Etude de la biodisponibilité des protéines et acides aminés du tournesol chez le rat et l’Homme ; mise en œuvre de la méthode double traceur

Sunflower protein and amino acid biodisponibility in rats and humans ; implementation of the dual tracer method

• Auteur / Autrice : Romain Tessier
• Direction : Claire Gaudichon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la nutrition
• Date : Soutenance le 03/07/2020
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Agriculture, alimentation, biologie, environnement, santé (Paris ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Physiologie de la Nutrition et du Comportement Alimentaire (PNCA) - Physiologie de la Nutrition et du Comportement Alimentaire / PNCA (UMR 0914)
• Partenaire(s) de recherche : référent : AgroParisTech (France ; 2007-....)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Schmidely
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Schmidely, Amélie Deglaire, Rozenn Ravallec, Didier Rémond, Olivier Galet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Amélie Deglaire, Rozenn Ravallec

Mots clés

Mots clés contrôlés

Méthodologie

Tournesol

Qualité

Protéines végétales

Protéines végétales dans l'alimentation humaine

Mots clés libres

Isotopes stables

Tournesol

Digestibilité

Qualité protéique

Homme

Rat

Stable isotope

Sunflower

Digestibility

Protein quality

Humans

Rat

Résumé

En vue de diversifier les sources de protéines végétales pour l’alimentation humaine, le tournesol est un candidat intéressant. Il n’existe pas d’études chez l’Homme sur la qualité des protéines et acides aminés d’isolat de tournesol. La mesure directe de la digestibilité des acides aminés au niveau iléal est invasive, c’est pourquoi une nouvelle méthode moins invasive, dite double traceur, a été développée. Cette méthode repose sur l’administration de la protéine d’intérêt marquée au 2H ou au 15N et d’une protéine de référence marquée au 13C. Le rapport relatif entre les deux isotopes (15N/13C ou 2H/13C) d’un même acide aminé dans le repas et le plasma reflète l’absorption relative des deux protéines. Les objectifs de cette thèse sont (1) de déterminer la qualité protéique du tournesol et (2) de mettre en place et valider la méthode double traceur, chez le rat et chez l’Homme.Les protéines de tournesol ont été marquées soit au 15N et 2H en serre, soit au 15N en plein champ, et purifiées en isolats. Les études chez le rat ont permis de caractériser la qualité de l’isolat de tournesol, d’évaluer la pertinence de l’utilisation de la spiruline 13C comme protéine de référence dans la méthode double traceur et de mettre en application cette méthode. L’étude clinique visait à déterminer la qualité protéique de l’isolat de tournesol inclus dans un biscuit et de comparer les valeurs de digestibilité iléale obtenues par la mesure directe dans l’iléon via une sonde naso-iléale à celles de la méthode double traceur.La protéine de tournesol purifiée a une digestibilité élevée (95%) chez le rat mais plus faible chez l’Homme lorsqu’elle est incorporée et cuite dans un biscuit (87%), et ce malgré une bonne utilisation postprandiale (72%). Bien que modérément limitée en lysine (DIAAS de 0,78 à 0,94 selon le facteur de conversion protéine/N), son utilisation en alimentation humaine est intéressante. La méthode double traceur s’est avérée difficilement applicable chez le rat en raison de la faible quantité de sang prélevable séquentiellement. Chez l’Homme, la comparaison entre digestibilité iléale des acides aminés et les indices d’absorption 15N/13C dans le plasma montre que la méthode double traceur donne des valeurs cohérentes physiologiquement mais environ 10% plus faibles que les valeurs de digestibilité et une forte imprécision. L’utilisation du 2H n’ayant pu être testée, elle aurait peut-être produit de meilleurs résultats.

In the search for new plant protein sources for human nutrition, sunflower is a good candidate. There is no study on protein and amino acid quality of sunflower protein isolate in humans. Ileal direct digestibility assessment is invasive, that is the reason why a less invasive method, called dual tracer, was developed. This method is based on the ingestion of a 15N or 2H labeled test protein and 13C labeled reference protein. Relative ratio between the two isotopes (15N/13C or 2H/13C) for a given amino acid in the meal and the plasma reflects the relative absorption between the two proteins. This thesis aims (1) to determine sunflower protein quality and (2) to validate the dual tracer method in rats and in humans.Sunflower was labeled either with 15N and 2H under a greenhouse or with 15N in open fields, and protein were isolated. Rat studies allowed to characterize sunflower isolate quality, to evaluate the use of 13C spirulina as reference protein of the dual tracer method and to challenge this method in this model.The clinical study aimed to determine sunflower protein isolate quality included in biscuits and to compare direct ileal digestibility values obtained with direct measurement with a naso-ileal tube to those from the dual tracer method.Sunflower protein isolate have a high digestibility (95%) in rats but a lower digestibility in humans when incorporated and cooked in biscuits (87%) despite a good postprandial utilization (72%). Although moderately limited in lysine (DIAAS of 0.78 to 0.94 according to the conversion factor protein/N), its use in human nutrition is interesting. The dual tracer method was hardly applicable in rats, because of the small amount of blood available sequentially. In humans, comparison between ileal digestibility and plasma 15N/13C absorption indexes shows that the dual tracer method produces physiologically relevant values but about 10% lower than digestibility values and with a high imprecision. Better results could have been obtained with the use of 2H.