Caractérisation de la formation des nitroso-composés (NOCs) et identification de moyens de protection dans des charcuteries modèles et au cours de leur digestion

Nitroso compounds (NOCs) in cured meat products : from manufacture to digestion. Possible way for mitigation and remediation

• Auteur / Autrice : Aline Bonifacie
• Direction : Véronique Santé-Lhoutellier, Philippe Gatellier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie - Santé
• Date : Soutenance le 15/02/2022
• Etablissement(s) : Université Clermont Auvergne (2021-...)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences de la vie, santé, agronomie, environnement (Clermont-Ferrand)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Institut national de la recherche agronomique (France). Unité de Recherche Qualité des Produits Animaux (Clermont-Ferrand, Puy-de-Dôme)
• Jury : Président / Présidente : Pierre-Sylvain Mirade
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laëtitia Théron, Virginie Vinatier, Fabrice Pierre, Thierry Gregori
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marie de Lamballerie, Stefaan De Smet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Charcuterie

Composés nitrosés

Mots clés libres

Nitrite

Nitrate

Nitrosamine

Nitrosylhème

Nitrosothiol

Oxydation

Produits de charcuterie

Digestion

Émulsion

Antioxydants

Nitrite

Nitrate

Nitrosamine

Nitrosylheme

Nitrosothiol

Oxidation

Cured meat

Digestion

Emulsion

Antioxidants

Résumé

Le nitrite est utilisé par les industriels de la transformation des viandes et produits carnés pour ses propriétés organoleptiques et bactériostatiques. Ce dernier est impliqué dans la formation de nitroso-composés (NOCs) : nitrosylhème, nitrosothiols et nitrosamines, dont certains sont cancérigènes. En effet, des études épidémiologiques montrent un risque de développement de cancers colorectaux lié à une forte consommation de viande et de viande transformée. Les habitudes alimentaires tendent à une augmentation de la consommation de plats cuisinés type pizzas. Ces pratiques, entraînent une 2nd cuisson à une température élevée qui favorise la formation de NOCs. Ce travail consiste à caractériser la formation des NOCs et des produits d’oxydation lipidique pour viser une protection ciblée contre ces composés. Il prend en compte la réactivité chimique du nitrite lors de la 2nd cuisson et lors de la digestion des produits. Une étude approfondie des réactifs et des substrats, impliqués dans la formation des NOCs, a permis d'établir leurs conditions de production dans deux produits modèles types, jambon cuit et saucisson sec, contenant différents taux de nitrites et de nitrites/nitrates. L’étude sur les produits cuits nitrités n'a pas permis de détecter de nitrosamines, contrairement aux produits cuits avec une 2nd cuisson. Les produits secs fermentés avec les doses de nitrite/nitrate les plus importantes contiennent des nitrosamines. Une dose de 40 ppm de nitrite de sodium permet d’obtenir 60% de nitrosylation, nécessaire à la couleur rose des produits cuits. Les ferments des produits secs induisent une nitrosylation basale. Une valeur maximale de 70% nitrosylation est obtenue dès 80/80 ppm de nitrite et nitrate de sodium. Pendant la digestion, une faible nitrosation et nitrosylation est observée dans des produits cuits et surcuits, sans nitrite ajouté. Ces deux réactions sont exacerbées au cours de la digestion des produits nitrités cuits. L’oxydation lipidique est augmentée au cours de la digestion, et ce, quel que soit le traitement thermique. L'ajout de nitrite dans les produits cuits atténue cette oxydation. Pour la sélection des anti-NOCs et des anti-oxydants, une émulsion huile dans eau, placée en conditions gastriques, a été spécifiquement développée. Quatre composés phénoliques (acide chlorogénique, rutine, naringine, et naringénine) et deux vitamines (vit. C et E) ont été étudiées. Les composés phénoliques ont un pouvoir anti-oxydant significatif et l’ajout de vitamine C diminue la nitrosation. Ces connaissances permettent de comprendre les conditions de formation des NOCs dans des produits charcutiers et lors de leur digestion, afin, à terme de les réduire par une prévention ciblée avec des solutions de reformulation des produits.

Nitrite is used by the meat and meat product processing industry for its organoleptic and bacteriostatic properties. The latter is involved in the formation of nitroso compounds (NOCs): nitrosylheme, nitrosothiols and nitrosamines, some of which are carcinogenic. Indeed, epidemiological studies show a risk of development of colorectal cancers linked to a high consumption of meat and processed meat. Food habits tend to increase the consumption of ready-made meals such as pizzas. These practices lead to a 2nd cooking at a high temperature which favors the formation of NOCs. This work consists in characterizing the formation of NOCs and lipidic oxidation products in order to target a protection against these compounds. It considers the chemical reactivity of nitrite during the 2nd cooking and during the digestion of the products. An in-depth study of the reagents and substrates involved in the formation of NOCs has made it possible to establish their production conditions in two typical model products, cooked ham and dry sausage, containing different levels of nitrites and nitrites/nitrates. The study on the cooked nitrite products did not detect nitrosamines, in contrast to the products cooked with a 2nd cooking. The dry products fermented with the highest doses of nitrite/nitrate contained nitrosamines. A dose of 40 ppm sodium nitrite provides 60% nitrosylation, which is necessary for the pink color of cooked products. Ferments in dry products induce basal nitrosylation. A maximum value of 70% nitrosylation is obtained from 80/80 ppm of sodium nitrite and nitrate. During digestion, low nitrosation and nitrosylation is observed in cooked and overcooked products, without added nitrite. Both reactions are exacerbated during digestion of cooked nitrite products. Lipid oxidation is increased during digestion regardless of the heat treatment. The addition of nitrite to cooked products attenuates this oxidation. For the selection of anti-NOCs and anti-oxidants, an oil-in-water emulsion, placed under gastric conditions, was specifically developed. Four phenolic compounds (chlorogenic acid, rutin, naringin, and naringenin) and two vitamins (vit. C and E) were studied. Phenolic compounds have a significant antioxidant power and the addition of vitamin C decreases nitrosation. This knowledge allows us to understand the conditions of NOC formation in meat products and during their digestion, in order to reduce them by targeted prevention with product reformulation solutions.