Les protéines
De l’impact des procédés industriels sur leurs propriétés
Dans nos systèmes alimentaires occidentaux, il devient essentiel de rééquilibrer le ratio protéines végétales/protéines animales. Pourtant il est indispensable de tenir compte de l’impact des procédés industriels sur leurs propriétés. C’était le sujet d’une conférence de Camille Renaud, cheffe de projet science et technologie des aliments à l’ADRIA, lors des 9èmes rencontres annuelles du GIS-NAM2S à Rennes en octobre dernier.
Procédés industriels : de quoi parle-t-on ?
Quand on parle de procédé industriel dans l’agroalimentaire, il faut d’abord évoquer ses principales fonctions. En effet, il s’agit de fabriquer des produits comestibles et sûrs, d’automatiser et de fiabiliser des opérations unitaires de transformation, de prolonger la durée de vie des aliments ou d’améliorer la qualité organoleptique des aliments. Ces fonctions sont valables quel que soit le type de procédé comme la cuisson (pasteurisation, stérilisation, séchage, cuisson tunnel, cuisson extrusion…), la découpe et le broyage, le mélange, la réfrigération et la surgélation ou la filtration.
Procédés industriels : des enjeux souvent contradictoires
Mais les enjeux des procédés industriels dans l’agroalimentaire sont variés et complexes :
– Il s’agit d’assurer la sécurité alimentaire en éliminant ou en réduisant les risques micro-biologiques, chimiques et physiques, pour garantir des produits finaux sûrs à la consommation. Et surtout éviter tout scandale sanitaire (exemple : Lactalis en 2017, Kinder ou Buitoni en 2022).
– Il faut également réduire l’impact environnemental du procédé, comprenant notamment une gestion plus efficace des déchets, la réduction de la consommation d’eau et d’énergie ou l’utilisation de pratiques plus durables tout au long de la chaîne de production.
– Il faut aussi prolonger la durée de vie des produits pour contribuer notamment à la réduction du gaspillage alimentaire. Il est important de noter que celui-ci se situe à tous les niveaux : 32% à la production, 21% à la transformation, 14% à la distribution, 19% pendant la consommation au foyer et 14% hors foyer (source : Ademe – 2016).
– Un autre enjeu est de garantir la qualité nutritionnelle des produits sur la base d’une combinaison de facteurs, de la sélection des ingrédients à la formulation des produits, sans négliger les effets de la production et le respect des réglementations.
– Sans oublier de préserver leur qualité organoleptique pour garantir le maintien de leurs caractéristiques sensorielles tout au long de leur durée de vie et répondre aux attentes des consommateurs en termes de goût, d’odeur, de texture ou d’apparence. Tout en évitant le recours aux additifs, pour répondre à une préoccupation croissante chez les consommateurs.
Il est donc clair que ces enjeux peuvent être contradictoires, car différentes considérations doivent être prises en compte simultanément. Assurer la sécurité des aliments en éliminant les micro-organismes pathogènes peut entrer en conflit avec la recherche d’une durée de conservation prolongée. En outre, certaines méthodes de conservation (comme la pasteurisation ou la stérilisation) peuvent altérer la qualité organoleptique des aliments. De plus, quand il s’agit de préserver celle-ci, cela peut s’avérer être plus coûteux en termes de temps et de ressources, ce qui peut entraîner une augmentation des coûts de production et des prix pour les consommateurs. Ou, réduire l’empreinte environnementale en minimisant l’utilisation d’emballages peut entrer en contradiction avec la nécessité de garantir la sécurité et la qualité des produits.
Gérer ces contradictions est donc un défi constant pour l’industrie agroalimentaire et les entreprises doivent toujours trouver un équilibre entre ces enjeux, pour répondre aux besoins changeants des consommateurs tout en respectant les normes de sécurité, de qualité et de durabilité.
Quels sont les effets des procédés industriels sur les protéines ?
Tout d’abord un petit rappel : la structure tertiaire des protéines est stabilisée par des liaisons ioniques, hydrogène, des interactions hydrophobes et des ponts disulfures. Par conséquent, la déstabilisation de ces liaisons cause de fait leur dénaturation.
Or cette dénaturation peut être provoquée par de nombreux facteurs comme la température, les hautes pressions, le pH, les radiations, les agents chimiques, les champs électriques pulsés, les ultrasons, etc. Elle varie également en fonction de facteurs comme le type de protéine (globulaire, fibreuse), l’intensité du traitement, le pH du milieu ou la concentration en protéines. Et peut avoir des conséquences comme la perte de solubilité, la précipitation des protéines, la réduction de la digestibilité ou la perte de fonctionnalité.
En effet, certains procédés industriels, tels que la cuisson, la pasteurisation, la stérilisation ou la torréfaction, exposent les protéines à des températures élevées. Cela peut entraîner la dénaturation des protéines, c’est-à-dire la perte de leur structure tridimensionnelle native, ce qui peut altérer leurs propriétés fonctionnelles et nutritionnelles. De plus, les produits chimiques utilisés dans certains procédés, tels que les acides, les bases, les solvants, les agents de blanchiment, etc., peuvent provoquer la dénaturation des protéines en modifiant leur structure chimique et avoir un impact sur leur fonctionnalité et leur digestibilité. Ou, pendant les procédés de transformation alimentaire, les protéines peuvent réagir avec d’autres composants alimentaires pour former des produits de réaction qui peuvent affecter la saveur, la couleur et la texture des aliments.
Dénaturation et changement : deux exemples
Dans les poissons et les produits carnés, la dénaturation des protéines entraine un changement de texture avec l’augmentation de la dureté des produits et un changement d’apparence (modification de la couleur, due à l’augmentation de la luminosité associée à une plus grande opacité du produit).
Mais il peut aussi y avoir l’effet contraire, en particulier avec les produits végétaux qui présentent généralement une digestibilité plus faible des protéines par rapport aux produits d’origine animale. Dans ce cas, les traitements thermiques améliorent grandement la digestibilité protéique (jusqu’à une certaine limite), ce qui a notamment été démontré avec l’effet du chauffage ohmique sur la gélification du tofu. Aussi, la dénaturation protéique peut aussi améliorer la fonctionnalité des protéines.
En conclusion
Il est donc clair qu’il faut trouver un compromis permanent, l’équilibre dépendant de la matrice alimentaire et des risques et enjeux associés. Divers procédés innovants ont déjà été développés pour y répondre mais l’effet matrice et la grande variabilité de protéines engendrent une multitude de cas spécifiques.
Les protéines représentent un vrai challenge pour l’industrie agroalimentaire pour équilibrer leurs intérêts fonctionnel et nutritionnel avec la sécurité des aliments et la durabilité. Il s’agit de répondre aux exigences de trouver de nouvelles sources de protéines et de végétaliser l’alimentation pour retrouver cet indispensable équilibre.
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