Qualité nutritionnelle des protéines de la viande

Qualité nutritionnelle
des protéines de la viande
Didier REMOND
Christelle DUCHÈNE
LES 3 POINTS FORTS : COMPOSITION,
DIGESTIBILITÉ ET VITESSE DE DIGESTION
Teneur en acides aminés indispensables,
% des protéines
50
Viandes
de bœuf
Produits
tripiers
de bœuf
Bavette
Faux-filet
Foie
Hampe
Macreuse
Cœur
Tende de
Entrecôte
tranche
45
40
Plat de Côte
Langue
Paleron
Rognons
Joue
35
30
0
4
8
12
16
Teneur en collagène, % des protéines
20
24
Figure n° 2
Composition en acides aminés de viandes et produits tripiers de bœuf
se différenciant par leur teneur en collagène [6]
g/100 g deprotéine
20
Bavette
Paleron
Joue
15
10
Acides aminés indispensables
5
an
As
Ar
Al
gi
in
e
ni
pa ne
ra
g
Cy ine
s té
Gl
u t in e
am
i
G l ne
yc
in
Pr e
ol
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i
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e
0
Is o din
le e
uc
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M Lys
é
Ph th ine
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to ne
ph
an
Va e
li n
e
Les différentes viandes ont en commun plusieurs caractéristiques nutritionnelles : des apports significatifs
Relation entre les teneurs en collagène et acides aminés
indispensables (AAI) dans les viandes et produits tripiers de bœuf [6]
s ti
Une composition protéique peu
variable selon les viandes
Figure n° 1
Hi
Les protéines jouent plusieurs rôles
fondamentaux pour notre organisme :
enzymes, hormones, récepteurs, protéines de structures, etc. Pour remplir leurs fonctions, elles doivent être
renouvelées en permanence, ce qui
requiert la présence simultanée de tous
les acides aminés qui les composent. Si
certains peuvent être synthétisés par
l’organisme, neuf d’entre eux, appelés
acides aminés indispensables (AAI)*,
doivent être apportés par l’alimentation.
Les besoins en acides aminés chez
l’Homme adulte correspondent principalement au remplacement des pertes
métaboliques et digestives. La qualité
d’une source alimentaire de protéines
va donc être évaluée en premier lieu
selon sa capacité à satisfaire quantitativement et qualitativement ces besoins,
ce qui dépend de sa composition en
AAI et de sa digestibilité.
D’autres critères peuvent compléter
cette notion de qualité :
la vitesse de digestion qui conditionne
l’efficacité d’utilisation des acides
aminés alimentaires par l’organisme,
le rôle spécifique de certains acides
aminés comme, par exemple, celui
de la leucine dans le déclenchement
de la synthèse protéique musculaire.
PRONUTRIAL
De 2010 à 2013, le programme Pronutrial a étudié la digestion des produits
carnés et l’impact des procédés sur celle-ci dans le but d’optimiser la qualité
des apports alimentaires protéiques. Plusieurs unités de l’INRA (*), l’ADIV
(Institut technique Agro-Industriel des filières viandes) et le CIV (Centre
d’Information des Viandes) ont collaboré à ce programme cofinancé par
l’ANR (Agence Nationale de la Recherche).
(*) (UR 370 Qualité des produits Animaux, UMR 1019 Unité Nutrition Humaine, UMR 914 Physiologie
de la Nutrition et Comportement Alimentaire)
PROCÉDÉS DE
TRANSFORMATION
DES VIANDES
T° cuisson,
hachage, sel, pH
DIGESTION
IN VITRO ET IN VIVO
DES PROTÉINES
CARNÉES
Modélisation
* Neuf acides aminés indispensables : histidine, isoleucine, leucine, lysine, thréonine, méthionine, phénylalanine, tryptophane, valine.
VERS UNE QUALITÉ
NUTRITIONNELLE
PROTÉIQUE
OPTIMISÉE
Qualité nutritionnelle
des protéines de la viande
Les 3 points forts : composition, digestibilité et vitesse de digestion
en fer héminique, en zinc, en sélénium,
en vitamines du groupe B et, bien sûr,
leur richesse en protéines : 17 à 23 g de
protéines pour 100 g de viande [6]. La
structure des viandes et leur composition
biochimique peuvent toutefois différer
selon l’origine animale, les morceaux
considérés et les modes de préparation
(hachage, marinage, cuisson, etc.). La
proportion de collagène constitue par
exemple le principal facteur de variation
de la composition en acides aminés d’un
morceau à un autre : plus la viande est
riche en collagène moins elle contient
d’AAI (Figure n° 1). Toutefois, même
pour des proportions importantes de
collagène (20 % dans la joue), l’impact
sur la composition en AAI reste modéré
(Figure n° 2).
Une composition adéquate en
acides aminés
Globalement, la composition en acides
aminés des protéines de la viande cor-
respond aux besoins de l’Homme pour
accroître ou renouveler les protéines
corporelles (Tableau n° 1). Il n’est donc
pas nécessaire d’ingérer de grandes
quantités de viande pour couvrir les
besoins en acides aminés indispensables.
A contrario, certains aliments protéiques
d’origine végétale ont une composition
déséquilibrée en AAI ; la couverture des
besoins requiert donc des quantités
très importantes ou bien une complémentation. Les céréales présentent,
par exemple, des teneurs limitantes en
lysine et les légumineuses, de faibles
concentrations en acides aminés soufrés
(méthionine + cystéine) (Tableau n° 1).
Tableau n° 1
Composition en acides aminés de différentes sources de protéines
(g/100 g de protéine).
Protéine de
b
référencea [1] Bœuf [6] Lait [17]
Histidine
1,7
3,1
2,7
Isoleucine
2,7
4,7
6,4
Leucine
5,9
8,1
10,7
Lysine
4,5
8,9
7,9
Méthionine (+ cystéine)
2,3
5,8
3,4
Phénylalanine (+ tyrosine)
4,1
7,7
10,4
Thréonine
2,5
5,3
4,6
Tryptophane
0,6
1,5
1,4
Valine
2,7
4,9
7,0
Acides aminés
Blé [17]
2,4
4,6
7,9
3,2
4,4
9,0
3,7
1,3
5,3
Pois [17] Soja [17]
2,5
4,5
8,4
7,2
2,1
9,1
3,9
1,0
5,0
2,2
4,7
7,5
5,0
3,1
8,6
4,0
1,2
5,9
a Profil établi sur la base des besoins moyens de l’organisme [1].
b Composition en acides aminés indispensables du Faux-filet [6].
EVOLUTION DES MÉTHODES D’ÉVALUATION DE LA QUALITÉ NUTRITIONNELLE DES PROTÉINES
ALIMENTAIRES
Jusqu’à présent, la méthode de référence
pour évaluer la qualité des protéines alimen- Indice DIAAS (Digestible Indispensable Amino Acid Score) de différentes sources de
taires était le PD-CAAS (Protein Digestibility protéines alimentaires
Corrected Amino Acid Score) recommandé
Bœuf
Lait
Blé
Pois
Soja
par la FAO/WHO [9]. Le PD-CAAS correspond
Digestibilité
iléale
à la digestibilité de la protéine multipliée
92 [13]
95 [10]
90 [4]
89 [11]
92 [12]
réelle, %
par l’indice chimique. Pour calculer celui-ci,
Acide aminé digestible par rapport à la protéine de référence [1]
la teneur de chaque AAI dans la protéine
Histidine
1,98
1,52
1,27
1,31
1,18
concernée est exprimée en pourcentage
Isoleucine
1,50
2,26
1,54
1,49
1,60
par rapport à la teneur de cet acide aminé
Leucine
1,31
1,72
1,20
1,27
1,16
dans la protéine de référence. Le plus faible
Lysine
1,87
1,68
0,65
1,43
1,02
pourcentage, c’est-à-dire celui de l’acide
Méthionine (+ cystéine)
2,31
1,39
1,71
0,82
1,23
aminé dit « limitant », constitue l’indice
(AAS)
chimique du produit.
Phénylalanine
1,73
2,41
1,98
1,98
1,90
(+ tyrosine)
Ce critère souffre cependant d’imprécisions.
a
Profil établi sur la base des besoins moyens de l’organisme [2]. b Composition
en
AAI
du
faux-filet
[1].
Thréonine
1,93
1,74
1,33
1,39
1,44
La digestibilité utilisée est le plus souvent
Tryptophane
2,04
2,23
1,93
1,49
1,82
celle mesurée sur l’ensemble du tube digestif
Valine
1,58
2,48
1,77
1,66
1,58
et non dans l’intestin grêle. Et elle ne tient
DIAAS, %
131 (Leu)
139 (AAS)
65 (Lys)
82 (AAS)
102 (Lys)
pas compte du fait que la digestibilité peut
différer selon les acides aminés. Aussi, en la composition et de la digestibilité dans possible d’utiliser la digestibilité iléale glo2013, la FAO a proposé un nouvel indice, l’intestin grêle de chacun des acides aminés bale de la protéine comme valeur moyenne
le DIAAS (Digestible Indispensable Amino indispensables [8]. La digestibilité iléale réelle pour tous les acides aminés. C’est cette
Acid Score) non plus calculé sur la base du étant encore très rarement mesurée pour les digestibilité que le programme PRONUTRIAL
seul acide aminé limitant mais à partir de acides aminés individuels, il est cependant a évalué pour la viande.
Une digestibilité réelle de 92 %
Chez l’Homme, la digestibilité des protéines de la viande dans l’ensemble
du tractus digestif (mesurée à partir
de prélèvements au niveau fécal) est
très élevée (97-100 %) [21]. Cependant,
seule la digestion dans l’intestin grêle
permet de libérer des acides aminés
biodisponibles pour l’organisme. C’est
cette digestibilité réelle (quantité digérée dans l’intestin grêle rapportée à la
quantité ingérée), mesurable par des
prélèvements au niveau de l’iléon, que le
programme PRONUTRIAL a évalué. Une
étude préliminaire sur des porcs nains a
démontré l’efficacité de la digestion de
la viande dans l’intestin grêle avec une
Figure n° 3
Effet de la quantité de viande ingérée sur la quantité de protéines non
absorbées dans l’intestin grêle et entrant dans le côlon (dosage de l’azote) [3]
Quantité cumulée d’azote (N) alimentaire
entrant dans le colon, g
0,5
Viande
ingérée, g
65
100
135
0,4
N ingéré, g N digéré, g Digestibilité
réelle, %
3,42
3,24
95 %
5,13
4,90
96 %
6,83
6,51
95 %
65 g
100 g
135 g
0,1
0,0
1
2
3
4
5
Temps, h
6
7
8
9
Figure n° 4
Effet de la température de cuisson à cœur sur la vitesse d’apparition des
acides aminés dans le plasma [3]
Augmentation postprandiale de la
concentration plasmatique en AAI, M
900
750
95°C
600
75°C
450
60°C
300
150
0
0
60
120
180
240
La quasi-totalité des acides aminés
apportés par la viande est donc absorbée. De plus, les viandes n’induisent pas
de réaction notable au niveau du tractus
digestif susceptible d’accroître les pertes
de protéines endogènes comme cela peut
se produire avec des aliments d’origine
végétale dont les fibres augmentent les
pertes de protéines par desquamation et
dont certains facteurs "antinutritionnels"
tels que les lectines stimulent la sécrétion
de protéines intestinales (mucines, etc.).
PRONUTRIAL a également montré
que la température de cuisson (60 à
95°C pendant 30 minutes) n’avait pas
d’impact significatif sur la digestibilité
dans l’intestin grêle bien que le chauffage
induise des modifications de la structure
des protéines [3, 13].
0,3
0,2
quantité digérée bien proportionnelle à
la quantité ingérée (Figure n° 3) et une
digestibilité iléale de 95 % [3]. Une étude
sur des volontaires sains a confirmé cette
observation, avec une digestibilité iléale
moyenne de 92 % [13].
Temps, min
La température de cuisson : un
levier pour optimiser la vitesse
de digestion
La cinétique de digestion des protéines
alimentaires conditionne l’efficacité de
leur assimilation. La cinétique optimale
n’est pas nécessairement la même pour
tous les sujets. Chez les personnes âgées,
il est préférable de consommer des
protéines rapidement digérées pour
accélérer l’augmentation de la concentration en acides aminés dans le sang
après la prise alimentaire et relancer ainsi
la synthèse des protéines corporelles.
Chez les jeunes adultes, en revanche, la
vitesse de digestion a peu d’impact sur
le métabolisme protéique [7].
La viande, quelle que soit son origine,
est considérée comme une source de
protéines à digestion rapide [16, 18, 20].
Les analyses à la fois in vitro et in vivo
chez l’animal, menées dans le cadre de
PRONUTRIAL, ont montré que la vitesse
Qualité nutritionnelle
des protéines de la viande
Les 3 points forts : composition, digestibilité et vitesse de digestion
de digestion peut être modulée par la
température de cuisson à cœur [2, 3].
Cette relation n’est toutefois pas linéaire :
dans l’étude in vivo, la vitesse d’apparition
des acides aminés dans le sang suite à
l’ingestion de viande est supérieure pour
FIGURE N° 5
Effet de la température de cuisson à cœur sur la conformation des
protéines et l’accessibilité des enzymes digestives à leur site de
coupure [2]
Enzymes
digestives
60°C
Protéine native
75°C
Protéine dénaturée
95°C
Protéines agrégées
une température de cuisson à cœur de
75°C (bien cuite) par rapport à des cuissons
à 60° C (saignant-rosé) ou à 95°C (bouillie)
(Figure n° 4) [3].
Ceci s’expliquerait par la combinaison, selon
la température à cœur, de deux processus
aux effets antagonistes (Figure n° 5) [2] :
la dénaturation des protéines qui,
jusqu’à des températures de 75°C,
augmenterait le nombre de sites de
coupures accessibles aux enzymes,
ce qui conduirait à leur plus grande
digestibilité,
la forte agrégation de ces protéines qui,
pour des températures supérieures à
95°C, limiterait l’accessibilité aux sites de
coupure et réduirait ainsi la digestibilité.
LES PERSONNES ÂGÉES : DES BESOINS SPÉCIFIQUES EN PROTÉINES DE QUALITÉ
Une des caractéristiques majeures du vieillissement est le déclin
progressif de la masse musculaire, conduisant à la sarcopénie. A
un stade avancé, celle-ci entraîne une fragilisation et une perte
progressive de l’autonomie de l’individu. Associée au maintien
d’une activité physique régulière, la nutrition protéique permet
de ralentir son développement [5].
De par sa densité en protéines de bonne digestibilité, riches
en AAI et rapidement digérées, la viande constitue un aliment
important pour les personnes âgées. Des travaux récents soulignent
son intérêt dans l’alimentation des personnes âgées pour relancer
la synthèse protéique musculaire [19] ; à quantité équivalente de
protéine, la viande est plus efficace qu’une source de protéines
végétales assez bien équilibrée en AAI, telle que le soja [15].
Toutefois, une baisse importante de l’efficacité masticatoire qui
s’accompagne d’une déglutition de morceaux de viande moins
déstructurés, peut ralentir la digestion des protéines et l’apparition
des acides aminés dans le sang. Ce ralentissement est dommageable pour les personnes âgées puisqu’il s’accompagne d’une
moins bonne utilisation des acides aminés pour la synthèse des
protéines corporelles [16]. Le hachage de la viande accélère la
vitesse de digestion et entraîne une meilleure assimilation des
protéines [14].
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