Accroître l acceptabilité des protéines végétales par le consommateur : Un besoin d innovation Jacques Guéguen 1, Marc Anton 1, Marie-Benoît Magrini 2, Valérie Micard 3 1. UR Biopolymères Interactions Assemblages (BIA) Nantes 2. UMR Agrosystèmes et agriculture, Gestion des ressources, Innovations et ruralités (AGIR) Castanet Tolosan 3. UMR Ingénierie des Agropolymères et technologies émergentes (IATE) - Montpellier
Accroître la part des protéines végétales dans notre alimentation Consumers readiness to eat a plant based diet. Lea, E., Crawford, D, Worsley, A., Eur. J Clinical Nutrition,2006, 60,3, 342-345 415 adultes: 58% attente, 14% prêts au changement, 28% engagés dans une démarche «plus végétale».. Reconnaissance par le groupe «engagé» de facteurs bénéfiques de ce changement (bien être, poids, santé,.. ) Programmes d information / éducation pour favoriser une transition graduelle vers une alimentation «plus végétale» Australian adult consumers' beliefs about plant foods: A qualitative study. Lea, E; Worsley, A; Crawford, D. Health education & behavior, 2005, 32, 6, 795-808 «Promotions require a stronger practical emphasis with a focus on quick, easy-to-prepare foods Health-related benefits predominated, particularly for plant foods. Taste, variety, and environmental benefits were also considered important.» Critères d acceptabilité par le consommateur Bénéfices «santé» Amélioration de la praticité (temps de préparation) et de la qualité organoleptique (goût, texture), Diversité des produits Bénéfices environnementaux
Les protéines dans notre alimentation Quelles pistes pour accroître la part des protéines végétales Protéines dans l'aliment cuit (g/100g) Viandes Fromage pâte ferme Escalope végétale Saucisses Oeufs 2. Fractionner, développer de nouveaux aliments Innovation procédés, formulation Tofu Légumes secs Pains Fromage blanc Pâtes alimentaires - Riz 1. Favoriser l utilisation des graines de légumineuses Seules En association pour enrichir des produits de grande consommation (céréales) Legumes verts 0 5 10 15 20 25 30 % protéines Source: Table CIQUAL 2012 (anses) SIA -Rencontre Protéines Protéines végétales végétales Lundi Lundi 25 février 25 2013
SOMMAIRE Accroître la part des protéines végétales dans notre alimentation 1. Favoriser l utilisation de graines riches en protéines (légumineuses, pseudo-céréales ) 2. Améliorer l utilisation des matières protéiques végétales comme ingrédients fonctionnels par une meilleure prise en compte des attentes du consommateur - Nutrition Santé - Acceptabilité organoleptique - Coût -.. SIA -Rencontre Protéines végétales Lundi Lundi 25 25 février 2013
_01 Accroître la part des protéines végétales dans notre alimentation Favoriser l utilisation de graines riches en protéines SIA -Rencontre Protéines végétales Lundi 25 février 2013
Index glycémique (IG) légumineuses biscuits pain - pâtes petits déjeuners p. de terre Accroître la part des protéines végétales Les atouts des graines de légumineuses Une teneur élevée en protéines o Pois, lentille : 20-25%, Fève : 30 35% o Lupin, Soja : 40-45% Une composition en acides aminés complémentaire de celle des céréales Des effets «santé» à confirmer (British Journal of Nutrition 2002) hypocholestérolémiants (fibres, protéines) antioxydants protecteurs contre o Les maladies cardiovasculaires o Le cancer du colon (fibres, composés bioactifs) o Le diabète de type 2 (Faible IG : amidon résistant) 100 80 60 40 20 Des atouts agronomiques 0 04
Accroître la part des protéines végétales Favoriser l utilisation des graines de légumineuses Des innovations déjà engagées sur les légumes secs pour développer des aliments rapides et faciles à préparer (pré-cuits) Optimiser de nouveaux critères de qualité des graines (easy-to-cook) Des recherches pour exploiter la complémentarité de composition en AA avec les céréales Des produits mixtes : L exemple des pâtes alimentaires Pastaleg (V. Micard,UMR IATE, Montpellier) Conception d aliments à base de blé dur et de légumineuses Contribution de la structuration des constituants à leurs qualités nutritionnelles et organoleptiques. 06
Fabrication de spaghetti mixtes Une faisabilité technologique Pastaleg Semoule de blé dur 65% 35% Farine de légumineuse Pois cassé ou Fève 100% Hydratation Malaxage Extrusion Séchage BT (55 C) THT (90 c) 100% Blé dur CUISSON 35% Fève 35% Pois cassé 08
Spaghetti mixtes «Blé dur- légumineuses» Une composition nutritionnelle améliorée Composition des pâtes (%MS) Protéines Amidon Lipides Fibres Cendres Insol. Solubles 100% Blé dur 13,3 77,6 1,7 2,4 0,7 1,1 35% Pois cassé 16,1 67,0 1,9 6,2 0,8 1,7 35% Fève 18,8 66,0 1,8 4,1 0,8 1,9 Protéines Fibres, Minéraux Taux faible de lipides Minéraux Fer Mg P 100% Blé dur 0,7 23 65 35% Pois cassé 1,2 28 86 35% Fève 1,4 31 104 08
Spaghetti mixtes «Blé dur- légumineuses» Une composition nutritionnelle améliorée GI Glycemic index IG faible <55 90 70 50 30 10 r = 0.76 (P < 0.001) 0 20 40 60 80 100 RAG Rapid assimilable glucose Pâtes cuites RAG glucides disponibles (%) Amidon résistant (% MS) 100% BD (BT) 62,5 1,0 1,04 ± 0.16 35% PC (BT) 59,4 1,1 1,69 ± 0,25 35% PC (THT) 48,2 1,3 1,78 ± 0,20 Un index glycémique équivalent (BT) ou plus faible (THT) 08
Fermeté TPA (N.mm-²) Spaghetti mixtes «Blé dur- légumineuses» Propriétés rhéologiques des pâtes cuites Une texture satisfaisante après cuisson Test en compression Test en extension 0.06 0.04 b a a E à la rupture (* 10-5 ) (J.m -3 ) 6 5 4 3 a a 0.02 2 1 b 0.00 LT LT LT 100% Blé 35% Pois 35% Fève Augmentation de la fermeté Protéines Hydratation 0 LT LT LT 100% Blé 35% Pois 35% Fève Pois: structure plus fragile Fragments de parois plus gros Une bonne tenue à la cuisson Des textures compatibles avec les attentes du consommateur ( «al dente» à normal)
Accroître la part des protéines végétales Favoriser l utilisation des graines de légumineuses Des produits mixtes Céréales- Légumineuses Une faisabilité technologique et une innovation «produit» Des bénéfices nutritionnels Teneur plus élevée en protéines, fibres, minéraux, vitamine B1 Un index glycémique équivalent ou plus faible Des caractéristiques organoleptiques satisfaisantes Texture «al dente à normale» après cuisson Aspect, couleur L utilisation des légumineuses: une stratégie de niche (M.B. Magrini) Un faible volume mais une stratégie de différenciation: une qualité spécifique et un «savoir-faire» Un lien fort avec l innovation (acteurs recherche) Un développement qui peut contribuer à la transition du système en amont (diversification agricole) et en aval (bénéfice nutritionnel)... 06
_02 Accroître la part des protéines végétales dans notre alimentation Améliorer l usage des matières protéiques végétales (MPV) comme ingrédients fonctionnels SIA -Rencontre Protéines végétales Lundi 25 février 2013
Améliorer l usage des protéines végétales comme ingrédient fonctionnel Des acquis industriels Les matières protéiques végétales (MPV) Des procédés de préparation de MPV Des aliments Farine Protéines (Nx 6,25 % MS) 50-65 Sources Soja, Lupin, Fèverole Biscuits Pr. traiteurs Diététiques Poissons Pr. Laitiers frais Viandes Concentré 65 90 Soja, Lupin, Fèverole, luzerne Isolé < 90 Soja, Pois, Colza Pomme de terre, BVP Gluten 80 Blé Référencement du marché français 2009 1199 références Source : GEPV, 2010
Améliorer l usage des protéines végétales comme ingrédient fonctionnel 1980 2013 - Des acquis académiques importants Les procédés de fractionnement (graines, tourteaux, feuilles, tubercules..) La variabilité des matières premières La structure des protéines et leurs propriétés fonctionnelles (mousses, émulsions, gels.) Des verrous subsistent au plan organoleptique : Une fonctionnalité en général inférieure à celle des protéines animales références (lait, œuf, gélatine) Une faible acceptabilité par le consommateur (texture et goûts indésirables) Des perspectives de recherche: Exploiter la diversité de composition des ressources végétales (botanique, génétique..) et de propriétés des protéines Développer les synergies fonctionnelles entre protéines végétales, protéines animales, polysaccharides
Améliorer l usage des protéines végétales comme ingrédient fonctionnel Isolat Exploiter la diversité botanique des ressources végétales Comparaison du potentiel émulsifiant des protéines de pois et de colza à celui de la caséine Stabilité des émulsions à froid diamètre moyen des goouttelettes (d32 mm) 20 15 10 5 0 Isolat de pois Caséine Isolat de colza ph 3 ph 7 ph 8.5 Enhance 2004 Larré et al. 2006 3 Emulsion Protéines de colza dans l émulsion 2 2 3 Protéines actives Globulines (cruciférine) Albumines (napine) Enrichir les MPV de colza en albumine pour les propriétés émulsifiantes
Améliorer l usage des protéines végétales comme ingrédient fonctionnel Exploiter la diversité génétique des ressources pour enrichir les MPV en protéines actives Propriétés émulsifiantes des protéines de pois Enrichir l isolat en viciline pour améliorer les propriétés émulsifiantes En résumé: Développer des MPV de 2 ème génération enrichies en protéines fonctionnelles Exploiter la variabilité génétique et la diversité fonctionnelle des protéines colza : napine/cruciférine 0,5-1,5 pois lisse: viciline/légumine 0,8-3 Fractionner les familles de protéines (procédés) : des fractions fonctionnelles et à «la carte» pour les différents usages
Accroître l usage des protéines végétales comme ingrédient fonctionnel Développer les synergies protéines végétales - autres biopolymères Protéines végétales Protéines animales, Polysaccharides Propriétés interfaciales o émulsifiantes o moussantes Propriétés texturantes o épaississantes o gélifiantes Réaliser de nouveaux assemblages fonctionnels Fonctionnalité multi-critères (interface x texture)
Volume de la mousse (ml) Accroître l usage des protéines végétales comme ingrédient fonctionnel Développer les synergies protéines végétales - autres biopolymères Exemple : Mousse du complexe napine (colza)-pectine Interactions électrostatiques + hydrophobes Stabilité Texture Schmidt et al, 2010 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 3 5 8 10 13 15 18 Temps (min) Napine Napine/P43 Napine/P74 Napine 1g/L Pectine 1g/L 25mM 148mM En cours: exploration systématique des interactions et synergies fonctionnelles entre protéines animales (lait, œuf ) et protéines végétales (soja, pois, colza) Thèse de J.M. Schwartz (INRA-BIA Nantes)
Conclusion Pour accroître la part des protéines végétales dans notre alimentation Réhabiliter la consommation de graines riches en protéines Améliorer la fonctionnalité des MPV Innover génétique, procédés x produits Mieux exploiter la diversité des ressources végétales riches en protéines, seules ou en mélange Bénéfices nutritionnels Bénéfices organoleptiques Développer des MPV de 2 ème génération pour améliorer leur fonctionnalité Exploiter la diversité des familles protéiques (génétique, procédés) Réduire les goûts gênants Explorer la fonctionnalité en systèmes complexes (modèles d aliments) Développer les synergies fonctionnelles protéines végétales - autres biopolymères Protéines animales (lait, œuf, viande ) Polysaccharides Associer le développement scientifique et technique à la stratégie des acteurs Stratégie de niche (innovation, filière de qualité..)? Communication en direction des consommateurs (nutrition, santé, environnement..) SIA -Rencontre Protéines végétales Lundi Lundi 25 25 février 2013