Projet européen Healthgrain : exploiter pleinement le potentiel nutritionnel des céréales

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Face aux préoccupations liées à l'obésité et au diabète dans la population européenne, le projet européen HEALTHGRAIN (*) a pour objectif de mieux exploiter les composés actifs des blés européens et de proposer ainsi les bases d'une alimentation répondant mieux aux attentes nutritionnelles de demain. L'INRA contribue significativement à ce vaste projet qui définira des processus de transformation adaptés pour développer des aliments et des ingrédients céréaliers qui contribueront à une alimentation saine.

« Projet européen Healthgrain : exploiter pleinement le potentiel nutritionnel des céréales » Le projet HEALTHGRAIN s’appuie sur les résultats d’études récentes ayant démontré que les aliments à base de céréales complètes pouvaient procurer une certaine protection contre les maladies cardio-vasculaires, les attaques et le diabète de type II. Cependant, le pain est actuellement préparé principalement à partir de farine raffinée, exempte de nutriments et des éléments protecteurs contenus dans les couches externes des grains de céréales.

Ce projet s’inscrit dans une stratégie visant à augmenter la consommation des micronutriments bénéfiques pour la santé des grains entiers ou de leurs fractions. Le but est de produire des aliments et des ingrédients à base de céréales présentant un haut niveau de qualité et de sécurité alimentaire.

Dans le cadre de ce projet, un travail multidisciplinaire est entrepris d’une part pour déterminer la variabilité naturelle, les changements induits par les procédés et les effets sur le métabolisme humain des constituants bioactifs des grains de céréales panifiables et d’autre part, pour comprendre les mécanismes physiologiques qui sous-tendent le rôle de ces constituants dans la prévention du syndrome métabolique et des maladies qui y sont liées. Des études sur le comportement des consommateurs sont également engagées dans quatre pays européens (Finlande, Allemagne, Italie et Royaume-Uni) pour comprendre les attentes des consommateurs en matière d’aliments céréaliers plus complets et leurs réactions aux allégations santé sur ces produits.

Trois équipes des Centres INRA de Clermont-Ferrand, Montpellier et Nantes sont fortement impliquées dans les modules "Amélioration variétale et biotechnologie" et "Technologie et procédés de transformation".

Création variétale et biotechnologies

L’unité "Amélioration et Santé des Plantes" de l’INRA de Clermont-Ferrand développe plusieurs projets dans le cadre de HEALTHGRAIN, notamment sur les arabinoxylanes et les protéines du grain de blé.

Les arabinoxylanes sont les principaux constituants des parois de l’albumen et sont une source de fibres pour l’alimentation humaine. L’équipe a repéré les zones chromosomiques impliquées dans les différences de viscosité des arabinoxylanes. Les principales enzymes impliquées dans la synthèse des arabinoxylanes ont été identifiées. Plusieurs de ces gènes peuvent désormais être utilisés en sélection assistée par marqueur, c’est-à-dire "étiquetés" avec des marqueurs moléculaires, pour mieux gérer les croisements et obtenir des variétés ayant des gènes ou des associations de gènes favorables.

L’unité INRA "Biopolymères Interactions Assemblages" de Nantes a exploré la variabilité génétique et agro-environnementale des arabinoxylanes sur une collection mondiale de variétés de blé. L’étude confirme le caractère essentiellement génétique de ces variations et la possibilité de sélectionner de nouvelles variétés plus riches en fibres d’intérêt nutritionnel. Par ailleurs, des outils biologiques ont été développés pour permettre de visualiser les parois dans le grain et les aliments, et donc de mieux comprendre leur modification lors des transformations biologiques ou technologiques du grain.

Le grain de blé est composé, en plus des protéines qui forment le gluten, de plusieurs milliers de protéines différentes dont il convient de préciser l’identité, le déterminisme génétique et la fonction. Une démarche d’analyse à grande échelle a permis d’identifier les protéines présentes dans l’albumen et celles spécifiques de la couche à aleurone. La localisation sur des zones chromosomiques des gènes codant ces protéines (plus de 3000) est en cours.

Nouveaux procédés de fractionnement et tri des particules

Les chercheurs de l’INRA de Montpellier ont mis au point des marqueurs des différents tissus du grain de blé pour déterminer leur concentration dans les fractions technologiques et ainsi permettre le développement de nouveaux procédés de fractionnement. Deux approches sont suivies en parallèle. D’une part, la détection de molécules spécifiques des différents tissus par des dosages biochimiques permet une caractérisation fine des fractions produites et de l’impact des procédés.

D’autre part, la recherche de signaux spectraux caractéristiques des différents tissus sert à développer des méthodes de détermination de la composition histologique. En collaboration avec un partenaire privé et les chercheurs de l’INRA de Nantes, un équipement utilisant les propriétés de fluorescence de différents constituants du grain est en cours de mise au point pour identifier et quantifier rapidement les différents tissus dans les fractions de mouture.

L’équipe a développé de nouveaux procédés de transformation du grain pour obtenir des farines enrichies au plan nutritionnel tout en gardant une bonne aptitude à la deuxième transformation. Les chercheurs ont réalisé des farines de référence, à partir de fractions de grains purifiées mécaniquement pour évaluer l’impact techno-fonctionnel et nutritionnel de chaque tissu périphérique et fixer ainsi des objectifs pour la production de farines améliorées.

Les chercheurs ont également mis au point des procédés de fractionnement des sons de blé pour la production d’ingrédients alimentaires. L’objectif est de déstructurer et diviser la matière première aussi finement que possible et de trier les particules en fonction de leur composition pour obtenir des fractions (ingrédients ou additifs) ayant des propriétés fonctionnelles et nutritionnelles contrastées et bien identifiées.

Dans le cadre de ce projet, les chercheurs mettent en oeuvre des techniques de fractionnement innovantes telles que le broyage cryogénique à -100°C (la matière, plus cassante, se réduit plus finement et les composés sensibles sont mieux préservés) et la séparation électrostatique (les particules issues des différentes parties du grain se chargent différemment en électricité statique et sont triées suivant leur charge dans un champ électrique). Ces technologies sont étudiées tant au niveau des propriétés de la matière que de l’optimisation de procédés à l’échelle pilote. Les ingrédients produits par cette méthode font l’objet d’essais en collaboration pour la fabrication d’aliments et leurs impacts nutritionnels.

(*) Healthgrain regroupe 43 partenaires de 15 pays européens. Ce projet, lancé en juin 2005, dispose d’un budget total de 16 millions d’euros dont 10,8 millions sont financés par la Commission européenne sur cinq ans. Pour plus d’information : http://www.healthgrain.org

SOURCE : Service Presse INRA

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