De la fabrication à la digestion in vitro de formules infantiles innovantes en partie composées de protéines végétales : une approche multi-échelle

From manufacturing to in vitro digestion of innovative infant formulas partly made of plant proteins : a multi-scale approach

• Auteur / Autrice : Linda Le roux
• Direction : Françoise Nau, Romain Jeantet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'aliment
• Date : Soutenance le 03/12/2019
• Etablissement(s) : Rennes, Agrocampus Ouest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Écologie Géosciences Agronomie Alimentation (Rennes ; 2016-2022)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Science et Technologie du Lait et de l'Oeuf / STLO

Mots clés

Mots clés libres

Digestion

Formule infantile

Protéines végétales

Protéolyse

Séchage par atomisation

Digestion

Infant formula

Homogenization

Plant proteins

Proteolysis

Spray drying

Résumé

Les formules infantiles (FI) sont la seule source nutritionnelle pour les nourrissons lorsque l’allaitement est impossible. Les FI en poudre sont obtenues par séchage par atomisation et sont composées de protéines de lait de vache, majoritairement des protéines du lactosérum. A l’avenir, les protéines végétales pourraient constituer une alternative nutritionnelle, fonctionnelle et durable à l’utilisation de protéines animales. L’objectif de ce travail était d’étudier l’influence de la substitution partielle des protéines laitières par des protéines végétales sur les propriétés fonctionnelles et la digestibilité de FI innovantes. A cet effet, des protéines de pois, féverole, riz et pomme de terre ont remplacé la moitié des protéines dans des FI végétalisées et ont été comparées à une FI de référence composée de protéines du lactosérum.La digestibilité de ces FI, fabriquées à échelle pilote puis semi-industrielle, a été étudiée en digestions in vitro statique puis dynamique simulant les conditions physiologiques du nourrisson. La source de protéine influence les propriétés des FI, qui étaient cependant toutes nutritionnellement adaptées aux besoins du nourrisson. Les limites de solubilité et de viscosité observées pour les FI à base de riz et de pomme de terre affectent leur fabrication et leur digestibilité. A l’inverse, les FI à base de pois et de féverole présentent des propriétés physicochimiques et nutritionnelles très proches de la référence. Ces résultats prometteurs éclairent les possibilités d’innovation en nutrition infantile. Ils devront toutefois être confirmés

Infant formulas (IF) are the only source of nutrition for infants when breastfeeding is not possible. Usually, IF are spray-dried to a powder form and include cow milk proteins as well as whey protein concentrate. In the future, plant proteins could be an interesting alternative to the use of animal proteins for nutritional, functional and sustainable concerns. The objective of this work was to study the influence of the partial substitution of whey protein concentrate by plant proteins on the functional properties and the digestibility of IF. For this purpose, proteins from pea, faba bean, rice and potato replaced half of the proteins in plant-based IF and where compared to a reference IF based on whey proteins. The digestibility of these IF, manufactured at pilot scale then at semi-industrialscale, was assessed through in vitro digestion simulating infant physiological conditions using static and dynamic models. Although all IF showed a balanced nutritional profile compared to the infant needs, it was demonstrated that the protein source had a great impact on IF properties. Indeed, solubility and viscosity limits observed for rice and potato IF affected their manufacturing as well as their digestibility. On the contrary, pea and faba bean IF showed physicochemical properties and protein nutritional quality very close to the reference. These promising results highlight future innovation possibilities in infant nutrition field. However, they need to be validated at the real industrial scale and extended through in vivo studies.