Thèse dirigée par Amélie Deglaire, UMR Science et Technologie du Lait et L'Oeuf (STLO)
Spécialité : Génie des procédés agroalimentaires

Résumé

L’objectif était d’évaluer l’impact de la qualité des ingrédients protéiques sur les cinétiques digestives des préparations pour nourrisson (PPNs), et les conséquences sur l’axe microbiote-intestin. Deux modèles du nourrisson ont été utilisés, un modèle de digestion in vitro dynamique et le mini-porc Yucatan. La microstructure et les cinétiques de protéolyse et d’absorption des acides aminés (AAs) ont été déterminées sur quatre PPNs fabriquées à partir d’ingrédients sériques laitiers dont la qualité variait (PPNs-A/-B/-C) et d’ingrédients caséiques dont l’organisation variait (PPNs-C/-D). Les contenus digestifs et tissus ont été analysés via des approches métagénomique, histologique, de perméabilité ex vivo et d’expression génique. La protéolyse in vitro était  favorisée par une microstructure étoilée tandis que les cinétiques de relargage de peptides variaient selon l’origine du sérum et l’organisation des caséines. Les concentrations plasmatiques en AAs étaient modulées par l’origine du sérum en faveur d’un effet bénéfique pour les PPNs à base de sérum idéal. Les données physiologiques montrent un effet combiné de l’origine du lactosérum et de l’organisation des caséines sur la physiologie intestinale en faveur de la PPN-D. Le microbiote était modulé par l’origine du lactosérum, en faveur de l’utilisation de sérum idéal. L’utilisation de sérum idéal et la modulation de l’organisation des caséines se présentent comme des pistes d’améliorations des PPNs.

Mots clés : Préparation pour nourrisson, Qualité des ingrédients protéiques, Cinétiques digestives, Axe microbiote-intestin

Abstract

The aim was to assess the impact of protein ingredient quality on the digestive kinetics of infant formulas (IFs), and the consequences for the microbiota-gut axis. Two infant models were used, a dynamic in vitro digestion model and the Yucatan mini-pig. The microstructure and kinetics of proteolysis and amino acid (AA) absorption were determined on four PPNs made from whey protein ingredients of varying quality (IFs-A/-B/-C) and casein ingredients of varying organization (IFs-C/-D). Digestive contents and tissues were analyzed using metagenomic, histological, ex vivo permeability and gene expression approaches. In vitro    proteolysis was favoured by a star-shaped microstructure, while peptide release kinetics was modulated by the whey origin and the casein organization. Plasma AA concentrations were modulated by whey origin in favour of a beneficial effect for IFs based on ideal serum. Physiological data showed a combined effect of whey origin and casein organization on intestinal physiology in favour of IF-D. The microbiota was modulated by the whey origin, in favour of the use of ideal whey. The use of ideal whey and the modulation of casein organization are possible ways of improving PPNs.

Keywords: Infant formula, Protein ingredient quality, Digestion kinetics, Gut-microbiota axis