Etude du Fractionnement de graines de légumineuses, une stratégie pour produire des produits alimentaires de meilleure qualité nutritionnelle

par Alaeddine Chouchene

Projet de thèse en Sciences des aliments et nutrition

Sous la direction de Valérie Lullien pellerin et de Valérie Micard.

Thèses en préparation à Montpellier , dans le cadre de GAIA - Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau , en partenariat avec IATE - Ingénierie des Agropolymères et Technologies Emergentes (laboratoire) depuis le 15-11-2016 .


  • Résumé

    Les graines de légumineuses (telles que lentilles, haricots, pois, pois chiches, etc..) constituent une ressource alimentaire de base de nombreuses populations. Riches en glucides complexes, elles sont également une source de protéines essentielles dans le cadre d'un régime alimentaire équilibré chez l'homme ; régime propre à lutter contre l'obésité, mais aussi à prévenir les maladies chroniques (telles que diabète, maladies cardiovasculaires, cancer). En outre, les légumineuses ont des propriétés fixatrices d'azote qui contribuent à accroître la fertilité des sols et sont bénéfiques pour l'environnement, notamment en association ou en rotation avec des cultures de céréales. Elles contiennent cependant un certain nombre de constituants indésirables (acide phytique complexant les minéraux, tannins, inhibiteur d'enzymes digestives, oligosaccharides fermentescibles, …), sur le plan nutritionnel, dont l'élimination dans les produits finis est souhaitable. L'UMR IATE travaille depuis plusieurs années sur les caractéristiques technologiques et effets santé de pâtes alimentaires fabriquées à partir de farines commerciales de légumineuses seules ou associées à la semoule de blé dur (céréale). Ces études ont montré l'intérêt de la complémentation des ressources légumineuses (riches en Lysine) et céréales (riches en acides aminés soufrés) pour l'équilibre en acides aminés essentiels ou l'intérêt des légumineuses seules pour les intolérants au gluten (malades cœliaques). Le projet de thèse vise à mettre en œuvre des outils de fractionnement par voie sèche disponible sur la plateforme de fractionnement de l'UMR (telles que décorticage, broyage, tri des particules), associés ou non à des pré- ou post-traitements, en amont des procédés de fabrication des produits de consommation humaine courante (type pâtes alimentaires) dans le but de diminuer la proportion des facteurs antinutritionnels sur quelques légumineuses d'intérêt économique et d'usage. Si le dosage de certains facteurs anti-nutritionnels est maîtrisée à l'UMR IATE, d'autres nécessitent de développer les méthodes d'analyse adéquates. Le projet permettra de développer les méthodes de caractérisation biochimiques et/ou d'imagerie nécessaire au dosage des facteurs anti-nutritionnels et à leur localisation dans les différents tissus ou fractions obtenues pour pouvoir sélectionner les procédés les plus pertinents pour les objectifs visés. Les fractions seront testées sur un modèle pâtes alimentaires pour évaluer dans quelle mesure les procédés de préparation et les facteurs de qualité technologique (paramètres rhéologiques, couleur, perte à la cuisson…) des produits alimentaires sont affectés par les traitements appliqués en amont aux graines ou au farines. L'intérêt potentiel des procédés de traitement des graines de légumineuses qui seront mis en œuvre au cours de la thèse sera testé sur le plan de leur faisabilité au sein des filières et des avantages générés pour les produits. Le projet de thèse comprendra : - une étude bibliographique qui permettra de faire le point sur la composition et les teneurs en constituants d'intérêt nutritionnel et facteurs anti-nutritionnels de graines de légumineuses majeures sur le plan économique et d'usage en France. Cette partie permettra également de recenser les connaissances sur la variabilité des teneurs de ces constituants et leur localisation dans les différents tissus de la graine, ainsi que les procédés susceptibles d'affecter leur concentration et/ou effet. - la mise en œuvre de procédés de fractionnement par voie sèche potentiellement couplés à des pré- ou post-traitement et de caractérisation biochimique et physique des fractions. Il nécessitera de développer certaines méthodes de dosage de facteurs anti-nutritionnels non encore maîtrisées au sein de l'unité. - L'évaluation des procédés développés (balance bénéfices/ désavantages).

  • Titre traduit

    Study of pulse seed dry fractionation, a strategy for production of food product with enhanced nutritional properties


  • Résumé

    Leguminous seeds (as lentils, beans, peas, chickpeas,…) form a basic food resource to a number of populations. They are rich in complex carbohydrates and are a source of essential proteins to use in an equilibrated food diet for obesity fighting and chronic disease prevention (as diabetes, cardiovascular problems, cancer). Moreover, leguminous plants are able to fix atmospheric nitrogen thus contributing to soil fertility. They are therefore beneficial for environment in association or rotation with cereal crops. However, they contain a number of compounds detrimental for nutritional properties whose removal in consumed products is needed. The IATE JRU works for many years on technological characteristics and health properties of pasta from commercial pulse flours associated or not with semolina from durum wheat (cereal). These studies have demonstrated the interest to associate both pulses (rich in Lys amino-acid) and cereals (rich in sulphur amino-acid) to get products with balanced composition in essential amino-acids or to obtain products from only pulses useful for coeliac patients intolerant to gluten. The phD project will develop dry processing methods available in the fractionation platform of IATE-JRU (as debranning, grinding, sieving) coupled or not with pre- or post-treatments upstream of the pasta product making. The focused objective will be to reduce the amount of anti-nutritional factors in milling products and pasta (gluten-free or co-transformed with cereal) for human food from pulse seeds of nutritional and economical interest. If the measurement of a number of anti-nutritional factors is already done in IATE-JRU, methods for others need to be developed. The PhD project will allow developing the biochemical and imaging methods to measure and locate the anti-nutritional factors in pulse tissues and generated fractions in order to be able to select the most efficient process to reduce their levels in products used to make final consumed pasta products. The consequences on potential changes in the pasta making and properties (rheological parameters, colour, cooking loss…) of the undertaken fractionation process and potential seeds and/or flours treatments will be evaluated. Assessment of the feasibility of the developed pulse seed processing methods in the product-making chain will be made taking into account the potential benefits. The PhD project will include: - A bibliographic study resuming knowledge on composition and content of compounds with nutritional interest and anti-nutritional factors from pulses with economical and use interest in France. This part will also allow resuming knowledge on amount variability and location of these components in the different pulse seed tissues and pointing out the potential process acting on their concentration or activity. - Development of dry fractionation methods possibly coupled with pre- or post-treatment and biochemical and physical characterisation of generated fractions. This step will imply to develop some methods measure the anti-nutritional factors not yet characterised in our JRU. - Assessment of the developed processing methods developed (benefits versus drawbacks).