Life Sciences Université Paris-Saclay

Ces dernières années, la bactérie lactique et probiotique Ligilactobacillus salivarius a suscité l’attention croissante de chercheurs et d’industriels. Plusieurs études explorent les applications de différentes souches de L. salivarius présentant des propriétés fonctionnelles bénéfiques pour la santé, telles qu'une activité antimicrobienne, des effets immunologiques et la capacité de moduler le microbiote intestinal et vaginal. Leur intégration sous forme de poudres dans des compléments alimentaires et médicaments nécessite la mise en œuvre d’une cascade d’opérations, allant de la fermentation au séchage par lyophilisation ou atomisation sans oublier le stockage final à température ambiante. Cependant, cette cascade d’opérations induit de forts changements environnementaux associés à des dommages cellulaires et une perte de viabilité et de fonctionnalité, ce qui a pour conséquence une sous-exploitation industrielle de L. salivarius. Moins de 20% des souches de L. salivarius étudiées au niveau laboratoire font l’objet d’un développement commercial.

Dans le cadre du projet européen PREMIUM (Élaboration de nouvelles stratégies pour la préservation à long terme des bactéries lactiques, MSCA-RISE H2020), des chercheurs INRAE et AgroParisTech de l’UMR SayFood (UPSaclay, Thiverval-Grignon), en collaboration avec Biosearch Life (Grenade, Espagne), ont publié récemment un article de synthèse dans la revue Applied Microbiology and Biotechnology sur les fonctionnalités, les applications et les étapes de production de L. salivarius. Les auteurs proposent une analyse critique des données de la littérature sur les étapes de production de L. salivarius, la survie et la récupération des propriétés fonctionnelles à chaque étape, ainsi que sur les mécanismes de dégradation et de préservation mis en jeu.

Cette analyse a permis d’identifier des stratégies de recherche pour améliorer ainsi la production industrielle et la conservation à long terme de L. salivarius, et probablement d'autres microorganismes probiotiques.

Contact : fernanda.fonseca@inrae.fr

Tout au long de sa formation et de son expérience professionnelle, Lucia Espinosa Brisset a été en contact avec la recherche en science des aliments, avec une expérience approfondie dans le domaine de l’analyse sensorielle et de l’étude des consommateurs. Que ce soit dans le cadre de son master recherche, sa thèse ou de son expérience en R&D à l’étranger dans un groupe industriel international. 

Elle a effectué son Master 2 Recherche Aliments et Bioproduits, parcours Ingénierie des Produits et Procédés à AgroParisTech (2007-2008). Elle a fait son stage au sein du Laboratoire de Perception Sensorielle et Sensométrie sous l’encadrement des Maitres de Conférences Julien Delarue et Jean-Marc Sieffermann. L’objectif de son travail était d’étudier la sensibilité olfactive et la capacité de mémorisation des odeurs parmi différentes tranches d’âge de la population, pour étudier leur influence dans la perception des odeurs.

Elle a réalisé ensuite sa thèse de Doctorat (2009-2012) au sein de l’UMR 1145 AgroParisTech-CNAM-INRA Ingénierie Procédés Aliments et du laboratoire Grappe de l’ESA d’Angers. Dans le cadre du projet ANR «Tempantiox » et avec le partenaire industriel Conserves France en convention CIFRE, sous la direction scientifique de Gérard Cuvelier, Professeur à AgroParisTech, et le co-encadrement de Ronan Symoneaux, Ingénieur de Recherche à l’ESA d’Angers. L’intitulé de sa thèse était : « Texture de la purée de pomme : Influence de la structure sur les propriétés rhéologiques et la perception sensorielle – Effet du traitement mécanique ». Ces travaux de thèse lui ont permis d’acquérir des connaissances et compétences importantes quant à la structuration des aliments, la rhéologie des suspensions concentrées, l’analyse sensorielle, physicochimique et la formulation par une approche d’ingénierie sensorielle.

Suite à sa thèse, Lucia Espinosa Brisset a eu l’opportunité de travailler quatre ans et demi à l’étranger (Mexico City) pour le groupe industriel « Danone Dairy » filiale Mexique. Elle a intégré le service R&D en tant que « Sensory and Behaviour Science Manager ». Ces années au sein du groupe Danone et son contexte international d’entreprise lui ont permis de collaborer avec des collègues de différents pays, de découvrir différents modes de fonctionnement et de gestion de projets. Aussi de se rendre compte de la place que peuvent avoir l’analyse sensorielle et consommateur dans les processus d’innovation, de conception et développement des produits. Elle a pu connaitre ainsi une recherche appliquée, pour laquelle on a également besoin de se poser les bonnes questions sur la compréhension des systèmes étudiés, d’adapter la méthodologie la plus pertinente et d’obtenir des résultats permettant la mise au marché d’un produit, tout en respectant les temps et les budgets alloués à chaque projet.

Elle occupe maintenant le poste de Chargée de Recherche INRAE en Ingénierie sensorielle pour la conception d’aliments au sein du Département TRANSFORM et de l’UMR SayFood (INRAE/AgroParisTech/UPSaclay), depuis octobre 2020. Son axe de recherche porte sur l’Ingénierie sensorielle au service de la conception et transformation des aliments dans une logique de production et de distribution des aliments plus sains, durables et territorialisés. Une des questions de recherche qu’elle se pose actuellement est de savoir comment intégrer les perceptions (de la matière première, la transformation, la consommation) des différents acteurs (agriculteur – consommateur) dans la conception d’aliments plus sains, durables et appréciés ?

« Fais ce que tu aimes et fais-le souvent… ! »

Contact : lucia.espinosa-brisset@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

La transition alimentaire en cours incite à rechercher des nouveaux ingrédients d’origine végétale, durables et sains. Parmi les matières premières potentielles, les légumineuses ont une importance considérable en tant que sources de protéines de qualité et pourraient rentrer dans les aliments de demain sous forme d’ingrédients plus ou moins raffinés. Cependant, leur utilisation en tant qu'alternative aux ingrédients traditionnels reste une tâche compliquée en raison de leur composition chimique spécifique, susceptible de modifier la réactivité au cours de la fabrication des produits et affecter certains critères essentiels de qualité tels que le goût et la bioaccessibilité des nutriments.

Une étude publiée dans Food Chemistry et cordonnée par Barbara Rega et Catherine Bonazzi (UMR SayFood AgroParisTech/INRAE/UPSaclay, Massy), s’est intéressée aux changements de réactivité au cours des différentes étapes de fabrication d’un produit de type cake lors de la substitution de la farine de blé par différentes farines de légumineuses (lentille, pois chiche, lupin, pois vert, pois jaune). Ceci a permis de mieux comprendre leur utilisation potentielle dans des produits formulés complexes, et donc d’orienter des choix pour la conception d'aliments durables, nutritifs et de haute qualité.

Il est apparu que les farines de légumineuses ont un fort potentiel pour induire des modifications, via des réactions oxydatives et thermiques, conduisant à un profil en composés volatils odorants plus complexe que le blé. L'ampleur de l'oxydation lipidique étant due à l'activité de la lipoxygénase et celle de la réaction de Maillard à la présence de précurseurs réactifs dans les farines.

Ce travail a été mené dans le cadre du projet H2020 Marie Skłodowska-Curie ITN FOODENGINE.

Contact : barbara.rega@agroparistech.fr

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.

Lire la suite de l'Actu UPSaclay ICI.

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.

Lire la suite de l'Actu INRAE ICI.

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.

Lire la suite du portrait ICI.

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