Comprendre la digestion du lait maternel pour concevoir les formules infantiles de
demain
Didier DUPONT, INRA, UMR STLO Rennes, France
Formule infantile
Recommandations de l’OMS:
Allaitement exclusif jusqu’à 6 mois
Quand impossible Quand impossible
Le lait maternel est le « gold-standard » pour l’alimentation du nouveau-né: gain de poids lent, ↓ infections gastro-intestinales, ↓ glycémie et sécrétion d’insuline,
↑cholestérol sérique, ↓ risque insulinorésistance et DT2? (Lemaire et al. 2018)
Plus de 2.5 millions de tonnes de formules infantiles sont produites chaque année
Marché gigantesque de 47 Milliards d’USD et en très forte croissance notamment en Chine, dans la zone Afrique-Moyen Orient et en Amérique du Sud (+50% d’ici à 2025!)
Contexte et grands enjeux
Lait de femme Lait de vache
PS
PS
Formule infantile
(Nasirpour et al, 2005)
0 20 40 60 80 100
0 20 40 60 80 100
PS
Composition et structures protéiques
0 20 40 60 80 autres 100
lyzo SA Ig Lf a-la b-lg Cns
(%)
Lait maternel / Formules infantiles
Ø = 64 nm
(caséine , )
ø = 182 nm
(caséine s1, )
(Turck et al. 2010)
Micelle de caséines
-la β-lg
Protéines sériques
Etat de l’art
0 20 40 60 80 100%
0 20 40 60 80 a- 100
Linoléniqu eLinoléique Oléique Stéarique Palmi- toléique Palmitique Myris tique Laurique
%
0 20 40 60 80 100
AGS AGPI
Composition et structures lipidiques
Lait de femme Lait de vache
AGS
AGS
AGPI AGPI
Formule infantile
(Malacarne et al. 2002)
Lait maternel / Formules infantiles
(Lopez et Briard-Bion, 2007)
Gouttelettes lipidiques
(0,2 – 0,5 µm)
Globule gras natif
(Lopez, 2010) (4 - 5 µm)
Interface
Etat de l’art
Résultats phares
5
Le lait maternel et les formules infantiles présentent des différences de comportement dans le tube digestif du nouveau-né: le temps de ½
vidange du lait maternel est de 36 min, des formules de 74 min
(Bourlieu et al. 2014)Bourlieu et al.
Crit Rev Food Sci 2014
0 30 60 90 120 150 180
0 20 40 60 80 100
Temps (min)
% caséines intactes
Hydrolyse stomacale plus lente pour les caséines dans le lait maternel / formules infantiles
Lipolyse gastrique accélérée pour le lait maternel liée à la présence de lipase endogène
HM G30 G60 G90 G120
0 10 20 30
Lait cru Formule
Temps (min)
Degré de lipolyse gastrique (%)
Menard et al.
CND 2014
Digestion in vitro dynamique sur simulateur DiDGi
Prématurés hospitalisés nourris toutes les 3h via une sonde naso-gastrique
ClinicalTrials.gov Identifier: NCT02112331 ARCHILACT
GROUPE A
Lait humain de leur propre mère Lait humain d’une donneuse anonyme GROUPE B
Lait cru Lait pasteurisé
24h avant repas (4◦C) Stocké à -20◦C (banque lait)
Lait pasteurisé- homogénéisé Lait pasteurisé
Stocké à -20◦C (banque lait)
Etude in vivo chez le prématuré
But: comparer des aliments de composition similaire mais de structure differente
De Olivieira et al.
Am J Clin Nutr 2017
Résultats phares
Cru Past
Jéjunum Proximal
Jéjunum Médian
Iléon Tissus:
-Morphométrie
-Activités enzymatiques -Perméabilité intestinale -Réponse immunitaire locale
Tissus:
-Morphométrie
-Activités enzymatiques -Perméabilité intestinale -Réponse immunitaire locale
Alimentation automatique (10 repas/jour)
28 jours Effluents:
-SDS-PAGE -Elisa
Effluents:
-SDS-PAGE -Elisa
7 jours
(90 min postprandiale)
Réhydration à 20%
Collecte des effluents et des tissus
Ganglions Mésentériques (MLN)
Abattage à
+
Porcelets sous la mère (MF = + control)
Expérimentation in vivo sur porcelets
(collaboration Institut Numecan)
Interface 100 % Protéines MG végétale
Interface 100 % phospholipides
MG végétale
Interface 100 % phospholipides MG végétale 40% + laitière 60%
Résultats phares
Interféron-g (Th1 pro-inflammatoire)
7j 28j
7j 28 j 0
400 800 1200
pg/ml
7j 28j 7j 28j 7j 28j
a
b
a
0 50 100 150
pg/ml
a
b a
7j 28j 7j 28j 7j 28j
Interleukine-10 (Th2 anti-inflammatoire)
Porcelets SM Lip. Veg + PL Lip. Lait + PL Lip. Veg
Maturation du système immunitaire
Activité sécrétoire des ganglions mésentériques
Le Huerou et al.
Eur J Nutr 2017 Le Huerou et al.
Eur J Nutr 2017
Structuration du microbiote intestinal
Bourlieu et al. Eur J Lipid Sci Technol 2016
Bourlieu et al. Eur J Lipid Sci Technol 2016
Modulation du système immunitaire et du microbiote via l’aliment Un effet à court et long termes (Lemaire, 2018)
Résultats phares
Composition/structure protéique - concentration Lf et -la
- limiter dénaturation/agrégation - protéines alternatives
- composants bioactifs mineurs
Composition/structure lipidique
- structure de l’émulsion (interface) - taille des gouttelettes
- optimisation lipides animaux/végétaux - structure lipidiques végétales naturelles
Composition/structure sucres - ajout oligosaccharides
Procédés de transformation
- technologies moins dénaturantes - limiter dénaturation/agrégation - optimisation paramètres séchage
Microbiologie
- bénéfices fermentation
- recréer microbiote lait maternel - métabolites bactériens
Axe transversal de recherche prioritaire au sein de l’UMR STLO de Rennes
Concevoir des formules infantiles de nouvelle génération qui soient plus biomimétiques du lait maternel
Perspectives d’innovations
NativIF
Objectifs Principaux :
• Développer des itinéraires technologiques de rupture, utilisant des procédés de filtration membranaire et de séchage doux, permettant de produire une formule infantile la plus native possible et sûre microbiologiquement
• Evaluer l’intérêt en termes nutritionnel, physiologique et sensoriel d’une telle formule par rapport à une formule classique, ayant reçu de nombreux traitements thermiques
Procédé
Microbiologie Biochimie
Nutrition
Sensoriel Physiologie
intestinale
labellisé
