La structure des préparations pour nourrissons module leur cinétique digestive : approche in vitro et in vivo

International audienceIntroduction et but de l’étudeLes préparations pour nourrissons (PPN), seuls substituts adéquats au lait maternel (LM), sont des matrices complexes qui nécessitent de nombreux ingrédients et étapes de transformation. L'objectif de ces essais était de comprendre comment la structure et la composition protéiques des préparations pour nourrissons modulent leur cinétique de digestion et d’absorption en utilisant des modèles de digestion in vitro et in vivo.Matériel et MéthodesQuatre PPNs contenant des protéines de lactosérum avec différents taux de dénaturation (A/B/C) ou des caséines de structures micellaires différentes (C/D) ont été fabriquées. Leur profil protéique variait légèrement mais leur composition nutritionnelle et leur taux d'azote aminé étaient similaires. Elles ont été digérées (1) à l'aide d'un modèle de digestion in vitro dynamique (DIDGI) pour suivre la structure des digestas (microscopie), la protéolyse globale (OPA) et la cinétique d'apparition des peptides (LC-MS/MS) au cours de la digestion et (2) par des mini-porcelets Yucatan (n=10, 12-27 jours de vie) afin de suivre la cinétique postprandiale (4h) d'apparition plasmatique des acides aminés (AA). Les données ont été analysées par un modèle linéaire mixte pour données répétées.Résultats et Analyses statistiquesAvant digestion, les structures lipoprotéiques étaient différentes entre les PPNs. La PPN A présentait des structures lipoprotéiques étoilées avec la présence d'agrégats de protéines du lactosérum à la surface des caséines pour un taux de dénaturation global des protéines du lactosérum de 44%. Les PPNs B et C ne présentaient pas de structures particulières et avaient des taux de dénaturation respectifs de 36 et 31%. La PPN D contenant des caséines non micellaires présentait de grandes structures avec de nombreuses structures caséiques à l'interface de gouttelettes lipidiques partiellement floculées. Son taux de dénaturation des PS était de 29%. La PPN A, caractérisée par des taux de protéines du lactosérum glyquées et dénaturées plus élevés, avait un degré de protéolyse significativement plus élevé à 180 min de phase gastrique que la PPN D et en phase intestinale que les PPNs C et D. Les peptides (en particulier ceux issus des caséines) apparaissaient plus tôt en phase gastrique pour la PPN D (à 80 mincontre 180 min pour les PPNs A et B). La PPN C présentait une abondance maximale pour près de la moitié des peptides bioactifs. Chez le porcelet, les PPNs A et B présentaient des concentrations plasmatiques en AA totaux et essentiels significativement plus élevées que les PPNs C et D. La dénaturation des protéines du lactosérum (PPN A) ou la modification structurelle des caséines (PPN D) semblerait induire une diminution du catabolisme oxydatif des acides aminés.ConclusionLes approches complémentaires in vitro et in vivo ont permis de mettre en évidence l'influence de la structure des PPNs sur la digestion des protéines et l'absorption des acides aminés. La structure micellaire de l'ingrédient caséique avait un impact majeur sur la structure protéique des PPNs, leur cinétique de protéolyse avec une libération plus précoce et plus abondante de peptides pour les structures caséiques modifiées ainsi que sur l'oxydation des acides aminés plasmatiques. La structure de la fraction protéique du lactosérum a induit des différences de cinétiques de protéolyse in vitro et in vivo, avec une augmentation de la protéolyse pour les protéines du lactosérum les plus dénaturées induisant des concentrations en acides aminés plasmatiques postprandiales plus importantes. Au vue de la littérature, la digestion de la PPN C (présentant une faible dénaturation,des caséines micellaires et induisant des cinétiques postprandiales plus faibles pour de nombreux acides aminés comparés aux PPNs A et B) se rapprocherait davantage de celle du lait maternel. L'impact physiologique de ces PPNs sera évalué au cours d'une prochaine étude sur le porcelet Yucata