Propriétés santé du lait et des produits laitiers Session 1 · Propriétés santé du lait et des produits laitiers Session 1 ... proposant que le calcium laitier se lie aux acides

Gras trans et santé cardiovasculaireBenoît Lamarche, INAF, Université Laval, Québec, CANADA

Tout d’abord, un rappel de certains faits concernant les conséquences des acides gras trans (AGT) sur la santé :

• L’augmentation de 2 % de la consommation de gras trans dans l’alimentation entraîne une hausse de 25 % du risque de maladies cardiovasculaires ;• La taille réduite des LDL des AGT (lipoprotéines de faible densité responsables du transport du cholestérol sanguin) augmente le risque de cardiopathie ischémique (Lamarche et al. Canadian Journal of Cardiology, 2000) ;• L’inflammation et les dysfonctions de la fonction endothéliale augmentent avec la croissance de la consommation d’AGT (Lopez-Garcia E. J. Nutr. 2005);

L’équipe scientifique du Dr Benoît Lamarche de l’Institut des nutraceutiques et des aliments fonctionnels (INAF) de l’Université Laval (Canada) a mené une étude clinique à double insu en chassé-croisé d’une durée de 4 semaines afin d’évaluer les effets sur le cholestérol sanguin et autres facteurs de risques de maladies cardiovasculaires (MCV) de différentes quantités d’acides gras trans (AGT) dans l’alimentation provenant de source naturelle (de ruminants) com-parativement aux AGT provenant de sources industrielles (Am J Clin Nutr 2008; 87: 593-9). Voici les résultats de l’étude clinique menée à l’INAF :

• Un régime à teneur élevée en AGT industriels de 10,2 g/jour cause une augmentation du niveau de cholestérol sanguin. La consommation d’AGT naturels à des teneurs comparables montre des effets simi-laires ;

• Cependant, un régime à teneur élevée en AGT naturels de l’ordre de 10,2 g/jour est inatteignable de façon réaliste du fait du pourcentage peu élevé d’AGT dans les matières grasses du lait (5 %), comparati-vement au pourcentage d’AGT contenus dans les gras industriels (60%) ;

AGT naturels :

1. 4 portions de fromage à 33% de M.G. 2. 175 g de yogourt à 3,25% de M.G. 3. 2 portions de lait entier à 3,25% de M.G. 4. 40 g de beurre Total : 4,2 g d’AGT

AGT industriels :

1. 1 beigne commercial2. 1 popcorn avec garniture à l’huile

Total : 12,3 g d’AGT

L’exemple suivant illustre bien cette différence :• Un régime élevé en AGT naturels (de ruminants), soit 4,2 g d’AGT/jour, n’a pas d’effets néfastes sur les

indicateurs de maladies cardiovasculaires.

Ces résultats, combinés à ceux d’études antérieures sur le sujet, permettent de conclure que les acides trans d’origine laitière consommés dans le cadre d’une alimentation normale ne contribueraient pas au risque de maladies cardiovas-culaires. Le défi demeure d’en informer les consommateurs.

Propriétés santé du lait et des produits laitiers Session 1

Semaine en science et technologie laitières - Québec 2008

Activité antivirale des protéines de lactosérum estérifiéesThomas Haertlé, INRA BIA-FIPL, Nantes, FRANCE

Les peptides de la β-lactoglobuline, peuvent être libérés par l’estérification en milieu hydro-éthanolique, un processus chimique simple et peu coûteux. La protéolyse des protéines ainsi modifiées dévoile des populations peptidiques am-phiphiles (groupe moléculaire hydrophobe et hydrophile). Ces protéines peuvent servir comme agents de neutralisa-tion virale (virucides) et certaines formes de β-lactoglobuline modifiées sont actives contre le virus Herpès simplex de type 1 (HSV), le Poliovirus (entérovirus), le Cytomégalovirus (hCMV), le bactériophage M13 spécifique d’E. coli et contre des bactériophages et lactocoques.

Les bienfaits pour la santé du babeurre fermenté Brian A. Murray, Moorepark Food Research Centre, IRLANDE

Les membranes de globules de gras du lait (MGGL) du babeurre contiennent des phospholipides et des sphingolipi-des connus pour leur activité anticancéreuse et antiproliférative. Les travaux visaient à vérifier si les différents traite-ments subis par le babeurre (UF, lavage, chauffage et fermentation) en diminuaient l’activité biologique. Le babeurre issu de crème chauffée révèle une activité antimicrobienne sur E. coli et L. innocua, alors que le lavage de la crème en diminue l’activité antimicrobienne. Le lavage du babeurre naturel et des échantillons de lait, de crème et de babeurre traités à la glucono-δ-lactone (GDL) a augmenté l’activité antimicrobienne. L’activité inhibitoire de l’enzyme de conver-sion de l’angiotensine s’accroît dans le babeurre de crème lavée. La fermentation réduit toute activité antimicrobienne ou inhibitoire dans tous les types d’échantillons.

Enrichissement de fromage en vitamine D3 : stabilité et biodisponibilitéDennis Wagner, Dept. of Nutritional Sciences, University of Toronto, CANADA

Dans un contexte où les consommateurs ont réduit de façon considérable leur consommation de lait, des essais d’en-richissement du fromage pour combler le déficit en vitamine D3 de la population, ont été entrepris. L’étude clinique de 8 semaines visait à comparer la biodisponibilité de la vitamine D3 par enrichissement de fromage cheddar régulier, de fromage cheddar à faible teneur en matières grasses et par la prise de suppléments. Les résultats concluent que la vitamine D3 est biodisponible dans les deux types de fromages enrichis et que la consommation de fromage enrichi est aussi efficace que la prise de suppléments en regard du calcium sanguin, de l’hormone parathyroïde, de la phos-phatase alkaline et de la C-telopeptide.

Absorption des caséinophosphopeptides et du calcium des laits bovins et caprins fermentés enrichis Adela Mora-Gutierrez, CARC, Pairie View A&M University, USA

L’absorption du calcium dépend de la proportion de caséines dans les caséinophosphopeptides (CPP) libérées lors de la digestion protéolytique de la caséine du lait de ruminants. Les CPP à teneur élevée en αs2-CN présentent une plus grande activité de chélation des minéraux qui est en lien direct avec le degré de phosphorylation des caséines et des CPP. Le lait de certaines races de chèvres est particulièrement riche en αs2-caséine et des essais d’enrichissement en CPP des laits de ruminants ont permis de constater l’amélioration de l’absorption du calcium et le dépôt de carbonate de calcium chez des rats mâles en croissance, plus particulièrement dans le cas du lait caprin riche en αs2-CN. Le fro-mage Monterey Jack de lait caprin enrichi en calcium est celui qui a permis l’absorption la plus élevée de calcium chez le rat.

Propriétés santé du lait et des produits laitiers Session 1


Composants et produits laitiers pour le contrôle du poids et le traitement du syndrome métabolique Riina Kekkonen, Valio inc. R&D, FINLANDE

L’épidémie d’obésité qui sévit dans la population actuellement est responsable d’une hausse des risques de :

• maladies cardiovasculaires;• diabète de type 2; • maladies gastrointestinales; • cancers.

L’obésité se caractérise par une rupture de l’équilibre énergétique de l’organisme (homéostasie) et un surplus chroni-que d’énergie entraînant une accumulation ectopique de lipides du tissu adipeux qui produit alors certaines protéines pro-inflammatoires causant la résistance à l’insuline et enfin le syndrome métabolique.

Le contrôle de l’obésité passe par des choix alimentaires judicieux et de plus en plus d’évidence scientifique démontre l’effet protecteur du calcium laitier envers l’obésité et le syndrome métabolique. Des études épidémiologiques asso-cient une consommation importante de calcium laitier à un indice de masse corporelle (IMC) inférieur, une quantité de tissus adipeux moindre et à une incidence moins élevée de diabète de type 2 et du syndrome métabolique. Le mécanisme d’action n’est pas encore élucidé, mais différentes hypothèses circulent, nommément l’hypothèse-Zemel proposant que le calcium laitier se lie aux acides gras dans l’intestin pour en diminuer leur absorption.

D’autres études concluent à la capacité du lactosérum de modifier l’expression des gènes du tissu adipeux et de moduler le profil métabolomique du foie. Des liens ont aussi été établis entre des bactéries intestinales (microbiote) et l’obésité, quoique beaucoup de questions demeurent sans réponses. Ces découvertes pourraient cependant avoir de potentielles implications thérapeutiques à l’aide de produits probiotiques fermentés pour moduler la flore intestinale. Le groupe Arla Foods a breveté la bactérie lactique F19 qui aurait un effet sur les gènes de régulation de la distribution des graisses corporelles.

De nombreux produits destinés au contrôle du poids sont d’ailleurs apparus sur le marché ces dernières années. Ils visent à procurer une satiété durable, à brûler les graisses ou encore à diminuer l’index glycémique grâce à l’apport supplémentaire de protéines, de fibres, d’acides linoléiques conjugués ou de chitosan, par exemple. Cette nouvelle gamme de produits est très prometteuse pour le secteur laitier.

La compagnie Valio a créé une famille de produits de gestion du poids Valio ProFeel qui résulte de recherches épidé-miologiques scientifiques. Le concept propose une combinaison optimale de nutriments riches en calcium incorporés dans la matrice laitière, comprenant des fibres alimentaires et des protéines ayant un effet sur le glucose sanguin et la satiété. Le marketing des produits de gestion de poids Valio met aussi l’accent sur un mode de vie sain, une alimenta-tion équilibrée combinée à l’activité physique régulière.

Le contrôle des interactions induites par les procédés pour optimiser la qualité et l’expression des effets santé

Session 2


Effets des caséines sur la stabilité de la β-lactoglobulineYie Hui Yong Foegeding, Department of Food, Bioprocessing and Nutrition Sciences, N.-C. State University, USA

Aux États-Unis, les boissons fonctionnelles à base de protéines de lactosérum sont très populaires, notamment auprès des sportifs, à cause de leur excellente efficacité métabolique et de la concentration élevée en acides aminés ramifiés (leucine, isoleucine et valine). La principale protéine du lactosérum, la β-lactoglobuline (BLG), est cependant sensible à la chaleur, causant de l’instabilité dans les boissons. La recherche a permis de démontrer le potentiel de la β-caséine à inhiber l’agrégation de la BLG à des températures se situant entre 70 o et 90 o C. Cette approche permettrait de mieux stabiliser ces boissons fonctionnelles.

Gélification de protéines natives par interaction avec des polysaccharides anioniquesSandra I. Laneuville, STELA-INAF, Université Laval, Québec, CANADA

La gélification de trois protéines laitières, la β-lactoglobuline, la BSA et la caséinate de sodium a été réalisée par interaction électrostatique avec les polysaccharides anioniques λ-carraghénane et la gomme xanthane sans aucun autre un traitement dénaturant (thermique, enzymatique ou autre). La gélification induite par acidification jusqu’à l’obtention d’une charge électrique nette opposée entre deux molécules a permis de former un réseau tridimension-nel stabilisé. La fermeté des gels et leur structure interne dépendent de la densité de charges et de la conformation moléculaire. À des concentrations ioniques plus élevées, quelques systèmes étaient plus stables et la diminution de l’interaction électrostatique empêchait la synérèse. Ce type de gel pourrait servir de véhicule d’encapsulation de molé-cules sensibles telles des enzymes, des nutraceutiques ou des médicaments.

Lien entre l’état physique et la survie des bactéries probiotiques séchées à froidLone Kurtmann, Université de Copenhague, DANEMARK

La composition de la substance incorporant les probiotiques séchés à froid est importante pour la stabilité et la survie des bactéries. Le procédé de séchage à froid résulte en une matrice vitreuse à très haute viscosité composée principa-lement d’hydrates de carbone. Les résultats démontrent que la zone limite entre l’état vitreux et non vitreux est plus élevée pour la matrice de lactose que pour la matrice de sucrose et que le taux d’inactivation de la matrice de lactose est plus élevé. Cette zone limite n’est cependant pas le seuil d’inactivation de la bactérie séchée à froid. Des change-ments de structure de la matrice ont été observés à l’état vitreux, soit la précipitation et la désagrégagtion.

La transformation du lait influence-t-elle la digestibilité des caséines chez le nourrisson ? Didier Dupont, INRA Rennes, FRANCE

Un modèle physiologique in vitro mimant le tractus gastro-intestinal du nourrisson a été utilisé pour déterminer la région où les protéines de matrices de caséines démontrent une résistance à la digestion. Les échantillons digérés ont été analysés par SDS-PAGE, RP-HPLC et ELISA direct utilisant des anticorps polyclonaux. Les fragments β-CN(f76-93), κ-CN(f98-169), αs2-CN(f36-75) ont montré de la résistance à la digestion à cause de phosphorylations, glycolysations et hydrophobilité à pH 3. Les températures élevées nécessaires à la stérilisation des laits et yogourts pourraient expliquer la diminution de la digestibilité des caséines.

Le contrôle des interactions induites par les procédés pour optimiser la qualité et l’expression des effets santé

Session 2


Probiotiques vs infections gastro-intestinalesDr Mansel W. Griffiths, Department of Food Science, University of Guelph, Ontario, CANADA

Plusieurs produits laitiers contenant des pré- ou probiotiques apparaissent sur le marché avec une panoplie de préten-tions santé. Cependant, les bases scientifiques supportant ces allégations sont nécessaires au développement d’allé-gations santé.

Plusieurs mécanismes d’action des probiotiques contre les infections gastro-intestinales sont connus, nommément :

• la compétition entre la microflore du probiotique et les pathogènes pour la colonisation des sites intestinaux et la stimulation du système immunitaire ;• l’inhibition des pathogènes par les bactériocines, les acides organiques et le peroxyde d’hydrogène ;

• leur capacité immunomodulante.

Plus récemment, l’équipe de recherche du Dr Griffiths a démontré l’existence de circuits de signalisation permettant aux bactéries de communiquer entre elles par l’intermédiaire de molécules. Ces circuits de signalisations cellulaires existent à l’intérieur des espèces, entre les espèces et entre les bactéries et l’hôte. Ils permettent de coordonner leur activité et de répondre rapidement aux menaces et opportunités de l’environnement, comme la disponibilité de nutri-ments, la menace de composés toxiques, la compétition d’autres microorganismes, etc.

Ce réseau de signalisation entre molécules bioactives contrôle les fonctions de :

• Bioluminescence• Production d’EPS • Production de surfactant, • Synthèse de biofilm • Synthèse d’enzymes extracellulaires, • Facteurs de virulence, • Compétence • Sporulation.

Les probiotiques affectent aussi la virulence des bactéries en contrôlant certains gènes. Ils diminuent la virulence des gènes d’E. coli 0157 et d’autres pathogènes entériques en interférant dans les circuits de signalisation. Le constituant bioactif est un peptide.

Les constituants bioactifs des probiotiques pourraient potentiellement être utilisés comme prophylactiques pour pré-venir les infections d’origine alimentaire. Ils fourniraient ainsi à l’industrie des opportunités de développer des « aliments sur mesure » visant certains segments de la population le plus à risque d’infections d’origine alimentaire.

Nouveaux outils de contrôle de la qualité microbiologique du lait

Session 3


Contrôle de la flore protéolytique psychrotrophe dans le lait cru : le rôle de Pseudomonas fluorescens doit-il être révisé? Sophie Marchand, Institut d’agriculture pêcheries, recherche, technologie et aliments, Melle, BELGIQUE

La détérioration du lait et des produits laitiers serait attribuable aux psychrotrophes protéolytiques, particulièrement Pseudomonas fluorescens, à cause de son habileté à produire des protéases résistantes à la chaleur. Une approche plus fiable d’identification polyphasique et de différenciation des espèces basée sur l’ADN a permis d’identifier Pseudomo-nas fragi et Pseudomonas lundensis comme étant les principales bactéries responsables de la détérioration du lait à partir de 103 souches protéolytiques isolées de 86 échantillons de lait cru. L’erreur d’identification dans le passé serait due aux systèmes biochimiques de mesure et à l’absence de l’approche polyphasique.

Différences de résistance à la chaleur et de limites de croissance de souches de Listeria monocytogenes, et identification de biomarqueurs potentielsStijn van der Veen, NIZO Recherche sur les aliments, Ede, PAYS-BAS L’industrie des mets préparés, particulièrement celle utilisant du lait cru, doit s’assurer de limiter la croissance de Liste-ria monocytogenes, le vecteur de la listériose, une toxi-infection alimentaire grave et de plus en plus fréquente. L’éva-luation des limites de croissance de la bactérie révèle une possible adaptation des souches à des niches spécifiques. Le sérotype 4b, surtout retrouvé dans les cas cliniques de listériose, présente la tolérance la plus élevée à l’acide et au sel à 30°C, alors que le sérotype 1/2b, surtout présent dans les aliments, résiste à des concentrations élevées de sel à 7°C et à pH 5,5 ou neutre. Afin de détecter la présence de souches de L. monocytogenes dans les aliments, des gènes spécifiques associés à des phénotypes particuliers ont été identifiés, permettant possiblement de les utiliser comme biomarqueurs.

Un coffre à outils pour quantifier l’expression génétique d’entérotoxines dans un écosystèmemicrobiologique complexeManon Duquenne, INRA, Jouy-en-Josas, FRANCE

Staphylococcus aureus est reconnu comme étant un pathogène alimentaire à cause de la production d’entérotoxines dans les matrices alimentaires. L’expression génétique des entérotoxines pendant la production fromagère a été étu-diée en développant des méthodes robustes et efficaces pour retrouver l’ARN total dans le fromage et pour quantifier l’expression génétique d’entérotoxines par PCR-CDNA en temps réel. La prochaine étape consiste à étudier l’influence des paramètres technologiques sur la production d’entérotoxines de S. aureus et l’expression génétique pendant les trois premiers jours de fabrication fromagère.

Développement d’un biosenseur utilisant le «microarray» à anticorps pour la détection de bactériesIsabelle Noiseux, Institut National d’Optique (INO), Québec, CANADA Le biosenseur à microarray à anticorps représente une solution à faible coût pour détecter simultanément différents types de bactéries ou organismes complexes dans des échantillons d’aliments. Des tests avec Salmonella ont permis de détecter 105 CFU en moins de 2 heures sans interférence avec d’autres bactéries. Un échantillon de 25g de nourri-ture inoculé de Salmonella et incubé toute une nuit a détecté 10 CFU de Salmonella, une performance égale ou supé-rieure à d’autres appareils. Il est possible d’inter-changer les anticorps pour cibler différentes applications. Le système est disponible pour transfert technologique.

Nouveaux outils de contrôle de la qualité microbiologique du lait

Session 3


Technologies de transformation non thermiques et qualité des produits laitiers Geoffrey W. Smithers, Food Science Australia, New South Wales, AUSTRALIE

Les consommateurs demandent des aliments sécuritaires et nutritifs, pratiques, naturels, écologiques, promoteurs de santé et de bien-être, appétissants, économiques et conçus sur mesure… Un véritable défi pour l’industrie qui exige innovation et différenciation dans un environnement extrêmement compétitif. Les procédés non thermiques améliorent non seulement l’innocuité microbiologique et la qualité de la chaîne des produits, mais trouvent de multiples autres applications dans le réseau laitier, incluant :

1. L’efficacité des procédés de transformation et l’amélioration de la qualité; 2. Les fonctionnalités tant physiques que nutritionnelles et organoleptiques; 3. La préservation des molécules bioactives instables; 4. La modulation de l’activité enzymatique; 5. Le développement d’ingrédients et produits hypo-allergènes.

La transformation à haute pression utilisée dans la fabrication des produits de niche (yogourts, desserts lactés et smoothies) contrôle la synérèse, raffermit la texture, augmente la durée de conservation, hâte la maturation des fromages, améliore leur texture et offre une plus grande sécurité dans la fabrication des fromages au lait cru lorsque la réglementation en permet l’usage. Combinée à la pasteurisation à froid, la haute pression permet de maintenir la bioactivité des probiotiques, des molécules du lait, du colostrum et du lactosérum.

Les traitements aux ultrasons sont utiles pour des applications fonctionnelles comme l’enrobage, l’émulsification, l’encapsulation, le séchage à froid, la modulation de la viscosité, la gestion de la cristallisation ou encore l’activation-inactivation de certains enzymes et ce, à un coût modéré.

Le champ électrique pulsé désactive les microflores naturelles et permet de diminuer la température de pasteuri-sation tout en améliorant la durée de vie des liquides pasteurisés. L’activité et l’efficacité des molécules bioactives du lait (lactoferrine, lactoperoxidase, immunoglobuline) sont ainsi préservées et la stabilité au chauffage de certaines protéines s’en trouve améliorée. Le traitement est particulièrement adapté aux traitements de volumes importants en continu.

Le plasma froid peut être utilisé pour enduire la surface des aliments (laitiers ou non laitiers) d’un film vitaminé ou de composés bioactifs sensibles. Également connu sous l’appellation de quatrième état de la matière, le plasma froid peut être utilisé pour désinfecter, mais ne pénètre pas en profondeur. Il désinfecte efficacement des équipements et des emballages présentant des surfaces irrégulières.

Méthodes de transformation autres que thermiques :Impact sur la qualité du produit

Session 4


Homogénéisation à haute pression comme alternative au traitement thermique pour améliorer la sé-curité sanitaire, la durée de vie en tablette et les qualités fonctionnelles du lait et des produits laitiersFrancesca Patrignani, Alma Mater Studiorum - Université de Bologne, Département de Science des aliments, ITALIE

La capacité du procédé d’homogénéisation à haute pression (HHP) à inactiver les pathogènes Listeria monocytoge-nes et Salmonella enteritidis dans le lait cru et à promouvoir la prolifération et la viabilité de bactéries probiotiques inoculées dans le lait HHP a été évaluée. Les résultats démontrent une plus grande sensibilité de S. enteritidis à l’HHP (jusqu’au 4e cycle à 100 MPa) que L. monocytogenes (réduction de 5 Log cfu/ml avec 8 poussées de pression à 100 MPa). Les possibilités de produire des fromages probiotiques possédant des propriétés fonctionnelles et sensorielles par le procédé HHP sont supérieures du fait du maintien de la viabilité cellulaire de L. acidophilus et de Lb casei.

Électrodialyse avec membrane d’ultrafiltration : une nouvelle méthode de fractionnement despeptidesLaurent Bazinet, Centre de recherche STELA/Institut des nutraceutiques et des aliments fonctionnels (INAF), Université Laval, Québec, CANADA

L’électrodialyse avec membrane d’ultrafiltration (EDUF) est une nouvelle technique qui permet d’isoler des fractions enrichies de peptides bioactifs acides ou basiques de façon très sélective. L’EDUF a été utilisée pour concentrer la séquence de β-lg 142-148 qui avait des propriétés anti-hypertensives. Les résultats de différents essais ont démontré que l’augmentation de la surface de membrane effective et de la force du champ électrique jusqu’à un certain seuil permet de multiplier par quatre le taux de concentration de la séquence peptidique. Cependant, l’augmentation du débit n’a eu aucun effet sur le rendement du processus mais a modifié la sélectivité des peptides.

La microfiltration, le traitement thermique et la durée de conservation du lait : les facteurs qui affec-tent la qualité et la stabilité du produitVeronika Kaufmann, Université technique de Munich, Chaire en génie des procédés alimentaires et en technologie laitière, ALLEMAGNE

La microfiltration représente une étape décisive du procédé de débactérisation du lait. Le procédé élimine de façon mécanique une bonne partie des bactéries du lait, mais la morphologie des microorganismes en limite l’efficacité. La microfiltration combinée au traitement thermique permet de prolonger la durée de conservation du lait et en assure l’innocuité. Des réactions enzymatiques peuvent cependant limiter la durée de conservation du lait microfiltré et pas-teurisé. Elles surviennent lorsque le lait cru est de moindre qualité microbienne et enzymatique.

Protéolyse et lipolyse du lait homogénéisé par ultra haute pression en entreposage réfrigéréJulieta Pereda, Centre spécial de recherche en technologie des aliments (CERPTA), Université autonome de Barcelone, Bellaterra, ESPAGNE

L’homogénéisation à ultra haute pression (HUHP) pourrait offrir une alternative à la pasteurisation à haute tempéra-ture avec des caractéristiques microbiologiques et physico-chimiques similaires. La HUHP du lait cause l’augmenta-tion de l’inactivation de la plasmine proportionnellement à la pression exercée. La protéolyse et la lipolyse sont plus intenses dans des échantillons de lait homogénéisés à ultra haute pression à 200 MPa comparativement à des échan-tillons de lait pasteurisé à température élevée ou des échantillons HUHP à 300 MPa. L’homogénéisation à ultra haute pression à 300 MPa serait donc une solution de rechange à la pasteurisation.

Méthodes de transformation autres que thermiques :Impact sur la qualité du produit

Session 4


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