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Contexte et enjeux : Une consommation régulière de viande, riche en protéines, permet de lutter efficacement contre la malnutrition et ses effets délétères notamment chez les personnes âgées (Rémond et al. 2015). Cependant, la vitesse de digestion de la viande est dépendante de la cuisson (Santé-Lhoutellier et al. 2008) et probablement réduite par un pH gastrique insuffisamment acide (Kondjoyan et al. 2015). En moyenne, le pH de l’estomac varie de 5 au début de la digestion à 2 en fin de digestion. Cependant, des études récentes ont mis en évidence d’importantes différences de pH selon la zone de mesure au sein de l’estomac (Bornhorst et al. 2014). De plus,  la sécrétion d’acide est diminuée chez les personnes atteintes d’inflammation de la muqueuse de l’estomac (gastrite), fréquente chez les personnes âgées, ce qui réduit la vitesse de digestion (Rémond et al. 2015).

L’objectif des travaux était de comprendre le rôle d’une variation de pH, dans une gamme compatible avec la variabilité du pH gastrique, sur les modifications des protéines de viande, en prenant en compte l’effet de la cuisson. A partir d’une carcasse bovine unique, un muscle de l’épaule a été utilisé cru alors que le muscle controlatéral (muscle prélevé sur l’autre épaule) a été cuit sous vide à 85 °C pendant 10h en conditions industrielle (Coopération Charal, Villefranche sur Saone).

Les muscles ont ensuite été incubés dans des bains de serum physiologique à pH 2.0, 3.5 et 5.0 respectivement. L’impact des traitements (thermique, acide et interaction des deux) sur les structures tissulaire et macromoléculaire ont été caractérisés par histologie et microspectroscopie infrarouge respectivement.

Résultats : Les résultats de microspectroscopie infrarouge mettent clairement en évidence la dénaturation thermique des protéines, quel que soit le pH d’incubation des muscles. Aucune modification de structure macromoléculaire n’est détectée après incubation aux pH de 3.5 et 5.0. En revanche, l’incubation à pH 2 entraine une modification de la composition et de la structure des protéines carnées, aussi bien avant qu’après cuisson. La superposition des images histologiques aux cartographies infrarouges révèle la diffusion linéaire de la solution d’incubation (pH 2) au sein de l’échantillon avec une résolution micrométrique.

La microspectroscopie infrarouge est une technique de choix pour caractériser l’évolution de la structure macromoléculaire des aliments consécutive aux transformations technologiques et au processus de digestion gastrique.

Perspectives : Ce premier volet de l’expérimentation avait pour but de caractériser et comprendre l’effet de la variation du pH gastrique sur les protéines de viande. Dans le second volet nous avons ajouté la pepsine et la lipase gastrique aux bains d’incubation pour comprendre l’interaction pH gastrique/activité enzymatique sur la dégradation de l’aliment carné. Les analyses relatives à ce second volet sont en cours.

Valorisation : Prise en compte de la variabilité de l’environnement physicochimique du contenu gastrique pour concevoir des aliments carnés à pH plus adapté à sa cible comme par exemple aux personnes âgées atteintes de gastrite chronique (ex. aliments à pH réduit suite à des marinades acides, ou aliment carnés à moindre pouvoir tampon).

Partenariat : Ces travaux sont le fruit d’une collaboration entre l’INRA et son homologue japonais, le NARO (National Agriculture and Food Research Organization). Dans ce contexte, M. Motoyama, chercheuse au NARO, a réalisé un séjour de 2 ans dans l’Unité Qualité des Produits Animaux et a bénéficié d’un co-financement Agreenskills. 

Les acquisitions spectrales ont été réalisée en partenariat avec la ligne SMIS (microspectroscopie infrarouge) du synchrotron SOLEIL (proposal 20150009).