Effet de trois procédés alimentaires sur la qualité nutritionnelle des protéines de chia chez le porc en croissance

Ce projet a pour but de mesurer in vivo chez le porc en croissance la qualité nutritionnelle des protéines de chia, encore relativement peu caractérisées dans la littérature, mais dont la consommation humaine tend à se développer en Europe et particulièrement en France, où la consommation était estimée entre 1500 et 2000 tonnes en 2020. La richesse en protéines de cette graine contribue largement à cet engouement. Cependant, certaines données in vitro suggérent que les protéines de chia sont faiblement digestibles lorsque les graines sont consommées à l’état « brut ». C’est pourquoi le projet vise également à évaluer la possibilité d’améliorer leur qualité nutritionnelle via des procédés de transformation d’application courante dans l’industrie alimentaire. Les protéines de chia seront ainsi étudiées sous trois formes différentes : farine brute, farine extrudée, produit formulé type « cookie ». Il s’agira donc de mesurer (1) la digestibilité iléale réelle des trois formes de protéines de chia, (2) les cinétiques d’apparition dans le compartiment sanguin des acides aminés, du glucose et de l’insuline, (3) ainsi que les pertes urinaires azotées correspondantes. Ces mesures permettront de déterminer un indicateur de la qualité nutritionelle des protéines de chia, de mesurer l’impact des procédés testés sur cette qualité nutritionelle, ainsi que sur les réponses glycémiques et insulinémiques et d’établir un bilan azoté complet chez le porc en croissance. De plus, par comparaison avec les valeurs de digestibilité mesurées in vitro à partir de plusieurs protocoles rapportés dans la littérature, les mesures in vivo obtenues ici contribueront, en complément d’autres jeux de données dont nous disposons par ailleurs, à sélectionner de manière objective le(s) protocole(s) de digestion in vitro le(s) plus pertinent(s).

La transition vers des pratiques alimentaires plus saines et plus durables, ainsi que la demande croissante en protéines (+30% de demande globale d’ici 2100) implique une augmentation de la part des protéines végétales dans l’alimentation humaine, à condition toutefois que ces protéines soient de bonne qualité nutritionnelle. Or, la digestibilité, une composante majeure de leur qualité nutritionnelle, est souvent faible pour les protéines végétales. Un enjeu majeur réside donc dans l’amélioration de la digestibilité de ces protéines. L’impact des procédés technologiques sur l’amélioration de la digestibilité des protéines est généralement admis, même si nous disposons d’assez peu de données, en particulier in vivo. C’est donc pour enrichir le corpus de connaissances sur cette question que nous proposons d’étudier l’impact de trois procédés technologiques « classiques » sur la digestibilité des protéines de chia dont l’utilisation est croissante en alimentation humaine. De plus, à ce jour, la digestibilité des protéines et des acides aminés ne peut être déterminée avec fiabilité qu’à l’aide d’expérimentations animales, longues, coûteuses et soulevant des questions éthiques. Ce projet a pour objectif de renforcer la fiabilité des méthodes de digestion in vitro. En comparant les valeurs de digestibilité in vivo obtenues dans le cadre de ce projet aux valeurs obtenues par ailleurs selon différents protocoles de digestion in vitro, il sera possible de déterminer le(s) protocole(s) de digestion in vitro le(s) plus pertinent(s) et fiables.

Les animaux (n=10) seront hébergés en loge individuelle (2 m²) pendant les 23 jours du dispositif expérimental car les tests et les mesures nécessitent de contrôler parfaitement les conditions d’alimentation et parce que les animaux arracheraient le cathéter du congénère s’ils étaient logés en collectif. Les repas seront formulés pour répondre à leurs besoins nutritionnels et ils auront un accès libre à l’eau de boisson. Les animaux subiront une intervention chirurgicale (environ 2 h) sous anesthesie générale afin de leur poser une canule au niveau de l’iléum et un cathéter veineux au niveau de la veine jugulaire. Ces deux dispositifs seront gardés tout au long de l’étude (23 jours). Des antibiotiques seront adminsitrés aux animaux suite à l’intervention chirurgicale pour limiter les risques d’infections. Les deux premiers jours après l’intervention chirurgicale, les douleurs seront prises en charge en utilisant des analgésiques. Ces traitements pourront être prolongés si l’animal présente des signes de douleur et de souffrance selon une grille de scores préétablie. Pendant les 3 jours d’expérimentation (1 jour par repas test pour chaque animal x 3 repas test), des prélèvements de digestas seront réalisés en continu au cours des 9 heures suivant l’ingestion du repas test, pour un volume total estimé à environ 400 g de digesta frais. Les digestas seront collectés dans des sacs plastiques fixés à la canule iléale. Des prélèvements sanguins seront également réalisés de manière répétée (10 prélèvements au cours des 9 h post-prandiales), à l’aide du cathéter veineux. Le volume maximal sanguin prélevé sera de 25 mL sur la journée (soit au maximum 2,5 mL de sang par prélèvement).

Pour chacun des 3 repas tests, les animaux seront logés ponctuellement dans des cages à métabolisme (nécessaires à la collecte des urines), pour une durée de 24 h maximum ; les animaux verront leur possibilité de mouvement limitée pendant cette durée. En dehors des jours d’expérimentation, les animaux seront logés dans des cages individuelles, limitant leurs interactions sociales même si des contacts visuels, auditifs et olfactifs seront maintenus. Les animaux seront également susceptibles de subir des effets indésirables suite à la pose de la canule et/ou du cathéter : infections, plaies, blessures, inflammation, fièvre, diarrhées ou encore sorties de cathéter et/ou de canule.

Les animaux ne pourront pas être inclus dans d’autres protocoles expérimentaux, ni placés, du fait de la pose de canules maintenues sur une longue durée (23 jours).

Le modèle « porc en croissance » est celui actuellement validé par un groupe d’experts internationaux sur les sujets liés aux protéines et réunis sous l’égide de l’Organisation des Nations unies pour l’alimentation et l’agriculture, pour la mesure de la digestibilité iléale réelle des acides aminés. Nous proposons donc d’utiliser ce modèle afin d’estimer de manière aussi réaliste que possible la qualité nutritionnelle des trois ingrédients protéiques étudiés. Il convient de noter que la validité de ce modèle en substitution des études chez l’Homme est confirmée par un corpus d’études relativement nombreuses et concordantes.