Conception d’un aliment fonctionnel céréalier probiotique, enrichi en caroténoïdes et phytostérols : stabilité, bioaccessibilité et absorption intestinale des composés liposolubles

Design of a probiotic functional cereal-based product, enriched with carotenoids and phytosterols : stability, bioaccessibility and intestinal absorption of fat-soluble compounds

• Auteur / Autrice : Magali Gies
• Direction : Claudie Dhuique-Mayer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des aliments et nutrition
• Date : Soutenance le 29/11/2019
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale GAIA Biodiversité, agriculture, alimentation, environnement, terre, eau (Montpellier ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Qualisud (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Sylvie Marchesseau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Claudie Dhuique-Mayer, Sylvie Marchesseau, Edmond Rock, Patrick Borel
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Edmond Rock

Mots clés

Mots clés contrôlés

Stérols végétaux

Caroténoïdes

Probiotiques

Aliments fonctionnels

Mots clés libres

Aliment fonctionnel céréalier

Produit fermenté

Probiotique

Bioaccessibilité des caroténoïdes

Phytostérols dispersibles

Functional cereal-Based product

Fermented food

Probiotic

Carotenoid bioaccessibility

Dispersible phytosterols

Résumé

Face aux pathologies de malnutrition en croissance exponentielle en particulier dans les pays du Sud, le développement d’aliments fonctionnels à base de céréales fermentées représente une alternative aux produits laitiers déjà commercialisés. L’incorporation, la stabilité de composés bioactifs liposolubles tels que les caroténoïdes et les phytostérols, ainsi que leur devenir lors de la digestion gastro-duodénale doivent être étudiés afin de démontrer le potentiel nutritionnel de ce nouvel aliment. En effet, il est connu que les phytostérols diminuent la biodisponibilité des caroténoïdes. Le principal objectif de ces travaux a été de concevoir un aliment fonctionnel probiotique à base de maïs fermenté enrichi en caroténoïdes et phytostérols, et d’étudier la stabilité, la bioaccessibilité et l’absorption intestinale de ces composés liposolubles. La formulation et la standardisation du procédé, incluant la sélection de starters de fermentation afin d’obtenir un aliment probiotique, ont été mis au point. Au cours de la fabrication, la stabilité des composés liposolubles a montré un taux de rétention de 73 %. L’effet des phytostérols dispersibles sur la bioaccessibilité de la β-cryptoxanthine, du β carotène et du lycopène de l’aliment fonctionnel a été évalué à l’aide d’un modèle de digestion in vitro simulant les conditions gastriques et duodénales. L’absorption intestinale des composés a également été mesurée en couplant le modèle de digestion in vitro aux cellules de type Caco-2 (TC7). L’étude a démontré que grâce à leur véhicule, les phytostérols dispersibles apportent un potentiel hypocholesterolémiant au produit, sans affecter la bioaccessibilité des carotènes. In fine, cet aliment fonctionnel a été optimisé d’un point de vue organoleptique et nutritionnel par l’utilisation de protéines sériques.

Because of the exponential growth of malnutrition pathologies particularly in South countries, the development of functional foods based on fermented cereals represents an alternative to dairy products already marketed. The incorporation, the stability of lipophilic bioactive compounds such as carotenoids and phytosterols, as well as their behavior during the gastro-duodenal digestion have to be studied, in order to demonstrate the nutritional potential of this new product. Indeed, it is known that phytosterols decrease the carotenoid bioavailability. The main objective of this work was to design a probiotic functional food based on maize and enriched with carotenoids and phytosterols, and study the stability, the bioaccessibility and the intestinal absorption of these fat-soluble compounds. The formulation and the standardization of the manufacturing process, including the selection of starters for fermentation in order to obtain a probiotic product, were developed. During the production, the stability of fat-soluble compounds showed a retention level of 73%. The effect on dispersible phytosterols on the β-cryptoxanthine, β-carotene and lycopene bioaccessibilities was evaluated thanks to an in vitro digestion model mimicking the gastric and duodenal conditions. The intestinal absorption of these compounds was also estimate by crossing the in vitro digestion model with a Caco-2 cells model (TC7). The study demonstrated that thanks to their vehicles, dispersible phytosterols provide a potential cholesterol-lowering effect to this food, without affecting the carotene bioaccessibility. In fine, this functional food was optimized in terms of sensory and nutritional levels, by using whey protein isolates.