Etude de la biochimie de la digestion des phaséolines du haricot (Phaseolus vulgaris) in vitro et in vivo : effets du type de phaséoline et du traitement thermique, et impact sur la muqueuse intestinale du rat

par Carlos Alexander Montoya Palacios

Thèse de doctorat en Biologie et agronomie

Sous la direction de Philippe Leterme et de Jean-Paul Lallès.

Soutenue en 2007

à l'Agrocampus Rennes (2004-2008) .

mots clés

• Haricot commun
• Muqueuse intestinale

Résumé

L’objectif de cette thèse était d’étudier les effets de la phaséoline purifiée sur la digestion des protéines, la morphologie etles activités enzymatiques intestinales chez le rat, et la susceptibilité à la protéolyse in vitro d’un grand nombre (n=43) de variétés de phaséolines purifiées. Les phaséolines crues présentaient une faible digestibilité fécale (19-20 %) indépendamment du type de phaséoline étudié. Le type (S, T ou I) de phaséoline a influencé la concentration idéale des phaséolines et de certains de leurs peptides lorsqu’elle a été consommée crue. Une incorporation de phaséoline supérieure à 50 % des protéines alimentaires a affecté la morphologie et les activités enzymatiques intestinales et les pertes iléales de protéines endogènes (amylase pancréatique et trypsine). Le traitement thermique a fait disparaître ces effets tout en améliorant notablement la digestion intestinale et la digestibilité fécale (77-80 %) des phaséolines. La susceptibilité des 43 variétés de phaséolines à la protéolyse in vitro a fortement varié tant avant (11-27 %) qu’après 57-96 %) traitement thermique. Nous avons confirmé à partir des compositions en acides aminés et de la protéolyse in vitro que les acides aminés soufrés des phaséolines sont les principaux acides aminés limitant pour la croissance. En conclusion, ce travail de thèse précise les effets spécifiques des phaséolines sur le tube digestif in vivo et leur susceptibilité à la protéolyse in vitro. Il ouvre des perspectives d’amélioration de la qualité nutritionnelle des haricots destinés à l’homme, à travers la sélection de variétés à teneur en acides aminés limitant et/ou à susceptibilité de la phaséoline à la protéolyse in vitro, plus élevées.

Titre traduit

µBiochemistry of in vivo and in vitro digestin of phaseolin from the common bean (Phaseolus vulgaris) : effects of phaseolin type and thermal treatment and impact on the intestinal mucosa of the rat

Résumé

The aim of this PhD thesis was to investigate the effects of purified phaseolin on protein digestin and intestinalmorphlogy and enzyme activites in the rat, and the susceptiblity of large numbers (43) of purified phaseolin varieties to proteolysis in vitro. Unheated phaseolin displayed low faecal digestibility (19-20 %), irrespective of the type of phaseolin studied. The type (S, T or I) of phaseolin, when unheated influenced the ileal concentration of phaseolin and of some of its digestion products. An incorporation level of phaseolin superior to 50 % of dietary protein affected intestinal morphology and enzymes activities and increased ileal losses of endogenous protein (pancreatic amylase and typsin). Thermal treatment obrogated these effects while improving drastically intestinal digestion and faecal digestibility (77-80 %) of phaseolin. The susceptibility of the 43 purified phaseolin varieties varied widely both without (11-27 %) and after (57-96 %) thermal treatment. We have confirmed from amino acid composition and in vitro proteolysis that sulphur amino acids are the main limiting amino acids in phaseolins. In conclusion, this work highlights the specific effects of phaseolin on the gut in vivo and their susceptibility to proteolysis in vitro. This work opens news perspectives for improving the nutritional quality of common bean for humans, based on selecting varieties with higher contents of limiting amino acids and/or higher susceptibility of phaseolin to proteolysis in vitro.