Résumé de l’activité :

Les protéines végétales et les composés phénoliques sont largement présents dans les ressources alimentaires d’origine végétale et leurs interactions ainsi que les changements qui y sont associés sont d’une grande importance tant pour le monde universitaire que pour l’industrie alimentaire. Les protéines alimentaires sont des macronutriments et des composants essentiels pour assurer la qualité et la durée de conservation des aliments grâce à leurs propriétés fonctionnelles telles que l’émulsification, la formation de mousse et la gélification. Les phénoliques possèdent une série de caractéristiques favorables à la santé, en particulier des propriétés antioxydantes, antimicrobiennes et antidiabétiques. Les protéines alimentaires peuvent former des complexes avec les composés phénoliques par le biais d’interactions covalentes ou non covalentes. Dans des rapports antérieurs, on pensait que les interactions protéine-phénolique détérioraient principalement les propriétés des deux ingrédients, telles que la réduction de la digestibilité des protéines, et masquaient la biodisponibilité et la capacité antioxydante des composés phénoliques. Cependant, des études récentes indiquent que la complexation protéine-phénolique peut avoir des effets mineurs, voire positifs, sur leurs qualités, en fonction des composés en interaction, des conditions environnantes et des procédures de préparation. Grâce à une conception appropriée des interactions protéine-phénoliques, il est possible d’utiliser leur complexation pour obtenir des produits alimentaires dont la fonctionnalité et la qualité nutritive sont améliorées.

Pour les substances phénoliques, le poids moléculaire (Mw), l’hydrophobie, la flexibilité structurelle et les groupes fonctionnels sont les principaux facteurs qui influencent leur liaison aux protéines. Une digestibilité réduite des protéines a été signalée, en particulier pour la liaison des protéines avec des polyphénols de poids moléculaire élevé, en raison de leur plus grand nombre de sites de liaison ; par exemple, les protéines polymérisées deviennent résistantes à la protéolyse après la réticulation des tannins. Il existe de nombreuses études sur les interactions entre les protéines et les polyphénols de faible poids moléculaire, mais la plupart d’entre elles font état des paramètres de liaison et non des effets sur la digestion des protéines. Les substances phénoliques peuvent induire un dépliage des protéines, suivi d’une agrégation, d’une réticulation et d’une polymérisation en fonction du type et de la force de l’interaction. Ces modifications de la structure des protéines peuvent les rendre moins ou plus vulnérables aux attaques protéolytiques. La liaison aux protéines des substances phénoliques de faible poids moléculaire par interaction hydrophobe peut réduire l’accessibilité aux protéases qui préfèrent les résidus hydrophobes. Si les phénols induisent un dépliage partiel des protéines alimentaires sans plusieurs polymérisations, les liaisons peptidiques exposées seront plus accessibles aux enzymes digestives. Le dépliage partiel de la structure des protéines permet également d’exposer des groupes hydrophobes cachés qui peuvent contribuer à améliorer les propriétés émulsifiantes et moussantes.

Quant aux composés phénoliques, leur liaison à la matrice alimentaire à base de protéines végétales permet de protéger leur stabilité et leur intégrité pendant la transformation et le stockage des aliments, puis de les libérer durablement dans l’intestin après la digestion de la matrice protéique, ce qui leur confère un niveau de bioactivité plus élevé que celui des extraits phénoliques non protégés. Le niveau adéquat de réticulation des protéines permis par les composés phénoliques permet également d’améliorer la résistance mécanique de la matrice protéique (y compris les gels). Ceci est particulièrement intéressant pour résoudre les problèmes de texture des produits alimentaires à base de protéines végétales et l’utilisation de composés phénoliques comme ingrédients alimentaires naturels pour remplacer les additifs alimentaires synthétiques permettra de fabriquer des produits finaux avec une étiquette plus propre. La compréhension et la capacité à contrôler l’interaction protéine-phénolique, puis le niveau de dépliage, d’agrégation et de réticulation des protéines est la clé d’un développement alimentaire réussi. Néanmoins, la plupart de nos connaissances ont été acquises sur les protéines laitières, la relation structure-affinité des composés phénoliques pour les protéines végétales est rarement élucidée, ce qui souligne la nécessité de la recherche dans ce domaine pour le développement d’aliments sains à base de plantes. En outre, la plupart des travaux antérieurs ont étudié les interactions entre les isolats de protéines et les composés phénoliques purifiés (par ex. catéchine, EGCG). Aujourd’hui, au lieu d’utiliser des ingrédients purifiés, les recherches sur les fractions ou les extraits de plantes et les interactions de leurs composants dans les matrices alimentaires réelles suscitent de plus en plus d’intérêt. Les fractions de protéines végétales et les extraits phénoliques sont de bons exemples de ce nouveau domaine de recherche, car ils sont tous deux très demandés pour les aliments à base de plantes et leurs interactions dans la matrice alimentaire déterminent directement la texture, la durée de conservation et la qualité nutritive de l’aliment.

Cette recherche vise à étudier les interactions entre les fractions de protéines végétales et les extraits phénoliques provenant des ressources végétales et des sous-produits agricoles au Canada, et les changements associés dans les structures protéiques et phénoliques en relation avec la qualité sensorielle et nutritive des aliments et les bénéfices potentiels pour la santé. Les composés phénoliques des enveloppes de graines de légumineuses (lentilles, féveroles, haricots rouges foncés), des enveloppes de céréales/branches/aléons (avoine, orge, blé, riz sauvage, sorgho) et des sous-produits de la vinification seront étudiés. Les céréales sont riches en acide férulique, en acide p-coumarique et en acide sinapique. L’avoine est une bonne source d’avenanthramides. Le riz sauvage et les haricots sont de bonnes sources d’acides phénoliques et de flavonoïdes tels que l’apigénine et ses C-glycosides, la (+)-catéchine, la (-)-épicatéchine. Les anthocyanines sont signalées dans les haricots rouges foncés. Alors que les acides hydroxycinnamiques prédominent sous forme liée dans les céréales, les flavonoïdes des céréales et des légumineuses se présentent sous forme de fractions libres extractibles. Des ingrédients phénoliques de qualité alimentaire provenant de flux de déchets de caves fournis par CrushDynamics seront également inclus dans cette étude. Ces ingrédients sont riches en flavonoïdes (par exemple la quercétine) et en non-flavonoïdes produits par une technique de fermentation visant à réduire les tannins. Les fractions protéiques (albumines et globulines) des légumineuses et des céréales (pois, lentilles, féveroles, avoine) seront principalement étudiées. Ces protéines ont une valeur nutritive élevée et de bonnes propriétés fonctionnelles, mais contrairement au soja, elles sont sans OGM et hypoallergéniques. L’industrie brassicole et la production d’huile de lin jouent un rôle important dans l’utilisation des produits agricoles canadiens. Les flux de sous-produits, y compris les drêches d’orge et les farines de lin, sont également de bonnes sources de protéines (globulines et prolamines) et seront donc inclus dans cette étude. L’étude des composés phénoliques et des protéines provenant de différentes sources permet une étude plus systématique des interactions protéine-phénolique, ce qui donne également plus de chances d’identifier des complexations protéine-phénolique appropriées avec des attributs souhaitables pour des applications alimentaires à base de plantes.