Qualité protéique et nature des peptides libérés lors de la digestion in vitro de pâtes alimentaires sans gluten issues de cultures résilientes aux aléas climatiques
Résumé
Introduction et but de l’étude
L’optimisation nutritionnelle de produits de grande consommation, tels que les
pâtes, avec des ingrédients issus de cultures résilientes aux aléas climatiques,
répond aux enjeux environmentaux et de lutte contre la malnutrition. Nos
précédents travaux ont abouti à la sélection de quatre formules de pâtes sans-
gluten à base de niébé additionné de teff et/ou de feuilles d’amarante, cultures
adaptées aux changement climatiques (Pinel et al., 2024). Ces pâtes ont été
formulées par programmation linéaire pour répondre aux besoins nutritionnels des
adultes en protéines, fibres, fer, zinc, vitamine B9 et bêta-carotène. L’étude
présentée ici vise à évaluer la qualité protéique in vitro de ces quatre pâtes à base
de niébé grâce à l’utilisation de deux méthodes internationales distinctes. L’impact
de l’absence de gluten ainsi que de la teneur élevée en fibres (16-24 %) dans ces
pâtes sur leur structure et la digestibilité de leurs protéines sera étudié. De plus, le
peptidome obtenu après digestion gastro-intestinale in vitro de ces pâtes sera
analysé, en y incluant une étude in silico de leur allergénicité potentielle.
Matériel et méthodes
La digestion gastro-intestinale in vitro des quatre pâtes à base de niébé ainsi que
de trois pâtes témoins développées à partir de semoule de blé dur avec une teneur
croissante en fibres (4,5-19 %) a été réalisée selon deux protocoles : le protocole
standardisé COST Infogest (Minekus et al., 2014) et celui du kit
enzymatique Megazyme® (K-PDCAAS, Protein Digestibility Corrected Amino Acid
Score). Les hydrolysats des deux protocoles ont été récupérés en fin de phase
intestinale afin d’évaluer la qualité protéique de chacune des pâtes par le calcul du
PDCAAS. Sur les digestats issus du protocole Infogest une approche cinétique de
l’hydrolyse in vitro des protéines en phase orale, gastrique et intestinale, a été
réalisée, ainsi qu'une étude du peptidome libéré après digestion gastro-intestinale
par spectrométrie de masse. Les peptides libérés ont été comparés aux épitopes
allergènes connus de légumineuses afin d’évaluer la potentielle allergénicité des
pâtes au niébé. Une analyse de la structure multi-échelle des pâtes allant du
niveau microscopique, au niveau supramoléculaire a été réalisée en parallèle.
Résultats et analyses statistiques
Les pâtes au niébé ont une structure moins homogène que celle des pâtes au blé
traditionnelles en lien notamment à leur teneur élevée en fibres, et possèdent
moins de protéines liées par ponts disulfures. Concernant la digestibilité des
protéines selon le protocole Infogest, aucune différence significative n’a été
observée entre les pâtes à base de niébé et les pâtes au blé traditionnelles en fin
de phase intestinale malgré une teneur en facteurs antinutritionnels plus élevée
dans les pâtes au niébé. Le PDCAAS de ces dernières était deux fois plus élevé,
indépendamment du protocole de digestion utilisé. L’étude peptidomique a révélé
que les peptides libérés à la fin de la digestion gastro-intestinale des pâtes au
niébé avaient une taille similaire aux pâtes au blé (environ 1150 kDa). De plus, ces
peptides provenaient majoritairement des protéines de niébé telles que les vicilines
(45%) et légumines (16%) et possédaient des épitopes similaires à ceux
d’allergènes reconnus dans d’autres légumineuses.
Conclusion
La formulation de pâtes à partir de farine de niébé, avec ou sans teff et/ou de
feuilles d’amarante, entraine des changements d'origine des protéines majoritaires,
de teneur en fibres et facteurs antinutritionnels, et s’accompagne par des
changements de structure de la pâte. Cependant, la digestibilité in vitro des
protéines des pâtes au niébé n’est pas significativement différente de celles des
pâtes au blé dur traditionnelles. Le meilleur équilibre en acides aminés essentiels
des pâtes au niébé leur confère une qualité protéique supérieure, les rendant
particulièrement intéressantes d’un point de vue nutritionnel. Toutefois, une
attention particulière doit être portée à l’allergénicité potentielle de ces nouvelles
pâtes.