladies sont issues de ce que l’on nomme le ‘syndrome metabolique’ (Smet). Le Smet se definit par un ensemble d’anomalies metaboliques incluant l’obesite, l’hypertension, l’insulinoresistance, la dyslipidemie et l’hyperglycemie (Punthakee, Goldenberg, et Katz 2018). Ces maladies sont en croissance exponentielle dans le monde entier, et plus particulièrement dans les pays du Sud (Nzie Nzie, 2012). Elles sont principalement causées par la transition alimentaire des populations qui se traduit par un changement de régime alimentaire dans la société en général, consistant à consommer de plus en plus de calories provenant de produits alimentaires bon marché, conduisant à un régime élevé en calories et déséquilibré (Kearney 2010). Les aliments fonctionnels peuvent par exemple être classés en 5 grandes familles (Tableau 1) : les aliments naturels, les aliments modifiés, les aliments fortifiés, les aliments enrichis et les produits améliorés (Siró et al. 2008). Le plus souvent, les aliments fonctionnels sont divisés en produits laitiers et produits non-laitiers (a base de cereales), et largement inspires d’aliments et de savoir-faire traditionnels (Serafini, Stanzione, et Foddai 2012). La plupart du temps, ils sont pré- et/ou probiotiques et/ou contiennent des minéraux et vitamines (Kandylis et al. 2016). Les prébiotiques sont des fibres non-digestibles benefiques pour l’hote, puisqu’elle stimulent selectivement la croissance ou l’activite d’une ou plusieurs bactéries du côlon (Roberfroid 2000). Les produits probiotiques incluent des microorganismes (bactéries, levures, moisissures) ayant un benefice sur la sante s’ils sont ingeres vivants et en assez grand nombre, généralement entre 108 à 109 cellules par gramme de produit consommé (Kandylis et al. 2016).

Marche de l’offre et de la demande

La demande croissante des consommateurs pour les aliments santé a renforcé la nécessité de concevoir de nouveaux aliments fonctionnels. Les États-Unis possèdent le segment de marché des produits fonctionnels le plus étendu, suivis par l’Europe et le Japon. Ces trois marchés dominants contribuent à plus de 90 % du total des ventes de produits fonctionnels tous confondus. En Europe, les pays les plus présents sur ce segment de marché sont l’Allemagne, la France, le Royaume Uni et les Pays-Bas (Siró et al. 2008; Annunziata et Vecchio 2011). Parmi eux, les produits laitiers contenant des composés liposolubles (comme les phytostérols), des acides gras omega-3 ou des starters probiotiques, représentent 60 à 70 % du marché des aliments fonctionnels (Salmerón, Thomas, & Pandiella, 2015; Chen, McClements, & Decker, 2013). Cependant, l’intolerance au lactose, les allergies aux protéines de lait, le taux de cholestérol des produits laitiers et la tendance grandissante pour le végétarisme sont autant de facteurs qui ont recemment permis d’augmenter la demande concernant les produits non-laitiers (Prado et al. 2008; Kandylis et al. 2016). De ce fait, les produits à base de céréales sont une réponse assez générale aux consommateurs comme alternative aux produits laitiers et ayant des bénéfices santé (Marsh et al. 2014).

Parmi les produits fonctionnels probiotiques, les produits laitiers représentent la majeure partie des boissons fermentées. Le plus populaire est le yaourt probiotique, qui représente actuellement 78 % des ventes mondiales du marché des probiotiques (Kandylis et al. 2016; Marsh et al. 2014). Le marché potentiel mondial des produits et boissons fonctionnels a été estimé à 192 milliards de dollars en 2020 (Kaur et Singh 2017). 1.4. Acceptabilité des aliments fonctionnels par les consommateurs Le choix des consommateurs pour ces aliments peut être expliqué par divers facteurs comme le contexte socio-démographique, la motivation personnelle, la conscience de la sante et l’attitude generale envers les aliments fonctionnels, qui jouent un role important pour leur acceptabilité (Büyükkaragöz et al. 2014; Vecchio, Van Loo, et Annunziata 2016). Il y a 4 déterminants généraux du comportement alimentaire : les facteurs personnels, psychologiques, sociaux et culturels, et les facteurs liés aux produits fonctionnels eux-memes. Ainsi, l’age ou le genre ne semblent pas correles a la demande pour les aliments fonctionnels ; a l’inverse, il semblerait que les facteurs les plus correles positivement a cette demande sont le niveau d’education eleve, les revenus, la sensibilite, la conscience, la familiarite avec ces produits et leur connaissance, l’intention d’achat et la volonte de consommer ces aliments pour diverses raisons (liée aux bénéfices perçus, comme une perte de poids par exemple).

À noter que les rôles de la famille, des amis, des diététiciens et medecins ainsi que la presence d’enfants dans le foyer jouent un role positif quant a la demande en produits fonctionnels. L’emballage, la commodite, les proprietes naturelles et la confiance en la marque commercialisant l’aliment sont egalement des facteurs influencant positivement le comportement d’achat de ce type de produits (Kaur et Singh 2017). Le marché des produits fonctionnels non laitiers est une alternative, moins chère et en expansion, offrant des produits à base de céréales, de fruits et légumes, de viande ou de poisson, la plupart du temps probiotiques et parfois additionnés en minéraux et en vitamines (Kandylis et al. 2016; Marsh et al. 2014; Siró et al. 2008). Cependant, le succès commercial des aliments fonctionnels non-laitiers dépend beaucoup plus de de leur goût, de leur apparence, de leur prix et des allégations nutritionnelles apposées sur leurs emballages, que pour leurs équivalents laitiers (Granato et al. 2010). En effet, il a été démontré que ces criteres, avec la composition nutritionnelle, sont plus importants pour l’acceptabilite d’un nouveau produit par les consommateurs, que les propriétés fonctionnelles elles-mêmes (Marsh et al. 2014). Il est donc important de bien developper l’aspect marketing entourant le produit, tout en considérant que les consommateurs perçoivent déjà les yaourts, les jus de fruits et les céréales comme des aliments sains (Marsh et al. 2014).

Table des matières

INTRODUCTION
SYNTHÈSE BIBLIOGRAPHIQUE
1. GENERALITES SUR LES ALIMENTS FONCTIONNELS EN EUROPE ET DANS LE MONDE
1.1. Définition et législation
1.2. Objectifs et classement des aliments fonctionnels
1.3. Marché de l’offre et de la demande
1.4. Acceptabilité des aliments fonctionnels par les consommateurs
1.5. Aliments fonctionnels fermentés
1.5.1. Les aliments traditionnels : une inspiration pour les nouveaux produits fonctionnels
1.5.2. Les produits fonctionnels laitiers
1.5.3. Les produits fonctionnels non laitiers à base de céréales
1.6. Challenges technologiques pour la conception d’un aliment fonctionnel
1.6.1. Maîtrise de la fermentation
1.6.1.1. La fermentation lactique
1.6.1.2. La modélisation microbienne et les paramètres de croissance
1.6.2. Aspects liés au procédé de fabrication
1.6.2.1. La fermentation par des souches probiotiques
1.6.2.2. L’incorporation des composés liposolubles
1.6.2.3. L’importance d’opérations unitaires spécifiques
1.6.2.4. Le transfert à l’échelle pilote, un passage essentiel
2. EFFETS SANTE DES ALIMENTS FONCTIONNELS
2.1. Aliments fonctionnels avec probiotiques et /ou prébiotiques
2.1.1. Les probiotiques
2.1.1.1. Les souches dites “probiotiques” : définition et physiologie digestive
2.1.1.2. Les effets santé des probiotiques dans les aliments fermentés
2.1.2. Les prébiotiques
2.2. Aliments fonctionnels enrichis en phytomicronutriments et vitamines liposolubles
2.2.1. Les phytostérols
2.2.1.1. Les stérols et les stanols : définition biochimique
2.2.1.2. Les effets santé des phytostérols sur l’organisme
2.2.2. Les caroténoïdes
2.2.2.1. Définition et classement
2.2.2.2. Les effets santé des caroténoïdes sur l’organisme
3. METABOLISME D’ABSORPTION ET BIODISPONIBILITE DES MICRONUTRIMENTS LIPOSOLUBLES
3.1. La digestion des composés liposolubles : généralités
3.2. Le cas des caroténoïdes
3.2.1. Métabolisme d’absorption des caroténoïdes
3.2.2. Digestion gastro-duodénale des caroténoïdes
3.2.3. Absorption des caroténoïdes
3.2.3.1. Transport apical à travers la membrane de la bordure en brosse d’un entérocyte
3.2.3.2. Transport cytosolique et métabolisme intracellulaire
3.2.3.3. Sécrétion à travers la membrane basolatérale de l’entérocyte
3.2.3.4. Distribution tissulaire
3.3. Les facteurs influençant la biodisponibilité des caroténoïdes : SLAMENGHI
3.3.1. La nature, la conformation et la quantité des caroténoïdes ingérés (S, L, A
3.3.2. La matrice alimentaire (M)
3.3.3. Les nutriments co-ingérés (E)
3.3.4. Les facteurs humains (N, G, H)
3.3.5. Les interactions entre facteurs (I)
3.4. Le cas des stérols
3.4.1. Absorption des phytostérols végétaux et du cholestérol
3.4.2. Distribution et excrétion des stérols
3.5. Compétition et interactions entre les micronutriments
3.5.1. Phytostérols vs cholestérol
3.5.2. Caroténoïdes vs phytostérols
MATÉRIELS ET MÉTHODES
1. LES MATIERES PREMIERES
1.1. Le matériel végétal
1.2. Les autres ingrédients utilisés
1.3. Les souches bactériennes
2. LE PROCEDE DE FABRICATION
2.1. La méthode de production
2.2. L’optimisation de la formulation
2.3. Les opérations unitaires : la pasteurisation et la fermentation
2.3.1. La détermination des paramètres de croissance bactérienne
2.3.2. La détermination du ratio de souches en fin de fermentation
2.3.3. L’efficience de la pasteurisation sur l’écologie microbienne du produit
3. LES ANALYSES PHYSICO-CHIMIQUES ET NUTRITIONNELLES
3.1. Les solvants et réactifs
3.2. L’analyse des macronutriments
3.3. L’extraction et quantification des phytomicronutriments liposolubles
3.4. Modèle de digestion in vitro
3.4.1. Expérimentation
3.4.2. Extraction des caroténoïdes après digestion in vitro
3.4.3. Mesures granulométriques sur les micelles
3.5. Modèle de culture cellulaire Caco-2
3.5.1. Culture des Caco-2 et expérimentation
3.5.2. Extraction des composés liposolubles après absorption par Caco-2
4. ANALYSE SENSORIELLE
5. ANALYSES STATISTIQUES
RÉSULTATS
1. CONCEPTION D’UN ALIMENT FONCTIONNEL PROBIOTIQUE A BASE DE MAÏS FERMENTE ET ENRICHI EN CAROTENOÏDES ET PHYTOSTEROLS
1.1. Objectif
1.2. Travaux préliminaires : choix des paramètres
1.3. Incorporation et stabilité des caroténoïdes dans un aliment fonctionnel à base de maïs
fermenté contenant des phytostérols (PUBLICATION 1)
2. INTERACTIONS ENTRE CAROTENOÏDES, PHYTOSTEROLS ET CHOLESTEROL LORS DE LA DIGESTION GASTRO-DUODENALE D’UN ALIMENT FONCTIONNEL A BASE DE MAÏS FERMENTE
2.1. Objectif
2.2. Le véhicule des phytostérols dispersibles utilisés dans un aliment fonctionnel modifie la
bioaccessibilité des caroténoïdes et du cholestérol, ainsi que leur absorption par les cellules
Caco-2 (PUBLICATION 2)
3. OPTIMISATION DE L’ALIMENT FONCTIONNEL A BASE DE MAÏS FERMENTE : QUALITES SENSORIELLE & NUTRITIONNELLE, ET CAPACITE ANTIOXYDANTE
3.1. Objectif
3.2. Optimisation sensorielle et nutritionnelle d’un aliment fonctionnel à base de céréales
fermentées en utilisant des hydrolysats de protéines (PUBLICATION 3)
DISCUSSION GÉNÉRALE
CONCLUSION & PERSPECTIVES
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES
LISTE DES ANNEXES

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