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DOSSIER SCIENTIFIQUE DE L’IFN N° 9 bis LES PROTEINES Tome 2 : Caractéristiques

DOSSIER SCIENTIFIQUE DE L’IFN N° 9 bis LES PROTEINES Tome 2 : Caractéristiques des différentes sources de protéines alimentaires Mai 1997 AVANT PROPOS LOUISOT P. L’Institut Français pour la Nutrition a pris depuis cinq ans l’initiative de Dossiers Scientifiques sur les grands sujets touchant la Nutrition et les principaux domaines de l’Agro-alimentaire. Ce dossier « Protéines » se présente en deux tomes : Tome 1 : Le métabolisme et les besoins protéiques chez l’homme, Tome 2 : Caractéristiques des différentes sources de protéines alimentaires. L’ambition est de faire le point, en fonction des connaissances du moment, sur ce thème intéressant un large public allant des spécialistes de l’alimentation aux professions-relais, tout particulièrement les médecins, les pharmaciens, les scientifiques, les diététiciens, les enseignants, etc… Selon ses compétences et ses intérêts propres, chacun trouvera sous la forme de présentations didactiques, agrémentées de résumés synthétiques, l’essentiel du sujet, envisagé sous l’angle fondamental dans le Tome 1, plus appliqué dans le Tome 2. Une telle réalisation est difficile, dans la mesure où il n’est pas question de prétendre à l’ambition exhaustive d’un « Traité » ni, à l’inverse, de brosser le tableau superficiel d’un grand thème. C’est la raison pour laquelle l’Institut Français pour la Nutrition a mobilisé des spécialistes internationalement reconnus. Je tiens à remercier très sincèrement chacun d’eux, et tout spécialement Daniel TOME qui a bien voulu accepter la coordination de cet ouvrage. Je leur exprime notre reconnaissance pour leurs efforts en faveur de la diffusion de connaissances sûres et saines dans le domaine souvent controversé de la Nutrition. Professeur Pierre LOUISOT Président de l’Institut Français pour la Nutrition LISTE DES AUTEURS Monsieur Philippe CAYOT ......................... ENSBANA Université de Bourgogne 1 Esplanade Erasme 21000 DIJON Monsieur Paul-André FINOT...................... NESTLE Département Recherche et Développement Vers-chez-les-Blanc B.P. 44 1000 LAUSANNE Suisse Madame Dominique FOUQUES ................. INRA - INA-PG Chimie Biologique 78850 THIVERVAL-GRIGNON Monsieur Jacques GUEGUEN..................... INRA Biochimie et Technologie des Protéines Rue de la Géraudière B.P. 71 627 44316 NANTES CEDEX 03 Professeur Denis LORIENT ........................ ENSBANA Université de Bourgogne 1 Esplanade Erasme 21000 DIJON Professeur Jean-Claude MEUNIER............. INRA - INA-PG Chimie Biologique 78850 THIVERVAL-GRIGNON Madame Laurence QUILLIEN.................... INRA Biochimie et Technologie des Protéines Rue de la Géraudière B.P. 71 627 44316 NANTES CEDEX 03 Monsieur Alain RERAT .............................. INRA Domaine de Vilvert 78350 JOUY-EN-JOSAS Professeur Daniel TOME............................. INA-PG Biologie et Nutrition humaine 16 Rue Claude Bernard 75231 PARIS CEDEX 05 Monsieur Aldo UZZAN............................... GEPV 118 Avenue Achille Peretti 92200 NEUILLY-SUR-SEINE Tome 1 INTRODUCTION (TOME D.) PARTIE I : PRINCIPES GENERAUX DU METABOLISME PROTEIQUE ET DES BESOINS EN PROTEINES ET EN ACIDES AMINES CHEZ L’HOMME Chapitre I : La digestion et l’absorption des protéines dans l’intestin (HUNEAU J.F., MAHE S., TOME D.) 1. Les flux d’azote dans l’intestin 2. La digestion intra-luminale des protéines 3. L’absorption des peptides et des acides aminés dans la muqueuse intestinale Chapitre II : Métabolisme et homéostasie des protéines et des acides aminés (TOME D., GAUSSERES N., MAHE S., HUNEAU J.F.) 1. Les voies du métabolisme des acides aminés et des protéines 2. Les facteurs d’adaptation du métabolisme et des besoins en azote et en acides aminés indispensables chez l’homme 3. Influence de l’apport protéique et des constituants du repas sur le renouvellement protéique Chapitre III : Réponses et effets physiologiques et physio-pathologiques associés aux protéines alimentaires (GAUDICHON C., FROMENTIN G., BENAMOUZIG R., TOME D.) 1. La régulation de l’ingestion des protéines 2. Système immunitaire, système cardiovasculaire, cancer 3. Actions de facteurs associés aux protéines Chapitre IV : Les besoins en azote et en acides aminés et la qualité nutritionnelle des protéines alimentaires (MAHE S., PELLETIER X., TOME D.) 1. La détermination des besoins en acides aminés chez l’homme 2. Evaluation de la qualité des protéines par des méthodes in vivo 3. Indice des acides aminés de prévision de la qualité des protéines 4. Méthodes in vitro d’évaluation de la qualité des protéines PARTIE II : LES BESOINS EN PROTEINES SELON LES CONDITIONS PHYSIOLOGIQUES ET PHYSIO-PATHOLOGIQUES Chapitre I : Métabolisme des protéines et besoins au cours du développement (KREMPF M., DARMAUN D.) 1. Particularités du métabolisme protéique au cours de la croissance 2. Hormones anaboliques et métabolisme protéique au cours de la croissance 3. Besoins en protéines au cours du développement 4. Composition en acides aminés de la ration protéique recommandée Chapitre II : Conséquences du vieillissement sur le métabolisme protéique et les besoins en protéines (PATUREAU MIRAND P., MOSONI L., ARNAL M.A., DARDEVET D., GRIZARD J., MEYNIAL-DENIS D., BOIRIE Y., BEAUFRERE B.) 1. Modifications post-traductionnelles des protéines 2. Conséquences du vieillissement sur la synthèse protéique 3. Vieillissement et catabolisme des protéines 4. Conséquences du vieillissement sur les flux corporels d'acides aminés 5. Régulation du métabolisme protéique au cours du vieillissement 6. Besoins en protéines et acides aminés chez la personne âgée Chapitre III : Métabolisme et besoins protéiques en situations physio-pathologiques 1. Métabolisme protéique en situation d’agression : bases physiopathologiques et solutions thérapeutiques (CYNOBER L.) 2. Métabolisme protéique et besoins en situation pathologique : conditions et techniques de nutrition (BEAUFRERE B.) Chapitre IV : Les régimes hyperprotéiques (PERES G.) 1. Le bilan azoté à l’exercice de longue durée 2. Protéines et développement de la masse musculaire 3. Apports protéiques, exercices et perte de poids chez l’obèse CONCLUSION (RERAT A.) BIBLIOGRAPHIE SOMMAIRE Tome 2 INTRODUCTION (TOME D.)................................................................................... page 1 PARTIE III : CARACTERISTIQUES DES DIFFERENTES SOURCES DE PROTEINES ALIMENTAIRES Chapitre I : Les différentes sources de protéines alimentaires....................... page 5 1. Les protéines végétales (QUILLIEN L., GUEGUEN J.) 2. Les protéines animales (MEUNIER J.C., FOUQUES D.) Chapitre II : Utilisation des protéines et technologies....................................... page 19 1. Propriétés fonctionnelles des protéines du lait (LORIENT D., CAYOT P.) 2. Utilisation des protéines végétales dans les aliments (UZZAN A.) Chapitre III : Modifications des protéines alimentaires..................................... page 45 (MEUNIER J.C., FOUQUES D.) 1. Modifications au cours des traitements technologiques et de l’entreposage 2. Modifications dirigées Chapitre IV : Perspectives de développement pour les protéines ..................... page 63 alimentaires (FINOT P.A.) 1. Les sources alternatives de protéines 2. Les protéines et leurs propriétés fonctionnelles 3. Les protéines à propriétés nutritionnelles spécifiques 4. Les protéines à actions physiologiques CONCLUSION (RERAT A.) ...................................................................................... page 81 BIBLIOGRAPHIE................................................................................................... page 85 INTRODUCTION TOME D. On considère que l'homme adulte selon les régions et les conditions physiologiques consomme de 40 à 110 g de protéines par jour. Au niveau mondial les protéines provenant des produits d'origine végétale couvrent une part majoritaire des besoins en azote et en acides aminés de l'homme. Cependant des différences importantes existent entre pays développés et en voie de développement et on constate que l'augmentation du niveau de vie s'accompagne d'une augmentation de la consommation de protéines du fait principalement d'une augmentation de la consommation de protéines animales (figure 1). Ces considérations posent la question de l'apport total et de l'équilibre entre sources alimentaires d'origine animale et végétale en alimentation humaine. Les critères déterminant la qualité nutritionnelle des protéines alimentaires de l'homme sont cependant complexes et leur approche rationnelle nécessite d'intégrer les données du métabolisme de l'azote, des acides aminés et des protéines. Ces données permettent la définition des besoins théoriques en azote et en acides aminés et conduisent à la définition des recommandations d'apport. Des incertitudes concernent en particulier l’aptitude des diverses sources protéiques à satisfaire les besoins en acides aminés indispensables. L'analyse plus fine de la qualité des protéines prend en compte la spécificité métabolique et physiologique des différents types de protéines alimentaires en intégrant notamment les notions de "régulateur métabolique" des protéines alimentaires et de certains acides aminés. Les travaux initiés depuis les années 70 ont mis en évidence la grande adaptabilité de l'organisme humain à une large plage de variation des apports protéiques. Ces travaux ont conduit à fortement reconsidérer la notion de qualité nutritionnelle des protéines chez l'homme et à relativiser les classements de qualité des protéines alimentaires. Figure 1 : Consommation de protéines animales et végétales dans le monde. (Source : FAO, 1991) Partie III CARACTERISTIQUES DES DIFFERENTES SOURCES DE PROTEINES ALIMENTAIRES I - LES DIFFERENTES SOURCES DE PROTEINES ALIMENTAIRES Azote, oxygène, hydrogène et carbone sont les quatre principaux éléments de la matière vivante. L’air contient environ 79 %, 20 % et 0,03 % respectivement d’azote, d’oxygène et de dioxyde de carbone (CO2). Les animaux sont incapables d’utiliser directement l’azote et le dioxyde de carbone de l’atmosphère pour synthétiser les acides nucléiques et les protéines. Les acides nucléiques représentent le génotype des espèces alors que les protéines sont l’expression de l’information portée par les acides nucléiques (phénotype). Elles assurent de nombreuses fonctions biologiques (catalyse, communication, défense...) et participent à la mise en forme des organismes : os et muscles. Les protéines sont constituées par l’enchaînement de vingt acides aminés, molécules possédant au moins un atome d’azote. L’homme étant incapable de fixer l’azote atmosphérique pour s’approvisionner en cet élément, ce sont des micro-organismes (bactéries comme Rhizobium en symbiose avec des légumineuses) qui vont exécuter cette fonction. Et ce sont les végétaux qui fixent le carbone pour le compte des animaux. Ainsi végétaux et micro-organismes sont les fournisseurs de carbone uploads/Sante/ cours-interessant-sur-les-proteines-alimentaires.pdf