Vitawatch de mars : votre veille agroalimentaire scientifique en un coup d'œil

A travers le monde, les chercheurs en nutrition-santé, goût, technologie ou encore sécurité alimentaires nous abreuvent de découvertes scientifiques.

Ainsi, les composés bioactifs des agrumes semblent efficaces pour lutter contre le déclin cognitif lié à l'âge. Des hypothèses se confirment sur l'origine de la multiplication des allergies alimentaires, ainsi que sur la sensation d'astringence. Un groupe de recherche étudie l’utilisation de farines d'insectes adaptées pour des applications en alimentation humaine, comme la production de pain. Un autre groupe de chercheurs développe des hydrogels à base d'amidon modifié pouvant être utilisés comme « encre » dans l'impression 3D d'aliments. Enfin, des chercheurs canadiens ont montré que les rayons gamma seraient plus efficaces contre les insectes que les rayons X.
 

C'est à lire dans notre  « Vitawatch » de ce mois de mars, votre veille scientifique au service de votre innovation dans l'agroalimentaire !

Alimentation et santé                        

Le rôle des agrumes dans la santé mentale : le développement cognitif amélioré par les polyphénols

Une étude publiée dans Frontiers in Neuroscience démontre que les polyphénols d’agrumes ont des propriétés anti-inflammatoires et antioxydantes. “Après avoir examiné les preuves disponibles, nous pouvons conclure que les composés bioactifs des agrumes (c’est à dire les nutriments et les polyphénols) améliorent la cognition générale, autant chez les personnes en bonne santé que chez les personnes souffrant de déclin cognitif lié à l’âge”, déclare Dr David Vauzour, responsable de la recherche à la Norwich Medical School.

Dans le cadre de cette étude, menée par une équipe de l’Université d’East Anglia (Royaume-Uni), il a été déterminé que l’absorption des polyphénols était meilleure en cas de consommation de jus d’agrumes plutôt que de fruits entiers, probablement à cause de la teneur en fibres des fruits entiers, qui agiraient comme une barrière dans l’intestin.

Selon Dr Carrie Ruxton, du Fruit Juice Science Center, il est important que les industriels démontrent les avantages de leurs produits par le biais de recherches cliniques. Face au vieillissement de la population, la prévention du déclin cognitif est un enjeu majeur de santé publique et les consommateurs doivent être informés au mieux des bénéfices de l’alimentation sur leur santé. 

Source : https://www.foodnavigator.com/Article/2021/03/03/The-role-of-citrus-in-brain-health-Citrus-bioactive-compounds-improve-general-cognition

Un système de contrôle de la qualité des aliments trop strict à l'origine d'allergies alimentaires ?

Face à l’augmentation des allergies alimentaires, de nombreuses études cherchent à en comprendre les causes. Une hypothèse serait notamment que ces allergies surviendraient en raison d’une absence de pathogènes naturels, tels que les parasites, dans l’environnement moderne.

De leur côté, des immuno-biologistes de Yale avancent une autre hypothèse. Selon leurs travaux, il semblerait que l’hypersensibilité du système immunitaire à certains allergènes alimentaires soit due d’une part à l’utilisation accrue de produits d’hygiène et d’antibiotiques, et d‘autre part, à une consommation croissante d’aliments transformés, entrainant une exposition réduite aux aliments bruts. Enfin, l’ingestion de conservateurs alimentaires et de produits chimiques (tels que les détergents à vaisselle par exemple) implique de nouveaux éléments que le système immunitaire ne sait pas gérer.

“Collectivement, ces changements dans l’environnement déclenchent des réactions de contrôles de la qualité des aliments, ce qui fait que le système immunitaire réagit aux protéines alimentaires de la même manière qu’il réagirait aux substances toxiques”, explique Ruslan Medzhitov, professeur d’immunobiologie et chercheurs au Howard Hugues Medical Institute. 

Source : https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-01/yu-ofq011321.php

Formulation des aliments / process

Les dessous de l’astringence

L’astringence, cette sensation de sécheresse et de rugosité en bouche à la dégustation d’un carré de chocolat noir et d’un verre de vin rouge par exemple, peut représenter un frein à l’acceptation des aliments d’origine végétale, victimes de cette sensation.

Dans une étude tout juste publiée dans le Journal of Agricultural and Food Chemistry, des chercheurs de l’INRAE, du CNRS et de l’Université de Bourgogne (CSGA) ont étudié le fonctionnement de l’astringence afin d’en identifier les causes. D’après leurs recherches, il semblerait que la protéine MUC1, présente à la surface des cellules de la muqueuse orale, joue un rôle dans cette sensation. En provoquant l’agrégation des protéines de la muqueuse orale, les tanins entraineraient une séparation des deux parties de MUC1, aboutissant ainsi à la détection de la sensation d’astringence.

Cette découverte pourrait amener de nouveaux travaux de recherches visant à mieux appréhender cette sensation, permettant ainsi le développement d’aliments d’origine végétale mieux acceptés par le consommateur.

Source : https://www.inrae.fr/actualites/dessous-lastringence

Les chercheurs améliorent les propriétés de cuisson des farines d'insectes

Le groupe de recherche "Extrusion de biopolymères" de la chaire de génie des procédés alimentaires (LVT) du Karlsruhe Institute of Technology (KIT, Allemagne) étudie l’utilisation de farines d'insectes adaptées pour des applications en alimentation humaine, comme la production de pain.

Si de nombreux consommateurs refusent encore les insectes comme aliments non transformés, sous forme de collation par exemple, l'acceptation des produits dans lesquels les insectes ne sont pas visibles est plus élevée. Afin d’atteindre une plus forte acceptation des consommateurs, les farines d’insectes doivent s’apparenter au mieux aux farines traditionnelles.

Pour le traitement des insectes, les ingénieurs agroalimentaires utilisent l'extrusion. Les chercheurs du LVT analysent leurs propriétés physiques et fonctionnelles, telles que la capacité de dissolution, la capacité de rétention d'eau ou l'élasticité. Les travaux visent à améliorer ces propriétés pour qu'elles correspondent aux caractéristiques des farines de boulangerie classiques.

Les effets de l’extrusion sur la digestibilité et la biodisponibilité des nutriments contenus dans les insectes sont étudiés en coopération avec l'Institut Max Rubner. "Un autre avantage de cette méthode est la désactivation des enzymes et la réduction des contaminants microbiens", explique Dr Azad Emin.

"Les recherches futures se concentreront sur l'applicabilité des farines produites dans le secteur de la boulangerie. Les contrôles externes du pain doivent couvrir non seulement la forme et l'apparence, mais aussi la texture du pain", rapporte le Dr Azad Emin, qui souligne que les résultats obtenus seront importants pour la production durable d'aliments contenant des insectes.

Source : https://www.kit.edu/kit/english/pi_2020_040_food-technology-insect-flours.php

Des chercheurs créent des ingrédients pour produire des aliments par impression 3D

La production d’aliments avec des imprimantes 3D est en plein développement et donne la possibilité d’obtenir des produits correspondant aux préférences des consommateurs en termes de goûts, de textures, de praticité ou encore d’apports nutritionnels.

Des chercheurs brésiliens du Collège d'agriculture Luiz de Queiroz de l'Université de São Paulo (ESALQ-USP), associés à des chercheurs français du Collège Atlantique de Médecine Vétérinaire, Science et Ingénierie Alimentaire de Nantes (Oniris) et de l'INRAE, ont développé des hydrogels à base d'amidon modifié pouvant être utilisés comme «encre» dans l'impression 3D d'aliments.

Les travaux de recherche, publiés dans Food Research International, font état des différentes technologies testées au cours des dernières années pour modifier l’amidon et obtenir des gels aux caractéristiques idéales pour l’impression 3D d’aliments.

Les deux méthodes les plus efficaces pour produire du gel à partir d’amidon de blé ou de manioc utilisent l’ozone ou le chauffage à sec. Dans la première méthode, les chercheurs ont produit de l’ozone en appliquant une décharge électrique à l’oxygène. Le gaz ainsi obtenu a été mélangé avec de l’eau et de l’amidon de manioc en suspension. L’eau du mélange est ensuite éliminée, afin d’obtenir un gel dont les propriétés peuvent varier en fonction des conditions (température, concentration d’ozone...). La deuxième méthode, développée plus récemment, implique le chauffage à sec du manioc et de l’amidon de blé.

"Nous avons obtenu de bons résultats avec les deux méthodes. Elles sont simples, bon marché et faciles à mettre en œuvre à l'échelle industrielle", a déclaré Pedro Esteves Duarte Augusto, professeur à l'ESALQ-USP et chercheur principal pour le projet. A noter que les gels à base de manioc modifié et d'amidon de blé peuvent être utilisés pour imprimer d'autres choses que des produits alimentaires, comme des produits biomédicaux (capsules de médicaments, des nutraceutiques...).

"Nous avons démontré la faisabilité de la production alimentaire par l'impression 3D et la fabrication d'ingrédients sur mesure. Nous prévoyons maintenant d'étendre les applications et de tester d'autres matières premières", a déclaré Pedro Esteves Duarte Augusto.

Source : https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-12/fda-rci120320.php

Sécurité alimentaire / emballage

Sécurité alimentaire : irradiation et vapeurs d’huiles essentielles pour traiter les céréales

Dans une étude publiée dans la revue Radiation Physics and Chemistry, l’équipe de la professeure Monique Lacroix, de l’INRS (Institut national de la recherche scientifique - Canada) a démontré qu’un traitement combiné d’irradiation et de vapeurs d’huiles essentielles éliminerait efficacement les insectes, les bactéries et les moisissures dans les céréales entreposées. L’irradiation des aliments consiste à les exposer à des rayonnements ionisants, dont les rayons gamma et les rayons X.

L’équipe de recherche a montré que les rayons gamma étaient plus efficaces contre les insectes que les rayons X. Par ailleurs, un débit de dose plus élevé avec les rayons gamma était plus efficace qu’un faible débit. De plus, l’ajout d’huiles essentielles d’eucalyptus et d’arbre à thé en améliorait significativement l’efficacité.

Même si elles sont plus résistantes aux radiations que les insectes, les bactéries et les moisissures affichent un résultat similaire. Après avoir réalisé plusieurs expériences, notamment sur des sacs de riz de 5kg, l’équipe souhaiterait désormais tester le procédé en milieu industriel, en partenariat avec des entreprises.

Source : https://inrs.ca/en/news/food-security-irradiation-and-essential-oil-vapours-for-cereal-treatment/

Agriculture durable

La fermentation des déchets alimentaires peut améliorer la croissance des cultures

Les chercheurs d'UC Riverside (Californie) ont démontré dans une étude publiée dans Frontier in Sustainable Food Systems que les sous-produits alimentaires et la purée de bière (sous-produit de la production de bière) fermentés peuvent stimuler les bactéries qui favorisent la croissance des cultures, et rendent également les plantes plus résistantes aux agents pathogènes. "Les microorganismes utiles ont considérablement augmenté lorsque nous avons ajouté des sous-produits alimentaires fermentés aux systèmes de culture des plantes", a déclaré la microbiologiste Deborah Pagliaccia, qui a dirigé la recherche. 

Dans cette expérience, les plantes ont été cultivées dans une serre, et les bénéfices des déchets ont été préservés dans un système d'arrosage fermé. Les racines des plantes recevaient donc une nouvelle dose du traitement à chaque fois qu'elles étaient arrosées.

"C'est l'un des principaux atouts de cette recherche : créer un cycle durable où nous économisons l'eau en la recyclant dans un système d'irrigation fermé et en même temps ajoutons un produit issu du gaspillage alimentaire qui alimente les cultures à chaque cycle d'arrosage."

Samantha Ying, spécialiste de l'environnement à l'UCR, a également constaté un pic de la quantité de carbone dans le sol après chaque apport de sous-produits alimentaires, suivi d'un plateau, suggérant que les bactéries bénéfiques utilisent le carbone disponible pour se répliquer. "Si les sous-produits peuvent améliorer le rapport carbone / azote dans les cultures, nous pouvons exploiter ces informations pour optimiser les systèmes de production", a-t-elle déclaré.

Un point important à noter : les déchets alimentaires et la purée de bière ont subi des contrôles sanitaires pour ne pas être vecteurs de bactéries pathogènes,  afin qu'ils n’introduisent aucun élément nocif dans les cultures. 

Des expériences similaires utilisant des sous-produits de coquille d'amande sont en cours. "L'établissement de collaborations de recherche interdisciplinaires et de partenariats entre les secteurs public et privé aideront à résoudre les défis auxquels sont confrontés les systèmes agroalimentaires mondiaux", a déclaré le co-auteur de l'UCR, Norman Ellstrand, un éminent professeur de génétique.

Source : https://news.ucr.edu/articles/2021/01/27/turning-food-waste-back-food