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UR0370 QuaPA Qualité des Produits Animaux
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63122 SAINT-GENÈS-CHAMPANELLE Réduire

- Missions :
L’unité « Qualité des Produits Animaux » (QuaPA) a été constituée en 2005 à partir de l’unité
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L’unité « Qualité des Produits Animaux » (QuaPA) a été constituée en 2005 à partir de l’unité
« Station de Recherches sur la Viande ». Elle est rattachée au département CEPIA (Caractérisation et Elaboration des Produits Issus de l’Agriculture) et est située sur le site de Theix. Elle comprend actuellement 36 permanents et accueille régulièrement une quinzaine de doctorants et postdoctorants.

Directrice d’unité : Véronique Santé-Lhoutellier



Projet scientifique
L’objectif est, conformément à la demande sociétale, d’améliorer la qualité nutritionnelle et sanitaire des produits animaux, tout en préservant leurs qualités sensorielles et technologiques. Le projet doit intégrer les contraintes liées à la variabilité de la matière première, essentiellement d’origine musculaire, ainsi que celles liées à la complexité des itinéraires technologiques et à la diversité des aliments fabriqués par les industriels.
Il se décline selon deux axes : (1) la construction d’aliments élaborés, et (2) le devenir de l’aliment ingéré.

Axe 1 : Construction d’aliments élaborés
Pour mieux comprendre comment construire la qualité de l’aliment il faut maitriser toutes les étapes de sa transformation. L’aliment est donc suivi depuis la matière première, qui est caractérisée en termes de composition et de structure, jusqu’à l’aliment prêt à être ingéré par le consommateur. Certains composés essentiels sont ciblés - du fait de leur impact toxicologique ou nutritionnel. Il s’agit des protéines et des acides aminés, ainsi que de certains micronutriments, plus spécifiquement présents et biodisponibles dans les produits animaux. Il s’agit aussi de polluants environnementaux éventuels, des ingrédients de fabrication, et de certains composés toxiques néoformés (apparaissant en cours de transformation). La structure de la matrice musculaire est d’abord analysée quantitativement, et à différentes échelles. Pour réduire la variabilité, les mécanismes de transformation sont d’abord étudiés sur des catégories de muscles modèles.

Les recherches visent à mieux maitriser les échanges de matière, en lien avec la structure, qui ont une forte influence sur l’évolution de la qualité des produits, et qui sont très spécifiques aux matrices animales et aux procédés étudiés. Les études portent sur les procédés de saumurage-marinage, cuisson et séchage-affinage car ce sont les principales opérations mises en œuvre lors de la transformation des produits carnés. Dans le cas du saumurage-marinage et de la cuisson, il s’agit, notamment, de comprendre comment les contraintes mécaniques et l’organisation structurale influencent la migration de l’eau, et celle des ions, au sein de la matrice alimentaire. En ce qui concerne le séchage-affinage, le travail est focalisé sur l’analyse des échanges gazeux, qui sont de faible intensité à la surface de l’aliment. Le produit qui se transforme est le siège de réactions (bio)chimiques. Des schémas réactionnels simplifiés sont établis pour représenter les modifications chimiques observées, et les constantes cinétiques des réactions sont déterminées. Les modèles réactionnels sont ensuite combinés aux modèles de transferts pour pouvoir prédire l’effet des modifications de la composition du produit ou des variables du procédé sur la qualité de l’aliment.




Axe 2 : Devenir de l’aliment ingéré
Il s’agit de mieux comprendre le devenir des composés bénéfiques ou délétères pour la santé humaine, afin de mieux construire à terme la qualité des aliments.

Le devenir de l’aliment ingéré est lié à sa perception et à son évolution en bouche. L’imagerie cérébrale fonctionnelle est utilisée pour mieux comprendre le lien entre concentration et état de liaison du sel dans la matrice et la perception du goût salé afin d’optimiser l’acceptabilité par le consommateur de la diminution de la teneur en sel dans les produits carnés (collaboration avec le CSGA de Dijon).

L’évolution de l’aliment commence dès son entrée dans la bouche le processus se poursuivant ensuite tout au long du tractus digestif. La diminution de la digestibilité des protéines et des acides aminés va affecter leur assimilation par l’organisme et donc avoir un impact sur la santé du consommateur (par exemple dans le cas de la sarcopénie). Par ailleurs, une digestion incomplète des protéines peut favoriser l’accumulation de résidus au niveau colorectal (fer héminique, produits de fermentation des acides aminés …) susceptibles de promouvoir la cancérogénèse. D’autre part, les traitements technologiques subis par l’aliment peuvent influencer la libération de microcontaminants toxiques tout au long du tractus digestif.

Dans les recherches actuelles l’accent est mis sur l’effet de la composition et de la structure du tissu musculaire sur la bioaccessibilité aux enzymes digestives, et sur celui de l’état des protéines (isolées ou en interactions avec les lipides et les sucres) sur l’activité enzymatique des protéases et in fine sur l’absorption intestinale. La toxicité potentielle liée à l’ingestion de produits carnés riches en fer héminique et/ou contenant divers contaminants est étudiée, d’une part, en suivant l’évolution de l’état d’oxydation du fer dans l’aliment digéré, et d’autre part, en tentant de mieux comprendre la bioaccessibilité aux contaminants présents dans la matrice au cours de sa déconstruction dans le tube digestif.

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- Moyens :
L’unité est organisée en 3 équipes disciplinaires et héberge deux plateformes :

Equipe Afficher la suite
L’unité est organisée en 3 équipes disciplinaires et héberge deux plateformes :

Equipe Imagerie et Transferts (IT, Animateur Pierre-Sylvain Mirade).
L’équipe Imagerie et Transferts conduit des recherches sur la caractérisation de l’évolution structurale et chimique des aliments, tant au cours de leur fabrication, que de leur déconstruction dans le tube digestif. La compréhension des mécanismes permet ensuite d’optimiser les qualités des produits. Les études portent sur la formation et la mobilité de composés d’intérêt dans une matrice issue de tissus d’origine animale, les évolutions structurales et les transferts de chaleur-matière. L’approche des problèmes repose sur une importante activité de modélisation. Une des originalités de l’équipe est aussi d’être capable de suivre in situ la structure du produit en évolution, la formation et la mobilité des composés ciblés dans des matrices modèles ou réelles, au moyen à la fois d’imageries multi-échelles (IRM et microscopies) et de mesures physico-chimiques. Le sel abondamment utilisé dans les industries agroalimentaires comme exhausteur de gout et conservateur, mais qui favorise les maladies cardiovasculaires, est un composé particulièrement étudié par l’équipe. Un lien sera notamment établi entre sa concentration, sa mobilité et la perception du gout salé par le consommateur telle qu’elle peut être analysée par imagerie cérébrale.

Equipe Biochimie et Protéines du Muscle (BPM, Animateur Philippe Gatellier).
L’équipe BPM est spécialisée dans l’analyse biochimique des matrices d’origine musculaire. Les recherches sont centrées sur les protéines, les peptides et les acides aminés, et visent à caractériser leur nature, leurs caractéristiques physico-chimiques, et leurs interactions avec différents composés (produits de la lipoperoxydation, fer, glycogène …). Il s’agit de comprendre quels sont les mécanismes responsables de l’évolution de l’état physicochimiques des protéines depuis la mort de l’animal jusqu’à l’aliment prêt à être ingéré, et de faire le lien entre cette évolution et les qualités du produit transformé. L’effet des paramètres physico-chimiques environnementaux (température, pH, force ionique …) sur l’état des protéines et leur digestibilité est analysé : soit sur les muscles (frais, maturés…) et sur les viandes transformées (chauffées, salées…), soit en systèmes modèles (protéines musculaires). Des recherches sont également entreprises pour caractériser la dynamique de libération des composés d’intérêt nutritionnel en prenant en compte la structure des composants du bol alimentaire.

Equipe Micro-contaminants, Arôme et Sciences Séparatives (MASS, Animateur Erwan Engel).
L’équipe MASS conduit des recherches sur les micro-constituants marqueurs des qualités sanitaires (contaminants toxiques) et aromatiques (composés volatils odeur-actifs) des produits d’origine animale. Les travaux sont centrés sur des composés organiques de poids moléculaire inférieur à 1000 Da qui sont (1) naturellement présents, (2) apportés intentionnellement (additifs) ou accidentellement (micropolluants environnementaux) ou bien encore (3) néoformés au cours des étapes de transformation. Les recherches de l’équipe ont pour premier objectif d’identifier les marqueurs clé des qualités sanitaires et aromatiques des produits animaux en combinant des stratégies d’analyse ciblée, des approches de type « omique » et des techniques chimiométriques. Le second objectif est d’élucider les mécanismes réactionnels qui expliquent la formation, l’accumulation ou la disparation de ces marqueurs au cours des étapes critiques des transformations subies par le produit avant sa consommation. Le troisième et dernier objectif est d’étudier la libération dans le tractus digestif des micro-contaminants des produits animaux transformés en s’intéressant plus particulièrement à l’incidence des procédés de transformation sur les interactions physico-chimiques entre les micro-contaminants toxiques et les autres constituants de la matrice alimentaire.


Plateforme AgroResonance (Animateur Jean-Marie Bonny).
La plateforme de résonance magnétique nucléaire pour l'agriculture, l'alimentation et la santé est une structure ouverte à la communauté scientifique locale, nationale voire internationale. Elle conduit des recherches sur des matrices agro-alimentaires et sur des systèmes biologiques variés, en particulier les modèles animaux pour lesquels elle dispose d'un savoir-faire spécifique (anesthésie et suivi des animaux, soins pré- et post-opératoires). Elle est équipée de trois spectromètres RMN de dernière génération à 4.7 T (Biospec 47/40), 9.4 T (Avance 400) et 11.7 T (Biospec 117/16). Ses domaines d'intervention concernent principalement, mais pas uniquement, le suivi des modifications de structure et de propriétés au sein des produits agroalimentaires pendant les transformations (procédés agro-alimentaires) et l'étude du système nerveux central chez le petit animal modèle au travers d'analyses structurelle, fonctionnelle et/ou métabolique. Ces modèles sont en lien soit avec l'alimentation (de la perception à la digestion), soit avec les maladies humaines (neurodégénérescence). Les études non destructives sont menées le plus souvent in situ ou in vivo grâce à des développements méthodologiques propres à chaque expérience.


Plateforme protéomique (PFEMcp, animateur Michel Hebraud)
L’UR QuaPA héberge la composante protéomique de la PlateForme d’Exploration du Métabolisme (PFEMcp). La PFEM est un Outils Collectif majeur labellisé Plate-Forme Stratégique INRA et Plate-Forme nationale par le GIS IBiSA. La PFEMcp est équipée d’un spectromètre de masse (SM) à trappe ionique renouvelé fin 2010 et d’un SM MALDI-TOF, très prochainement remplacé par un MALDI-TOF/TOF avec un module d’imagerie. Ces appareils permettent l’identification de protéines, des études structurales et de modifications post-traductionnelles des protéines et des comparaisons qualitatives et quantitatives de protéines ou peptides dans des échantillons complexes. Le nouvel appareil permettra de réaliser de l’imagerie MALDI sur des coupes de tissus pour des recherches ciblées ou non de biomarqueurs. Les domaines d’intervention de la PFEMcp couvrent aussi bien l’animal, le végétal que le microbien afin de répondre aux besoins des laboratoires de proximité mais, de part son statut de PF IBiSA, elle est ouverte à la communauté scientifique régionale, nationale et européenne. Les développements méthodologiques pilotés par la PFEMcp concernent principalement (i) la peptidomique, par la recherche de marqueurs alimentaires bioactifs dans le plasma ou l’étude de la digestion des protéines de la viande soumise à différents traitements technologiques et (ii) la protéomique par la caractérisation de subprotéomes (enveloppe cellulaire, exoprotéome…).


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- Collaborations :
Partenariat
L’unité développe des recherches à visées à la fois cognitive et finalisée, Afficher la suite
Partenariat
L’unité développe des recherches à visées à la fois cognitive et finalisée, soutenues par un partenariat académique et privé tant sur le plan régional, national, qu’international.

Sur le plan régional, l’unité collabore de manière privilégiée avec des équipes de l’université Blaise Pascal, des unités INRA (UNH, UMRH, Microbiologie…), de VetAgroSup, et d’une manière plus large, notamment au travers de ses plateformes, avec l’université d’Auvergne, le CHU et le CRNH. Pour valoriser une partie de ses recherches QuaPA s’est aussi engagée depuis 2007 dans une Unité Mixte de Technologie (reconduite pour 4 ans en 2011) en partenariat avec l’Association pour le Développement de l’Institut de la Viande et l’Institut Pascal.

Sur le plan national l’unité collabore étroitement avec des équipes d’AgroParisTech (IPA), de l’INRA de Nantes (BIA), de l’INRA de Toulouse (Toxalim), et avec le CIRAD de Montpellier. Durant des 5 dernières années, elle a porté, ou s’est engagée en tant que leader de workpackages, dans 5 projets financés par l’ANR (Reactial, Lipivimus, ProNutrial, Namoins, Securiviande). QuaPA travaille aussi en étroite collaboration avec l’Institut Français du Porc, et s’est engagée dans l’Institut Carnot Qualiment pour valoriser les résultats de ses recherches.

Sur le plan international, les collaborations existantes et la participation à des réseaux, ont permis à l’unité de participer à 4 projets européens (Truefood, ProsafeBeef, Dream et TeRiFiQ) dans ces 5 dernières années. Réduire

- Mot(s) clé(s) :
Objet d'étude : imagerie in vivo, imagerie x, produit d'origine animale, protéome
Question sociétale et finalité, contexte : qualité nutritionnelle, qualité sensorielle, santé du consommateur, sécurité sanitaire des aliments
Démarche, discipline : biochimie, Chimie analytique, imagerie, Modélisation et simulation, Physiologie, Sciences du Vivant
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Objet d'étude : imagerie in vivo, imagerie x, produit d'origine animale, protéome
Question sociétale et finalité, contexte : qualité nutritionnelle, qualité sensorielle, santé du consommateur, sécurité sanitaire des aliments
Démarche, discipline : biochimie, Chimie analytique, imagerie, Modélisation et simulation, Physiologie, Sciences du Vivant
Dispositif technique et méthode d'étude : cuisson
Composé chimique, Facteur du milieu : contaminant
Phénomène, processus et fonction : denaturation, digestion, digestion in vitro, métabolomique, oxydation, qualité de la viande, structure de la viande, transfert de chaleur, transfert de matière
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