Life Sciences Université Paris-Saclay

Depuis sa popularisation dans les années 2000, l'impression 3D est couramment utilisée dans les secteurs de l'industrie automobile, des prothèses médicales ou encore pour la fabrication de figurines en plastique. Et pourquoi ne pas s'en servir pour élaborer la nourriture de demain, comme l’envisage l’équipe Génie des produits (GéPro) du laboratoire SayFood (Univ. Paris-Saclay, INRAE, AgroParisTech) ?

Les apprentis pâtissiers ont de quoi se réjouir : bientôt, ils n’auront peut-être plus besoin de poche à douille pour fabriquer leurs gâteaux, une imprimante le fera à leur place ! Au laboratoire SayFood (Univ. Paris-Saclay, INRAE, AgroParisTech), l'équipe de Camille Michon et de Giana Almeida teste les aliments compatibles avec une telle approche. Ces recherches, menées dans le cadre du projet ID3AL, s’intéressent au potentiel de l’impression 3D pour la création de plats innovants. Le principe d’impression développé s’inspire de l'impression 3D classique : une préparation suffisamment malléable est poussée à travers une ouverture étroite et la longue bande qui en sort s’empile en couches successives pour former un objet en trois dimensions. À partir d'un modèle numérique, il devient possible de créer des plats aux formes originales et de les reproduire facilement.

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Et l'article dans Journal of Food Engineering.

Contact : giana.almeida@agroparistech.fr

Six unités de recherche des centres franciliens d’INRAE se sont mobilisées pour la 30e édition de la Fête de la science : GABI, GQE, IJPB, IPS2, SAYFOOD et VIM. Elles interviennent sous des formes variées avec plusieurs structures de médiation scientifique.

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Valérie Camel est professeure en chimie analytique et sécurité sanitaire à AgroParisTech et chercheuse au sein du laboratoire SayFood (Food & Bioproduct Engineering / Université Paris-Saclay, INRAE, AgroParisTech). Spécialiste des méthodes d’analyses ciblées et non ciblées des contaminants chimiques et experte auprès de l’Anses depuis plus de 15 ans, elle est également très engagée au service de l’innovation pédagogique et de ses étudiants et étudiantes.

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Découvrez dans ce reportage BD inédit tous les apports que les microfermes peuvent apporter à nos villes.

Plusieurs collègues des unités INRAE et AgroParisTech associées à l’UPSaclay ont contribué à l’élaboration de cette bande-dessinée : Claire Chenu, Claire-Sophie Haudin, Sabine Houot, Sophie Boulanger-Joimel, Laure Vieuble (UMR Ecosys) ; Christine Aubry, Patrick Stella (UMR SADAPT) ; Nastaran Manouchehri (UMR SayFood).

L’accroissement des pathologies associées à une hyperglycémie constituent un problème sociétal majeur (1,6 millions de morts dus au diabète en 2016, plus 2,2 autres millions de décès attribuables à une hyperglycémie d’après l’OMS). Un moyen susceptible d’améliorer la réponse glycémique aux repas riches en amidon consiste à réduire l’activité des amylases digestives. Récemment, Steven Le Feunteun et ses collaborateurs de l’UMR SayFood (INRAE/UPSaclay/AgroParisTech, Thiverval-Grignon) ont montré, que l’amylase salivaire joue un rôle plus important que généralement admis dans l’hydrolyse de l’amidon, et que parmi les boissons ou condiments de consommation courante (thés, vinaigres, jus de citron…), certaines apparaissent comme de bons candidats pour diminuer fortement son activité catalytique.

Dans un article paru dans le European Journal of Nutrition, les chercheurs présentent les résultats d’une étude clinique contrôlée et randomisée avec 18 volontaires pour déterminer si le jus de citron et le thé noir peuvent atténuer la réponse glycémique au pain chez l’humain. Les volontaires ont consommé 100 g de pain de mie en buvant 250 mL d’eau minérale, de thé noir, et de jus de citron, et ont suivi l’évolution de leur glycémie pendant la digestion. Si le thé noir n’a montré aucun effet, le jus de citron permis de réduire (30 %, p < 0,05) et de retarder (37 min, p < 0,01) significativement le pic de glycémie postprandiale.

Ce travail supporte l’idée que la réponse glycémique aux repas amylacés peut être atténuée en les acidifiant. Il permet aussi de montrer que des stratégies nutritionnelles simples, basées sur l’association d’aliments et/ou de boissons, peuvent permettre d’améliorer significativement le contrôle de la glycémie postprandiale associée aux repas riches en amidon.

Contact : steven.le-feunteun@inrae.fr

Dans une revue parue dans Critical Reviews in Food Science and Nutrition, Camille Michon et ses collaborateurs de l’UMR SayFood (INRAE/AgroParisTech/UPSaclay, Massy) et des Universités de Montpellier et de Clermont Auvergne proposent, à travers une revue exhaustive de la littérature, une évaluation de toutes les sources protéiques possibles.

La concentration en protéines, la composition en acides aminés essentiels ainsi que les macronutriments supplémentaires d'intérêt nutritionnel et énergétique (c'est-à-dire les glucides et les lipides) ainsi que la capacité ou non des protéines à gélifier ont été analysés et mis en relation avec les besoins humains. De nouveaux indices sont proposés pour classer les sources de protéines alternatives en tenant compte de leur équilibre en acides aminés essentiels et de la façon dont il peut changer au cours de la transformation des aliments. Une classification est donnée intégrant de plus la quantité de nourriture et les apports caloriques associés nécessaires pour répondre à nos besoins quotidiens en protéines. Des recettes traditionnelles comme des recettes plus innovantes sont discutées et certaines améliorations, notamment via les mélanges de différentes sources protéiques, sont proposées.

Légende Figure : Cartographie des plats traditionnels et de quelques sources protéiques pures en fonction de la quantité à ingérer pour couvrir les besoins protéiques et l’apport calorique correspondant. Le rectangle gris correspond à la cible journalière pour un homme de 70 kg en bonne santé. Les niveaux de gris des symboles du blanc au noir indiquent des niveaux croissant de perte en protéine du fait du déséquilibre des acides aminés essentiels du produit.

Contact : camille.michon@inrae.fr

L'industrie laitière européenne est un secteur agroalimentaire important qui représente plus de 300 000 emplois et 10 milliards d'euros de balance commerciale positive. Plus de 300 fromages et produits laitiers européens sont vendus dans le monde entier et sont protégés en tant qu'indications géographiques ou spécialités traditionnelles. Maîtriser un processus d'affinage du fromage pour éviter les risques sanitaires et le gaspillage, et produire des fromages typiques aux propriétés organoleptiques appréciées par les consommateurs est d'une importance économique et sociale.

Le projet européen E-MUSE (pour Complex microbial Ecosystems MUltiScale modElling: mechanistic and data driven approaches integration), coordonné par Dominique Swennen de l’unité SayFood (Inrae/agroParisTech/UPSaclay, Grignon) et financé par le programme Horizon 2020 dans le cadre de l’AAP MSCA-ITN-2020, vise à développer des méthodologies de modélisation innovantes pour améliorer les connaissances sur les systèmes biologiques complexes et pour contrôler et/ou prédire leur évolution en combinant l'intelligence artificielle et la biologie des systèmes. Cette stratégie multidisciplinaire intégrant des modèles métaboliques à l'échelle du génome, des méthodologies de modélisation dynamique, ainsi que la conception d'outils statistiques et d'apprentissage automatique, permettra l'analyse de données multi-omiques et la mise en relation des résultats avec les propriétés émergeantes liées à l'affinage du fromage et avec les préférences des consommateurs. La fabrication du fromage implique une transformation complexe biophysique et biochimique du lait par des communautés microbiennes qui sont responsables des propriétés sensorielles/organoleptiques ainsi que de la sécurité sanitaire du produit final.

Sur la durée du programme (2021-2024), trois projets de thèse se dérouleront à INRAE dans l’unité SayFood pour appréhender et maîtriser le processus d’affinage de fromages type pâte molle croûte lavée. Des connaissances seront acquises sur la physiologie des micro-organismes d’une communauté réduite représentative de ces fromages et un modèle d’interaction métabolique entre deux bactéries d’affinage sera construit ; des données multi-omiques seront générées au cours de l’affinage et seront intégrées pour sélectionner des biomarqueurs de l’évolution de la communauté au cours du temps ; et, des modèles dynamiques concernant des propriétés macroscopiques seront développés.

E-MUSE formera des chercheurs dotés de compétences multidisciplinaires en mathématiques, bioinformatique et biologie pour concevoir et utiliser des méthodologies innovantes de modélisation multi-échelles, leur offrant un langage harmonisé pour répondre aux futures questions de recherche sur les systèmes complexes.

Contact : dominique.swennen@inrae.fr

La consommation de produits alimentaires à base de protéines végétales est en pleine croissance depuis plusieurs années, contribuant à une alimentation plus durable, garante de produits sains, sûrs, et dont la production a un impact limité sur l’environnement. Parmi les légumineuses, les féveroles (Vicia faba L.) apparaissent comme une source prometteuse de protéines avec des intérêts à la fois agronomiques, environnementaux, technologiques et nutritionnels, mais elles présentent également des défauts sensoriels, ce qui peut être un frein à leur utilisation dans les produits alimentaires. Différents ingrédients (farines, concentrés ou isolats) peuvent être produits à partir de cette légumineuse à graine et utilisés dans différentes applications alimentaires pour leur intérêt nutritionnel et leurs propriétés fonctionnelles (moussantes, émulsifiantes, etc.), à condition d’en maîtriser l’odeur, le goût et la couleur.

Une revue récemment publiée dans Comprehensive Reviews in Food Sciences and Food Safety par Siddharth Sharan et ses collaborateurs de l'UMR SayFood (INRAE/AgroParisTech/UPSaclay, Thiverval Grignon) fait le point sur les procédés de transformation disponibles pour produire et fonctionnaliser ces ingrédients, mais aussi sur les premières applications envisagées dans le développement de produits alimentaires. Elle ouvre la voie vers de nouvelles recherches sur les modes de transformation de ces graines qui permettront de mieux gérer le compromis entre les fonctionnalités intéressantes à exploiter, le contrôle des facteurs antinutritionnels et la présence de notes olfactives ou de couleurs indésirables pour les consommateurs.

Ces recherches sont menées dans le cadre du projet FOODENGINE financé par le programme européen Horizon 2020 - Action Marie Curie ITN (https://foodengine.eu/). La thèse de Siddharth Sharan est menée conjointement entre l’UMR SayFood, une entreprise internationale productrice d’ingrédients (Döehler, Allemagne) et l’Université de Copenhague (Danemark).

Contact : marie-noelle.maillard@agroparistech.fr ou anne.saint-eve@agroparistech.fr

Une publication récente dans Bioresource Technology, issue d’une thèse de l’Université Paris-Saclay réalisée en collaboration entre CentraleSupélec (Chaire de Biotechnologie, CEBB, Pomacle) et AgroParisTech (UMR SayFood), s’intéresse au traitement hygrothermique de la biomasse lignocellulosique. Cette biomasse, issue des tiges de plantes, notamment les arbres, représente le plus gros potentiel de biomasse renouvelable produit par photosynthèse dans les végétaux. Cependant, les tiges de plantes sont élaborées par les végétaux pour résister à la dégradation et sont donc récalcitrantes à leur déconstruction. Un prétraitement est donc nécessaire pour les transformer en sucres fermentescibles, substrats utilisables en biotechnologie pour produire bio-carburants ou molécules organiques.

Le travail utilise un réacteur de traitement hygrothermique inédit, conçu et réalisé à dessein, pour mesurer en continu, en dépit de conditions de traitement très sévères, des propriétés viscoélastiques d’échantillons de peuplier en cours de traitement. Différentes conditions (température et liquide de prétrempage : acide, neutre et alcalin) ont été testées. La pertinence de ces propriétés comme indicateur de la cinétique de déconstruction de la biomasse a été confirmée grâce aux analyses chimiques effectuées sur le solide traité et la phase liquide récupérée (oligosacchariques, sacchariques mais aussi inhibiteurs de fermentation comme le furfural). Outre la meilleure compréhension des effets couplés de température, temps et nature du liquide, l'objectif final est de construire un indicateur macroscopique capable d'établir des règles pour optimiser le traitement hygrothermique avant l'étape d'explosion vapeur.

Contact: patrick.perre@centralesupelec.fr