Influence de la combinaison de produits laitiers et de breuvages riches en polyphénols sur la biodisponibilité et les réponses physiologiques des composés phénoliques et du calcium après digestion gastro-intestinale



La réalisation de ce projet multidisciplinaire a fait appel à l'expertise de spécialistes dans des domaines complémentaires (L. Bazinet : génie alimentaire, catéchines du thé vert; M. Britten : physico-chimie des protéines, lait; C. Couillard ; nutrition, polyphénols des canneberges) afin d'étudier les fondements biologiques des activités. Ce projet s'inscrit dans une démarche visant à identifier les synergies nutritionnelles et les effets protecteurs des produits laitiers sur les nutriments des  autres groupes alimentaires. Afin d'étudier la synergie nutritionnelle entre les composantes du lait et les polyphénols contenus dans le thé et le jus de canneberge, cette étude aura quatre objectifs principaux : 1) Caractériser les interactions  entre les composantes du lait et les composés phénoliques isolés du thé et du jus de canneberge, 2) Mesurer, pendant la digestion, l'effet des composantes du lait et de trois matrices laitières (lait, yogourt, fromage) sur la cinétique de dégradation et l'activité antioxydante des composés phénoliques, 3) Mesurer, après la digestion, l'effet de la présence des composantes du lait sur l'activité physiologique de polyphénols.

Concernant l'objectif 1, il a été démontré que le calcium avait un impact important sur la taille des agrégats formés entre la b-lg ou caséine alpha s1/EGCG et leur potentiel-zêta. Dans le cas de la bêta-lg la présence d'ÉGCG est obligatoire pour avoir une augmentation de la taille des particules en fonction de la hausse de concentration en calcium alors que pour la caséine alpha s1, la présence de calcium a un effet très marqué sur les valeurs de potentiel-zeta peu importe que l'ÉGCG soit présent ou non en solution. De plus, l'analyse de la composition de ces complexes a démontré un impact important du calcium sur la rétention d'EGCG par ces particules en présence de b-lg ce qui n'est pas le cas avec la caséine-alpha s1. Lorsque l'ÉGCG est dans le milieu contenant de la b-lg à une faible concentration en calcium, des liens électrostatiques peuvent être possible à la fois entre l'EGCG et les résidus d'acides aminés chargés positivement ainsi qu'entre le calcium et les résidus d'acides aminés chargés négativement de la b-lg. De plus des interactions hydrophobes peuvent être possibles entre la partie non chargée de l'ÉGCG et celles de la protéine. Au fur et à mesure que la concentration en calcium augmente, de même que les interactions ci-avant mentionnées, un nombre plus important d'interactions électrostatiques participe à la formation d'un réseau EGCG-calcium permettant une hausse de la taille des particules. Dans le cas de la caséine alpha s1, des liens hydrophobes peuvent intervenir dans la formation du complexe ainsi que des interactions électrostatiques via des ponts calciques entre les résidus phosphoséryls de la Cas-alpha s1. Cette étude a démontré pour la première fois, que la présence du calcium influence grandement les interactions EGCG/b-lg ou EGCG/caséine alpha s1.

Concernant l'objectif 2, nous avons montré que le lait a la plus forte capacité de fixation des polyphénols d'un extrait de thé vert avec un taux légèrement supérieur à 80%, alors que le yogourt fixe en moyenne 76% des polyphénols. De plus, les différentes matrices laitières réduisent l'activité antioxydante des polyphénols et cet effet inhibiteur est inversement proportionnel à la quantité de polyphénols ajoutés. La présence de faibles concentrations (0,1 et 0,2%) d'extraits de raisins accélère légèrement la formation et la contraction du gel présure. Cependant, à forte concentration (0.3% et plus), on observe à la fois une diminution des vitesses de formation et de contraction. Cela suggère la consolidation du gel aux faibles concentrations d'extrait, mais les bilans fromagers sont peu affectés par la présence d'extraits de raisin. La chélation du calcium ionique par les composés phénoliques semble responsable de ce phénomène. Selon ces résultats, il serait important de supplémenter en calcium les laits enrichis avec de fortes concentrations d'extraits riches en polyphénols. Nos résultats ont aussi montré que la présence de polyphénols inhibe partiellement la digestion protéique. La présence de polyphénols ralentit la libération de peptides et d'acides aminés pendant la phase gastrique, mais de façon plus importante sur le lait que sur le yogourt. Comme pour les protéines, les lipides du lait et du yogourt sont hydrolysés plus lentement en présence de polyphénols. En absence de produit laitier, on observe une perte d'environ 70% des polyphénols de canneberge et 30% des polyphénols de thé vert pendant la digestion. Toutefois, en présence de lait ou de yogourt, la stabilité est grandement améliorée, avec des pertes respectives de 0 et 15%. Ces résultats confirment pour la première fois l'action protectrice des matrices laitières sur l'activité antioxydante des composés polyphénoliques pendant la digestion. Par contre, les polyphénols de canneberge sont plus sensibles à l'environnement gastro-intestinal que les polyphénols de thé vert. Les résultats démontrent clairement que les matrices fromagères offrent un effet protecteur pour les polyphénols pendant la digestion. De même, l'utilisation de complexes protéine-PP pour la préparation d'émulsions d'huile de lin a permis de réduire la génération de diènes conjugués de 60% en fin de digestion. Il semble donc que la formation préalable de complexes entre les protéines laitières et les polyphénols ne soit pas essentielle pour induire un effet inhibiteur sur l'oxydation des acides gras polyinsaturés pendant la digestion.

Concernant l'objectif 3, nos résultats appuient les effets bénéfiques de la b-lg sur le contrôle glycémique mais suggèrent que la consommation d'EGCG et de calcium n'améliore pas cet effet. L'action de diminution du glucose par la b-lg est expliquée en partie par son potentiel à stimuler la sécrétion d'insuline. Aucun impact de la β-lg avec ou sans EGCG ou calcium n'a été mesuré pour les concentrations de PYY.

Chercheur responsable

Laurent Bazinet, Université Laval

Équipe de recherche

  • Michel Britten, Centre de recherche et de développement sur les aliments
  • Charles Couillard, Université Laval

Année du concours

2012

Durée

3 ans

Montant

108 513 $

Partenaires financiers

  • Agriculture et Agroalimentaire Canada
  • Ministère de l'Agriculture, des Pêcheries et de l'Alimentation du Québec
  • Novalait inc.

Appel de propositions

Innovation en production et en transformation laitières-V