Vitawatch décembre : votre veille agroalimentaire scientifique du mois

Pourquoi ajouter de la mangue aux produits alimentaires favorisant la santé du microbiote ? Comment limiter l'absorption d'huile par les pommes de terre frites ? Comment les huiles essentielles contribuent à améliorer la durée de vie de l'huile d'olive vierge ? Quelles propriétés l'huile essentielle d'oignon présente-t-elle pour l'industrie agroalimentaire ? Les chercheurs en sciences agroalimentaires du monde entier nous abreuvent de découvertes utiles à l'innovation. Voici ce qu'il faut retenir ce mois-ci des avancées scientifiques et technologiques au service de votre innovation agroalimentaire.

Alimentation et santé

La mangue et le microbiote : le rôle potentiel de ce superfruit dans le maintien de la santé de l'intestin

Une recherche publiée dans le Journal of Nutrition a pour la première fois documenté les effets potentiels de la consommation de mangue sur le microbiote intestinal des souris. Lorsque les échantillons ont été comparés entre le début et à la fin de la période d'étude, le supplément apporté par la mangue a permi d’éviter la perte de bactéries intestinales bénéfiques, souvent conséquente à un régime riche en matières grasses. Cette découverte est importante car les bactéries spécifiques dans le tractus intestinal peuvent jouer un rôle dans l'obésité et les complications liées à l'obésité, comme le diabète de type 2. Dans cette étude, 60 souris mâles ont été affectées à l'un des trois groupes de traitement alimentaire pendant 12 semaines : le groupe contrôle [Control] (avec 10% des calories provenant des lipides), le groupe au régime riche en matières grasses [High fat] (avec 60% de calories provenant des lipides), ou le groupe au régime à haute teneur en matières grasses [High fat] avec 1% ou 10% de mangue. Tous les régimes riches en matières grasses avaient la même teneur en macronutriment, calcium, phosphore, et en fibre. « On considère que les fibres et d'autres composés bioactifs dans les aliments d’origine végétale empêchent  la dysbiose intestinale causée par un régime alimentaire riche en matières grasses », a déclaré Edralin A. Lucas, Ph.D., professeur de sciences de la nutrition à l’Oklahoma State University et chercheur principal de l'étude. « La mangue est une bonne source de fibres et a été reconnue dans les études précédentes pour avoir les propriétés anti-obésogène, hypoglycémique et immunomodulatrice. Les résultats de cette étude sur des animaux montrent que l'ajout de mangue à l'alimentation peut aider à maintenir et à réguler la santé intestinale et les niveaux de bactéries bénéfiques. D'autres recherches sont nécessaires pour voir si les résultats de l'étude peuvent être reproduits chez l'homme ».

Source principale : Clarke S., et al., « Mango and the microbiota: Potential role of this superfruit in maintaining gut health », American Society for Nutrition, 7 septembre 2016.

Les modes opératoires de production de pourpier gras améliorent sa valeur nutritionnelle

Bien que le pourpier (Portulaca oleracea) soit considéré comme une mauvaise herbe problématique aux États-Unis, il est cultivé et consommé comme un légume à feuilles dans une grande partie de l'Europe, le Moyen-Orient, en Asie et au Mexique. Apprécié pour ses qualités nutritionnelles, le pourpier contient des substances phytochimiques importantes telles que les acides gras oméga-3, les acides organiques, et les flavonoïdes. Cette plante annuelle peut également contenir des concentrations élevées de pigments caroténoïde et de chlorophylle. Les auteurs de l’étude attribuent un rôle croissant aux caroténoïdes et aux chlorophylles alimentaires dans la protection contre les agents mutagènes et carcinogènes nocifs. « Des études récentes démontrent que N peut modifier la composition et l’accumulation de caroténoïde et de chlorophylle dans les espèces feuillues », ont noté les auteurs Dean Kopsell, Kimberly Whitlock, Carl Sams, et David Kopsell. Pour mesurer l'impact des niveaux N sur les concentrations de pigment dans le pourpier, ils ont effectué des expériences avec les cultivars 'Golden Leaf' et 'Green Leaf' disponibles dans le commerce. Les chercheurs ont cultivé les deux cultivars dans de la solution nutritive avec des concentrations croissantes d’azote comprises entre 13, 26, 52, ou 105 mg·L-1. Ils ont ensuite récolté les plantes (45 jours après la plantation), et ont mesuré la concentration de pigments de pousses en utilisant une méthodologie de chromatographie en phase liquide à haute performance. Les résultats ont montré que l'augmentation des concentrations d'azote augmente les concentrations de la chlorophylledans les deux cultivars de pourpier. Les augmentations ont été les plus considérables pour 'Green Leaf'. Les paramètres mesurés de la biomasse dans l'étude ne sont pas affectés par l'interaction de la concentration du traitement N et le cultivar. « Le pourpier dans l'étude a accumulé des concentrations élevées de composés phytochimiques caroténoïdes, » ont indiqué les auteurs. « Le traitement à l'azote a influencé de façon significative le tissu des pousses bêta-carotène, lutéine, néoxanthine, caroténoïdes totaux, chlorophylle a, chlorophylle b, et chlorophylle totale dans les tissus des pousses de pourpier. »

Source principale : American Society for Horticultural Science, « Purslane production practices enhance nutritional value », 25 août 2016.

Formulation des aliments, process

Limiter l’absorption d’huile par les pommes de terres frites : l’intérêt du séchage assisté par ultrasons

Le processus de friture est largement utilisé à des fins domestiques et industrielles. L’ultrason à haute puissance (basse fréquence) modifie les propriétés des aliments en induisant des changements mécaniques, physiques et chimiques ou biochimiques. Les techniques des ultrasons sont relativement peu chères, simples et économiques en énergie. Il a été démontré que la diminution de la teneur initiale en humidité de la matière première permet de réduire l'absorption d'huile dans le produit frit. La présente étude fournit des informations sur la possibilité d'utiliser le séchage d’air assisté par ultrasons en tant que prétraitement avant la friture, afin d'étudier l'absorption d'huile par des tranches de pommes de terre frites. L’ultrason est une technologie émergente dans divers domaines de la transformation, de la préservation et de la sécurité des aliments. L'objectif de l’étude était d'examiner l'effet des ultrasons, ainsi que l'effet simultané de l'ultrason et du pré-séchage sur l'absorption d'huile par les tranches de pommes de terre frites. Les prétraitements aux ultrasons ont été réalisés à 28 et 40 kHz et les prétraitements de séchage ont été effectués à 80 °C pendant 8 à 15 min. Ensuite, le processus de friture a été effectué à 150, 170 et 190°C. Les résultats montrent que, par rapport au témoin, l'absorption d'huile dans les échantillons prétraités tant par ultrasons que par séchage a significativement diminué (P <0,05). La conclusion est que, à toutes les températures de cuisson, les échantillons prétraités par ultrasons ont absorbé moins d'huile en comparaison avec les échantillons témoins.

Source principale : Ghanbarzadech B., et al., « Frying of potato strips preteated by ultrasound-assisted air-drying », Department of Food Science and Technology, University of Tabriz, 20 novembre 2015.

Limiter le développement de bactérie dans les jus de fruit : l’effet de la nisine

Les Alicyclobacillus sont un groupe de bactéries qui peuvent provoquer la détérioration des jus de fruits et autres boissons. La nisine est un conservateur alimentaire largement utilisé. Une première étude a démontré que la nisine peut affaiblir la résistance à la chaleur des spores d’Alicyclobacillus dans le jus de kiwi lors du processus de pasteurisation, et peut inhiber la germination des spores ainsi que la croissance des cellules végétatives germées pendant les étapes suivantes. Des chercheurs ont étudié l'effet de la nisine sur la résistance des cinq isolats, et trois souches de référence des trois espèces d’Alicyclobacillus dans le jus de kiwi ont été examinées. Les trois souches d’Alicyclobacillus acidoterrestris et l’Alicyclobacillus herbarius C-ZJB-12-55 isolé pourraient se multiplier en dessous de 5 UI / ml de nisine. La croissance de toutes les souches pourrait être inhibée par 20 UI / ml de nisine. Lorsqu'il n'y a pas de nisine ajoutée, les valeurs moyennes de D_90C des souches vont de 12,43 à 37,36 min. Les valeurs moyennes de D_90C ont diminué avec l'augmentation de la concentration en nisine et les diminutions varient de 0,41 à 16,48 min pour les différentes souches lorsque la concentration de nisine a augmenté jusqu’à 100 UI / mL. Les conditions de croissance et de résistance à la chaleur des souches d’A. acidoterrestris étaient les meilleures parmi les souches d'essai, suivies de souches d’A. herbarius. Les souches d’Alicyclobacillus contaminans ne pouvaient pas se développer davantage dans le jus de kiwi sans nisine ajoutée. Ces résultats seraient utiles pour l'industrie des jus de fruits de kiwi pour contrôler la contamination des Alicyclobacillus et ils ont également une valeur pratique pour d'autres industries de jus de fruits et autres boissons contre Alicyclobacillus.

Source principale :  Tianli Y., et al., « The effect of nisin on the growth and heat resistance of Alicyclobacillus Acidoterrestris, Alicyclobacillus Herbarius and Alicyclobacillus contaminants in kiwi juice », College of Food Science and Engineering, Northwest A&F University, 9 août 2016.

Des huiles essentielles pour prolonger la durée de vie de l’huile d’olive vierge

VOO (Virgin Olive Oil) est l'une des rares huiles consommées sans aucun traitement de raffinage. L'un de ses plus importants problèmes de qualité est le rancissement par oxydation. Des antioxydants synthétiques tels que le BHA (hydroxyanisole butylé) et le BHT (hydroxytoluène butylé) sont largement utilisés pour empêcher l'oxydation. Cependant, les antioxydants synthétiques ne sont pas autorisés à être incorporés dans l'huile d'olive. L'étude actuelle a envisagé l'effet d’huiles essentielles de Zataria multiflora et Rosmarinus officinalis comme source d'antioxydants naturels sur l'oxydation de VOO. Les résultats de cette étude sont positifs sur la stabilité oxydative de l'huile d'olive vierge (VOO). Les indices d'activité anti-oxydante (peroxyde, p-anisidine, valeurs K232 et K268) d’EOs ont été comparés à ceux de BHT et de β-carotène. En conséquence, les plus faibles valeurs de peroxyde, valeur p-anisidine, et valeurs K232 et K268 ont été déterminées dans des échantillons contenant BHT et Z. multiflora EO. La R. officinalis EO a significativement réduit l'oxydation de VOO avec une extension de la période d'induction de 17,73%. Comparativement, BHT et Z. multiflora EO étaient plus efficaces pour réduire l'oxydation de VOO, avec une extension de la période d'induction de respectivement 63,72% et 48,90%. Le β-carotène présentait des effets pro-oxydants à l'égard des produits d'oxydation primaire et secondaire et a réduit la période d'induction de VOO de 3,29%. Les résultats démontrent que les huiles essentielles Zataria multiflora Boiss.(Shirazi thyme) et Rosmarinus officinalis L.( Romarin officinal) peuvent être utilisées pour prolonger la durée de vie de VOO.

Source principale : Keramat M., et al., « Oxidative stability of virgin olive oil supplemented with Zataria Multiflora Boiss. And Rosmarinus Officinalis L. essential oils during accelerated storage », Department of Food Science and Technology, School of Agriculture, Shiraz University, 26 juillet 2016.

Retarder la maturation des fruits et légumes en stockage post-récolte : les revêtements comestibles

Les revêtements comestibles pourraient être une technologie efficace pour entraver une infection pathogène et retarder le processus de maturation des fruits et des légumes pendant la période de stockage post-récolte. L'efficacité d'un enrobage comestible sur la base de revêtement CMC (Carboxymethyl Cellulose) 1,5% contenant de l'extrait de de la plante Impatiens balsamina L. Stems (IB) et d'autres additifs filmogènes, en comparaison avec un revêtement CMC sans extrait IB, a été étudiée pour les mandarines "Xinyu". Le but était de réduire le taux de dégradation et de maintenir la qualité nutritionnelle des fruits pendant le stockage après récolte. Les résultats ont montré que le revêtement complexe a été en mesure de fournir une barrière à l'agent pathogène et au gaz en réduisant le taux de dégradation des fruits et de perte de poids. De plus, la dégradation de la qualité nutritionnelle des mandarines "Xinyu" a été considérablement retardée. Les activités de SOD (superoxide dismutase), CAT (catalase), POD (peroxidase), PAL (phenylalanine ammonia lyase) et GLU (β-1, 3-Glucanase) étaient beaucoup plus élevées dans le traitement de revêtement complexe que dans le revêtement CMC seul et dans le groupe témoin. Un nouvel enrobage comestible à base de cellulose carboxyméthylique (1,5% CMC) contenant de l'extrait d'éthanol de tiges Impatiens balsamina L., 0,07% d'acide citrique, 0,5% d'ester de saccharose (sucroester), 1,0% de propionate (propanoate) de calcium et 0,5% de glycérol a été appliqué à des mandarines "Xinyu" pour retarder leur maturation et prolonger la vie post-récolte pendant un stockage à 5°C pendant 100 jours. L'ajout d'extrait IB en tant que composant antifongique dans le revêtement CMC avait un effet inhibiteur sur la croissance de moisissures ; et les traitements enrobés ont diminué de manière significative le taux de dégradation et de perte de poids. Ils ont maintenu la qualité commerciale et ont renforcé les activités des enzymes antioxydantes liées à la défense par rapport au groupe de contrôle non-enrobé. Les résultats suggèrent que, en appliquant le revêtement complexe, on peut retarder la maturation et prolonger la durée de vie post-récolte des mandarines "Xinyu".

Source principale : Wan C., et al., « Physiological and biochemical responses in cold-stored citrus fruits to carboxymethyl cellulose coating containing ethanol extract of Impatiens Balsamina L. stems », Jiangxi Key Laboratory for postharvest technology and non destructive testing of fruits and vegetables, Jiangxi Agricultural University, 26 juillet 2016

L’huile essentielle d’oignon comme agent antifongique

Les résultats obtenus montrent que l'huile essentielle d'oignon, en plus de son rôle sensoriel, peut également être utilisée comme agent antifongique dans la protection des aliments contre la contamination mycologique et mycotoxicologique. Le but de l’étude était d’analyser le potentiel antifongique de l’huile essentielle d’oignon (Allium cepa L. cultivar Kupusinski jabučar) contre les espèces fongiques isolées des aliments. Vingt et un composés ont été identifiés dans l'huile essentielle d'oignon et les composants principaux sont diméthyle-trisulfure (16,64%) et méthyl-propyl-trisulfure (14,21%). Les concentrations appliquées d'huile d'oignon essentielle (3.5, 7.0, 14.0, et 28.0 μL/100 mL) ont favorisé le retard ou l'absence de croissance fongique avec différents effets inhibiteurs sur le ralentissement du taux de croissance. L'huile essentielle d’oignon à une concentration de 28.0 μL/100 mL a montré un effet fongicide sur la croissance d’Aspergillus carbonarius, Aspergillus wentii, Aspergillus versicolor, Penicillium brevicompactum, Penicillium glabrum, Penicillium chrysogenum, et Fusarium spp. et un effet inhibiteur sur Aspergillus niger et Penicillium aurantiogriseum. Les enquêtes macroscopiques et microscopiques ont montré que l'application de l'huile essentielle d'oignon a provoqué des changements dans la macro-morphologie et la micro-morphologie des champignons étudiés.

Source principale : Mojovic L., et al., « Antifungal activity of the onion (Allium cepa L.) essential oil against Aspergillus, Fusarium and Penicillium species isolated from food », Faculty of Technology and Metallurgy, University of Belgrade, 29 juillet 2016.

L'application de traitement d'images numériques dans le contrôle de certaines propriétés physiques au cours du séchage de Tarkhineh

Le Tarkhineh est un aliment fermenté traditionnel, principalement produit dans les provinces occidentales de l'Iran. Il y a peu d'informations sur la forme et le volume du Tarkhineh, sur ses changements physiques au cours du séchage car ce produit est séché sous diverses formes.

Le traitement d’images numériques a été utilisé pour étudier l’effet de la forme des pains de Tarkhineh et la température de séchage sur les propriétés physiques de ce produit. Les résultats ont révélé que les formes cylindriques et sphériques n’ont eu aucune fissure, tandis que le pain en forme de bande avait des fissures seulement à 90 °C. Les variations de volume au cours du séchage de Tarkhineh dépendaient forcément de la température de séchage. Les échantillons ont montré une réduction de volume et un retrait continu à partir de 25 ° C. Puis, à 55°C et à 90°C, le volume des échantillons a d'abord augmenté, mais a diminué par la suite. Il y avait une corrélation entre le changement de couleur et la teneur en humidité de Tarkhineh. Ce modèle de régression a permis de prédire la teneur en humidité en fonction de la couleur avec une précision de 96,3%. Au cours de l’augmentation du temps de séchage, l'histogramme des niveaux de gris s’est déplacé vers les plus sombres; en outre, la base de l’histogramme est devenue plus large et sa hauteur a diminué. Les propriétés texturales des images de Tarkhineh ont connu beaucoup de changements au cours des premières 1,5 h de séchage. L'intensité de ces modifications a été réduite par la suite. Cette recherche a montré que l'application des machines visuelles et le traitement de l'image pourraient être une technique rapide qui permettrait de surveiller les propriétés physiques des variations de Tarkhineh pendant le séchage.

L'utilisation de ce procédé pourrait être généralisée à des produits similaires, et utilisée pour la surveillance en ligne dans des lignes de production.

Source principale : Ghaitaranpour A., et al., « Application of digital image processing in monitoring some physical properties of Tarkhineh during drying », Department of Food Science and Technology, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, 29 juillet 2016.

Comportement des consommateurs

La consommation par les enfants de boissons riches en calories dans les restaurants fast-food, liée aux repas combo (repas combinés)

Une nouvelle enquête sur les habitudes alimentaires des enfants et des adolescents dans les restaurants fast-food suggère que les niveaux de consommation de boissons sucrées sont étroitement liés à leur inclusion automatique en offre "repas combo" ("combo meal" packages). Selon les chercheurs de NYU Langone Medical Center qui ont mené l'enquête, les enfants qui ont mangé dans l'une des cinq grandes chaînes de restauration rapide ont consommé 179 calories de plus en moyenne lorsque leurs offres de repas incluent soda, thé ou jus sucré, ou laits aromatisés, par rapport à ceux qui buvaient des boissons non sucrées ou aucune boisson avec leur nourriture. Dans un résumé des résultats, publié dans l'American Journal of Public Health en ligne le 7 octobre, les chercheurs ont également constaté que l'achat de boissons dans le cadre des repas combinés est lié à la consommation moyenne de 82 calories. « Notre étude suggère fortement que le désaccouplement des boissons sucrées des offres de repas combo pourrait réduire la consommation de boissons riches en calories et aider à réduire les taux d'obésité chez les enfants concernés », explique l’enquêteur principal de l'étude Brian Elbel, PhD, professeur agrégé au Department of Population Health à NYU Langone, et à the NYU Wagner Graduate School of Public Service. Pour l'étude, l'équipe d’Elbel a interrogé 483 garçons et filles âgés de 1 à 18 ans qui ont dîné ou ont acheté la nourriture chez McDonald, Burger King, KFC, Wendy ou Subway entre Janvier 2013 et Juin 2014. Tous les restaurants participant à l'enquête se situent à New York ou à Newark ou à Jersey City, NJ.  

Chicken korma (Poulet Korma), Eton mess et une variante génétique fournissent des indices à nos choix alimentaires

Des études antérieures sur les souris ont montré que la perturbation d'une voie particulière dans le cerveau impliquant le récepteur de la mélanocortine-4 (MC4R) peut conduire les souris à manger beaucoup plus de matières grasses. Etrangement, ces mêmes souris mangent beaucoup moins de sucre. Cependant, la pertinence de ces résultats sur le comportement alimentaire chez les humains est peu évidente. Dans une étude publiée dans la revue Nature Communications, des chercheurs de l’University of Cambridge ont donné aux participants un « all-you-can-eat » buffet (buffet à volonté) de poulet korma – une recette populaire de curry - avec trois options possibles ayant la même apparence et le même goût, mais dans lesquelles la teneur en matières grasses étaient de 20% (faible), 40% (moyenne) et 60% (élevée) des calories. L’étude s’est intéressée aux comportements des personnes maigres, des personnes obèses et des personnes qui étaient obèses en raison d’un gène appelé MC4R. Après avoir pris une petite portion de chaque recette, les gens ont été autorisés à manger librement des trois kormas. Ils ne pouvaient pas faire la différence entre les aliments et ne savaient pas que la teneur en matières grasses variait. Les chercheurs ont constaté que, bien qu'il n'y ait pas de différence globale de la quantité d'aliments consommés entre les groupes, les individus avec un MC4R défectueux ont mangé presque deux fois plus du korma à la teneur en matière grasse la plus élevée que les personnes maigres (précisément 95% de plus) et 65% plus que les autres personnes obèses. .

Dans une seconde étude, les gens ont dégusté Eton mess, un dessert qui se compose d’un mélange de fraises, de crème fouettée et de meringue brisée. Encore une fois, il y avait trois options parmi lesquelles les participants pouvaient choisir librement, entre une teneur en sucre représentant respectivement 8% (faible), 26% (moyenne) ou 54% (élevée)du contenu calorique de la recette, mais avec une teneur en matières grasses fixe. Les personnes maigres et obèses ont dit qu'ils aimaient Eton mess avec la teneur en sucre la plus élevée. Cependant, paradoxalement, les individus avec un MC4R défectueux aimaient le dessert le moins sucré par rapport à leurs homologues minces et obèses. Au total, ces individus ont consommé beaucoup moins des trois desserts par rapport aux deux autres groupes.

1% des personnes obèses présente un défaut dans le gène MC4R, ce qui la rend plus susceptible de prendre du poids. Les chercheurs pensent que, pour ces personnes, le fait que la voie de MC4R ne fonctionne pas peut les conduire à préférer des aliments riches en matières grasses, sans le savoir, et donc amplifie leur problème de poids. De nombreux autres gènes augmentent le risque de prendre du poids et ont un impact sur le comportement alimentaire. Ces gènes doivent être étudiés à l'avenir. Le Professeur Sadaf Farooqi de Wellcome Trust-Medical Research Council Institute de Metabolic Science à l’University of Cambridge, qui a dirigé l'équipe de recherche, déclare: « Notre travail montre que, même si vous contrôlez bien l'apparence et le goût des aliments, notre cerveau peut détecter la teneur en éléments nutritifs. La plupart du temps, nous mangeons des aliments qui sont à la fois riches en matières grasses et riches en sucre. En testant soigneusement ces nutriments séparément dans cette étude, et en testant un groupe relativement rare de personnes avec le gène MC4R défectueux, nous avons pu montrer que les voies spécifiques du cerveau peuvent moduler les préférences alimentaires ».

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