Pour approfondir ce sujet, j’ai parlé à Peter de Jong, scientifique principal du NIZO en matière de transformation des aliments. En plus de son rôle au NIZO, Peter est professeur de technologie des procédés laitiers à l’Université van Hall Larenstein des sciences appliquées et directeur du développement des nouvelles technologies pour l’alimentation à l’Institute for Sustainable Process Technology.

Maintenir la fonctionnalité protéique dans le traitement

René Floris: Pourquoi la fonctionnalité protéique est-elle un enjeu clé pour le développement de processus ?

Peter de Jong : L’industrie alimentaire est de plus en plus consciente de la valeur des protéines dans les produits alimentaires. Cela va beaucoup plus loin que la quantité de protéines, mais aussi la fonctionnalité qu’elle apporte. Par exemple, comme Fred van de Velde l’a expliqué le mois dernier, la fonctionnalité protéique peut influencer le goût et la texture d’un produit alimentaire, ce qui nuit à l’attrait du produit pour les consommateurs. Il peut également avoir un impact sur l’efficacité de la production. Par exemple, la transformation peut provoquer la coagulation de certaines protéines, ce qui entraîne des encrassements et des arrêts de production réguliers pour le nettoyage. Et bien sûr, il ya l’impact nutritionnel des protéines, non seulement en termes de propriétés macronutriments, mais aussi des effets plus subtils tels que les vitamines liantes et, en particulier d’actualité en ce moment, leur impact sur la réponse immunitaire et l’activité antivirale.

L’intérêt pour ces effets augmente rapidement à mesure que la transition protéique ouvre de nouvelles sources de protéines alternatives, dont beaucoup offrent une fonctionnalité protéique beaucoup plus grande que la viande. Par exemple, il y a beaucoup d’intérêt en ce moment pour le lait cru parce qu’il semble avoir un effet sur notre système immunitaire et peut-être réduire les allergies.

RF : Quel est l’impact du traitement sur la fonctionnalité des protéines ?

PJ : L’objectif de la transformation est de livrer un produit alimentaire savoureux, nutritif et sûr. Traditionnellement, l’industrie alimentaire a adopté une approche prudente – en utilisant des traitements thermiques comme la pasteurisation et l’UHT pour s’assurer que tous les agents pathogènes sont tués ou désactivés. Cependant, des températures supérieures à 80 °C réduisent, voire détruisent, la fonctionnalité de nombreuses protéines. Une bonne illustration est la réaction de Maillard, où la chaleur provoque des molécules de sucre à se lier avec des acides aminés. Vous voudrez peut-être cela lors de la cuisson d’un steak ou la cuisson d’un biscuit, mais lorsque vous traitez du lait, il réduit la biodisponibilité des acides aminés vitaux comme la lysine qui à son tour peut réduire les avantages du lait cru a pour le système immunitaire (figure 1). Par conséquent, il y a un grand lecteur vers une transformation plus douce qui offre toujours la sécurité alimentaire maximale tout en laissant plus de fonctionnalité de protéine intacte.

NIZO : Figure 1 : Perte déclarée de lysine, un acide aminé essentiel, due au chauffage de plusieurs produits laitiers (IF = préparation pour nourrissons) / Photo : NIZO

RF: Alors, pouvons-nous simplement baisser la chaleur?

PJ: Malheureusement, ce n’est pas aussi simple que cela. Chez NIZO, nous avons analysé Beaucoupprocessus de production et ont trouvé beaucoup de variation dans l’impact de fonctionnalité protéique d’un processus apparemment similaire. En regardant la réaction de Maillard que j’ai mentionnée plus tôt, même des processus aussi familiers que la pasteurisation ou l’UHT peuvent varier dans la quantité d’acides aminés perdus par un facteur de deux.

Cela montre deux choses. Tout d’abord, qu’il ya beaucoup de place pour optimiser les processus actuels. Deuxièmement, les procédés de fabrication des aliments sont très complexes, avec de multiples réactions possibles entre les ingrédients, dont chacun interagit différemment avec les conditions du processus. Et cela rend l’optimisation d’un processus extrêmement difficile.

RF : Comment commencer à optimiser un processus aussi complexe ?

PJ : Une façon est de passer par l’analyse des données : collecter autant de données que possible auprès de votre usine et les analyser pour toute corrélation. Mais c’est un peu une approche boîte noire. Il peut vous aider à identifier quelles conditions ou températures sont liées à des résultats spécifiques, mais il ne vous donne aucun aperçu de pourquoi ou comment résoudre le problème. Donc, ce n’est pas vraiment une aide si vous essayez de concevoir un nouveau processus.

Une meilleure approche est par la modélisation informatique de votre usine mis en place. Cela nécessite une compréhension approfondie des réactions chimiques qui peuvent se produire pendant la transformation des aliments, mais une fois que vous avez construit votre modèle – ou l’avoir fait construire pour vous – vous pouvez explorer en profondeur l’impact des variations dans les conditions de processus, soit en modifiant manuellement les paramètres du processus dans le modèle, soit en exécutant des simulations.

Les résultats peuvent être incroyables. Nous avons vu des cas où les fabricants ont été en mesure d’optimiser les performances des procédés et d’améliorer la biodisponibilité destrients jusqu’à 30% sans affecter les propriétés physiques des produits ou les spécifications de qualité microbienne.

RF : Quelles autres nouvelles technologies pourraient aider les fabricants à conserver leurs fonctionnalités protéiques?

PJ : L’industrie innove constamment et trouve de nouvelles façons d’améliorer les produits. Une technologie qui m’enthousiasme en ce moment s’appelle Innovative Steam Injection ou ISI. Il s’agit d’un souffle très court de très haute température – autour de 160 C pour un jusqu’à 1 seconde. Cela suffit à inactiver les micro-organismes dans l’alimentation, mais, surtout, ne dature pas les protéines. Les prototypes de procédés ISI ont été en mesure de fournir du lait pasteurisé dont la durée de conservation peut atteindre 60 jours et seulement un tiers de la dégradation de protéines telles que la β-lactoglobuline, l’immunoglobuline et la lactoferrine (figure 2). Et même les dégustateurs experts ne pouvaient pas goûter la différence.

NIZO figure 2

Figure 2 : Effet positif de la technologie ISI sur la fonctionnalité protéique, jusqu’à 4 fois moins de dégradation / Photo: NIZO

Et ce n’est pas seulement pour les produits laitiers. ISI peut être utilisé avec n’importe quel produit de fluide pompable. Cela pourrait être très important pour la transition des protéines car les contaminants micro-organismes dans les protéines végétales sont beaucoup plus diversifiés et moins connus. Actuellement, l’industrie alimentaire à base de plantes repose sur des traitements thermiques extrêmes qui tuent certainement tous les agents pathogènes, mais détruisent également la fonctionnalité souhaitée. Comme je l’ai déjà dit, comprendre comment votre protéine interagit avec votre processus vous permet de trouver des approches qui éliminent ce qui doit être éliminé (micro-organismes, encrassement, etc.) mais conserve ce que vous voulez garder en termes de nutrition, de digestibilité et de saveur. Le secteur des plantes commence à comprendre ce que cela signifie, mais je pense qu’il pourrait encore apprendre beaucoup du secteur laitier.

Le mois prochain, nous continuerons d’examiner la transition des protéines, cette fois en mettant l’accent sur la digestion des protéines et le rôle qui joue dans la santé intestinale et la santé en général.

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