Biologie et Chimie Alimentaire

Axe de recherche multidisciplinaire du CRTAA ayant pour objectifs d’assurer l’étude de la composition des aliments et leur évolution au cours des processus de fabrication, de stockage, de préparation et de digestion, tout en orientant la recherche vers les réactions chimiques des substances présentes dans les aliments dans le but d’améliorer  la conservation et les propriétés organoleptiques  (goût, odeur). Nos missions s’élargissent jusqu’à l’étude de la biochimie, la virologie, la microbiologie alimentaire tout en traitant les préparations culinaires et en élaborant des procédés qui visent la maitrise et la diversification des propriétés d’usage et la fonctionnalité des produits.

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Les compléments alimentaires sont l’objet d’une large utilisation dans le monde à visée amincissante, anti-stress, amélioration de la dépense d’énergie et des performances, ou compensation de déficits réels ou supposés.

Les compléments alimentaires sont des sources concentrées de sels minéraux ou de vitamines ayant un effet nutritionnel ou physiologique, seules ou en combinaison avec d’autres substances. Ils sont commercialisés sous forme de capsules, de pastilles, de comprimés, de pilules, de sachets de poudre, de flacons-doseurs et autres modes de présentation de liquides et de poudres destinés à être pris en doses mesurées. Ils ne sont pas ingérés sous la forme de produits alimentaires habituels mais sont ingérés en petite quantité et dont l’objectif est de suppléer la carence du régime alimentaire habituel en vitamines et/ou sels minéraux .

La fermentation est l’une des technologies ancestrales de conservation des aliments, elle concerne de nombreux produits présents dans l’alimentation quotidienne (yaourt, fromage, légumes…). Elle résulte de la transformation de la matière organique par des ferments (bactéries, levures, moisissures).

Actuellement la fermentation s’utilise industriellement en vue d’améliorer la saveur, l’odeur, la texture et l’apparence des aliments et de booster leurs bénéfices sur la digestibilité des aliments et leur assimilation.

D’un point de vue écologique, la fermentation reste le moyen le plus économique de conserver la nourriture, de recycler la matière organique et de lutter contre le gaspillage car elle ne nécessite aucune énergie. Elle représente ainsi pour les professionnels de l’alimentaire des opportunités de marché très importantes pour les années à venir.

Un aliment génétiquement modifié est un aliment qui est produit à partir d’un organisme (végétal, animal ou micro-organisme) dont le matériel génétique a été modifié à l’aide de techniques d’altération de l’ADN afin d’acquérir certaines caractéristiques spécifiques.

L’acquisition de ces nouveaux caractères permet une amélioration de la valeur nutritionnelle, ainsi qu’une augmentation de la productivité agricole due à leur résistance aux herbicides ou insecticides, ce qui peut contribuer directement à promouvoir le développement du secteur alimentaire. Néanmoins peu de recherches scientifiques exposent les risques et les inconvénients des OGM. Pour cela, avant la consommation de ces derniers, des institutions professionnelles s’assurent qu’ils sont sans danger et qu’ils ne sont pas nocifs pour la santé et l’environnement, une évaluation de l’innocuité de tous les aliments génétiquement modifiés est effectuée avant de les approuver pour la vente.

L’objectif de la microbiologie prévisionnelle est de prédire l’effet des facteurs environnementaux (tels que la température, l’activité de l’eau et le pH) sur la capacité des populations microbiennes dans les aliments à croitre, à survivre ou à décroitre tout au long du processus de traitement ou de conservation, en utilisant des modèles mathématiques.

La microbiologie préventive vise à :

– Formuler et déterminer la durée de vie d’un produit.

– Évaluer l’efficacité d’un traitement thermique.

– Optimiser les résultats des tests de croissance.

– Identifier les étapes à risque dans un procédé de fabrication.

La présence et la croissance des microorganismes (bactéries, virus…) qui forment ou contaminent les aliments et les produits agricoles, provoquent la destruction des cultures agricoles et la détérioration des aliments, mais peuvent être aussi à notre service et utilisables pour divers besoins.

Les bactéries pathogènes et les virus peuvent provoquer une contamination alimentaire, mais certains microorganismes sont utilisés pour lutter contre ces microbes pathogènes (inhiber ou éliminer complètement ces pathogènes) dans un aliment.

Pour cela au niveau de l’industrie agroalimentaire, certains microorganismes non pathogènes sont directement ajoutés à des produits alimentaires et sont très essentiels pour la production de ces derniers tels que les fromages, le yaourt, le pain et d’autres aliments fermentés. Afin d’assurer la sécurité totale et l’innocuité des produits alimentaires, des tests microbiologiques sont couramment utilisés pour étudier et vérifier la virologie des produits agroalimentaires.

Dans la vie quotidienne, une préparation alimentaire saine et une cuisson correcte éliminent la plupart des bactéries et virus qui peuvent contaminer notre alimentation.

Les technologies d’imagerie alimentaire jouent un rôle fondamental en industrie. Celles- ci assurent le contrôle de qualité des aliments permettant ainsi de protéger le consommateur.

L’avantage de ces technologies est dû au fait qu’elles sont capables de suivre l’évolution du produit tout au long du processus de fabrication. Elles permettent ainsi d’identifier la nature des ingrédients présents dans l’aliment (glucide, protéine) grâce à une analyse spectroscopique. De plus, elles peuvent révéler la présence de contaminants et éviter ainsi les risques d’intoxication. En complément, elles sont capables de détecter les produits allergènes tels que le gluten, l’arachide assurant ainsi la sécurité sanitaire des aliments.  

Dans ce contexte, l’application de ces technologies s’avère être une méthode rentable sur le plan économique.

Pour le bon maintien des fonctions de l’organisme, un apport nutritionnel riche, équilibré et diversifié est indispensable. Nos aliments sont généralement d’origine animale ou végétale composés de :

Protéines, indispensable au fondement de processus vitaux, essentiellement retrouvés dans la viande, le poisson, les œufs….

Lipides ou graisses, à haute teneur calorique, représentent une réserve de carburant importante pour l’organisme.

Glucides, principale source d’énergie pour l’organisme retrouvés essentiellement dans les aliments végétaux et qui participent au maintien des activités cérébrales et musculaires.

En plus des protéines, lipides et glucides, nos aliments comportent également des vitamines, des minéraux et des oligo-éléments qui ne sont pas fabriqués par l’organisme mais dont la carence peut provoquer des déséquilibres importants.

Sans oublier l’eau qui est considérée comme un élément non nutritif mais comme la seule boisson indispensable à la vie.

Les substances bioactives, généralement présentes en tant que composés naturels dans les aliments, sont une ou un ensemble de molécule(s) essentielle(s) ou non essentielle(s) issues d’une source biologique animale ou végétale.

Les substances bioactives ont des propriétés physico-chimiques qui apportent des bénéfices pour la santé au-delà de la valeur nutritionnelle de base du produit, et cela de par leur effet antitumorales, antivirales, antifongiques, antimicrobiens, antioxydants et cicatrisant, tributaires d’une consommation accrue de fruits et légumes. Offrant ainsi un champ d’application très large dans les domaines pharmaceutiques, additifs nutritionnels, compléments alimentaires, cosmétiques…

La source de l’alimentation destinée à la consommation humaine provient des ressources naturelles et de la production agricole. Ces produits sont adressés à la préparation culinaire par le consommateur et par les industries agroalimentaires.

Les recettes et la manière de préparation des aliments est diverse à travers le monde ce qui représente la notion de terroir mais le point commun c’est que toutes l’alimentation est destinée à la consommation.

Aujourd’hui l’objectif des experts et des ingénieurs agro-alimentaires est d’innover de nouvelles techniques pour formuler les recettes et améliorer les qualités organoleptiques et nutritionnelles des produits, développer de nouvelles formulations afin d’optimiser un goût ou une texture agréable, augmenter la durée de conservation, modifier les procédés de fabrication les moins coûteux et surtout supprimer les conservateurs et les additifs qui deviennent de plus en plus nocifs pour la santé du consommateur au fil du temps.

Le secteur de transformation des produits agricoles et alimentaires a fortement évolué et cela grâce au développement des technologies spécifiques. Ces dernières visent au mieux à valoriser les produits agricoles pendant les processus de transformation et de stockage.

Dans l’optique d’améliorer les propriétés organoleptiques et nutritionnelles des aliments l’industrie a appris à maîtriser divers procédés technologiques :

– Réduire le risque d’intoxication alimentaire en utilisant la technique de stérilisation à haute pression ou de déshydratation.

– Ajout des ferments possédant des propriétés probiotiques bénéfiques pour la santé afin d’élaborer de nouveaux produits (lait, fromage fermentés).

– Améliorer la conservation des aliments à l’aide des processus de réfrigération et de   congélation.

– Inhiber la croissance de micro-organismes pathogènes dans les produits laitiers par pasteurisation.

Ces procédés permettent de préserver la qualité gustative des aliments et d’assurer la sécurité du consommateur.