Des
"viandes" VEGETALES
Gérard Gomez
Plan de l'étude
1) Généralités et but de l'article
2-1) Définitions
2-2) Sources
principales d'acides aminés essentiels
1)
Généralités et but de l'article
Le
corps humain a besoin, pour se développer puis se maintenir en bonne forme
physique et mentale, d'une alimentation équilibrée ; parmi les macronutriments
(voir annexe 1) qui contribuent à cet équilibre, il y a les protéines.
Ces
protéines sont des assemblages d'acides aminés dits protéinogènes. Parmi
ceux-ci, certains sont dits essentiels, ce sont ceux dont l'organisme a besoin
et qu'il ne peut pas synthétiser ; l'alimentation doit donc les lui apporter.
Les
protéines peuvent être d'origine animale ou d'origine végétale.
Jusqu'à
présent, le mode d'alimentation traditionnel était basé sur une diversification
des apports qui nécessitait de consommer les deux types de protéines et qui
couvrait l'ensemble des besoins du corps humain en acides aminés essentiels.
La
tendance actuelle est de privilégier les protéines d'origine végétale et
d'éliminer de l'alimentation celles d'origine animale.
Pour
cela il y a exclusion des viandes animales ainsi que des produits provenant des
animaux (lait, œufs….) et consommation très diversifiée et en quantité
suffisante de céréales et d'autres végétaux.
Afin de
satisfaire les personnes qui souhaitent adopter ce mode d'alimentation mais qui
apprécient beaucoup la viande animale, les industriels de l'agroalimentaire ont
conçu et réalisé des préparations végétales avec additifs permettant de donner
à ces mélanges, l'aspect, le goût, la texture des viandes animales ; on donne à
ces préparations le nom de "viandes" végétales.
Le but
de cet article est d'essayer de donner quelques indications sur l'apport en
acides aminés essentiels de protéines animales et végétales, ainsi que de
donner la composition d'une "viande" végétale.
Il
s'agit comme le nom l'indique d'une molécule possédant à la fois une fonction
acide carboxylique et une fonction amine. Cette molécule peut aussi porter
d'autres groupes fonctionnels.
exemples
:
|
|
|
|
Acide
3-aminopropanoïque ou
β-alanine |
Théanine |
- Acides α-aminés : Si
les deux groupes fonctionnels acide et amine sont fixés sur le même carbone, on
leur donne le nom d'acides α-aminés.
- Acides aminés
protéinogènes (ou protéogènes) : ce sont parmi les acides
α-aminés, ceux qui entrent dans la composition des protéines ; ils sont au
nombre de 20,
|
|
|
|
|
|
|
|
Alanine |
L-Arginine |
L-Asparagine |
L-Acide aspartique |
L-Cystéine |
L-Acide glutamique |
|
|
|
|
|
|
|
|
L-Glutamine |
Glycine |
L-Histidine |
L-Isoleucine |
L-Leucine |
L-Lysine |
|
|
|
|
|
|
|
|
L- Méthionine |
L-Phénylalanine |
L-Proline |
L-Sérine |
L-Thréonine |
L-Tryptophane |
|
|
|
|
|||
|
L- Tyrosine |
L-Valine |
|
|||
- Acides aminés
essentiels : Les 8 acides aminés dont le nom est en rouge dans le tableau
précédent, sont des acides aminés essentiels ; ce sont l'isoleucine, la
leucine, la lysine, la méthionine, la phénylalanine, la thréonine, le
tryptophane et la valine. Ne pouvant être synthétisés par l'organisme, ils
doivent être apportés par l'alimentation.
Remarque : Une mention
spéciale pour l'histidine que l'organisme sait synthétiser mais en quantité
insuffisante et dont le complément doit être apporté par l'alimentation.
2-2) Sources principales d'acides aminés essentiels :
Le
tableau ci-dessous (https://www.laboratoire-lescuyer.com/blog/nos-conseils-sante/conseils-vitamines-et-mineraux/les-acides-amines-essentiels)donne une indication
qualitative sur l'apport en acides aminés essentiels des macronutriments.
|
|
Leucine |
Isoleucine |
Valine |
Phénylalanine |
Thréonine |
Méthionine |
Lysine |
Tryptophane |
|
Œufs |
·
|
·
|
·
|
·
|
·
|
·
|
·
|
·
|
|
Volaille |
·
|
·
|
·
|
·
|
·
|
·
|
·
|
|
|
Viande
rouge |
·
|
·
|
·
|
·
|
·
|
·
|
·
|
|
|
Poisson |
·
|
·
|
·
|
|
·
|
·
|
·
|
·
|
|
Fromage |
·
|
|
·
|
·
|
·
|
·
|
|
·
|
|
Soja |
·
|
·
|
·
|
·
|
|
|
·
|
|
|
Céréales (blé,
riz,maïs) |
|
·
|
|
|
|
·
|
·
|
·
|
|
Légumineuses (haricots,
lentilles) |
|
·
|
·
|
·
|
|
·
|
·
|
|
|
Fruits
à coque (amandes,
noix) |
|
·
|
|
·
|
|
|
|
·
|
Les cases
grisées sont celles où l'acide aminé manque dans le nutriment correspondant.
On
remarque que les œufs contiennent l'ensemble des acides aminés essentiels.
Autre
remarque : on peut dire que les protéines animales contiennent qualitativement plus
d'acides aminés essentiels que les protéines végétales.
On voit
aussi que la thréonine est absente dans l'ensemble soja, céréales,
légumineuses, fruits à coque.
On lit
sur un site de l'Agence nationale de sécurité sanitaire (https://www.anses.fr/fr/content/les-protéines) :
"
Les protéines animales sont relativement riches en acides aminés indispensables
et généralement plus riches que les protéines végétales. En ce qui concerne la
digestibilité, elle est en général plus élevée pour les protéines animales que
pour les protéines végétales…."
…….
"
Les aliments végétaux les plus riches en protéines sont les graines
oléagineuses (cacahuètes, amandes, pistaches, etc.), les légumineuses et leurs
dérivés (tofu, pois chiche, haricots…) ou encore les céréales.
Certaines
protéines végétales peuvent présenter une teneur limitante en certains acides
aminés indispensables, la lysine pour les céréales, et les acides aminés
soufrés pour les légumineuses."
……..
"Dans
nos sociétés, les régimes végétariens non stricts (n’excluant pas les produits
laitiers et les œufs) permettent d’assurer un apport protéique en quantité et
en qualité satisfaisantes pour l’enfant et l’adulte. Chez les végétaliens
adultes, une attention particulière doit être apportée à la couverture de l’apport
protéino-énergétique."
Ce sont
des mélanges de différentes substances végétales, ayant pour but de remplacer
les viandes animales tout en apportant à l'organisme les acides aminés
essentiels.
Voici
la liste des ingrédients présents dans un "steak" végétal de
la société Impossible foods (https://faq.impossiblefoods.com/hc/fr-ca/articles/360018937494-Quels-sont-les-ingrédients-de-l-Impossible-Burger-).
Remarque : le nombre et le
type d'ingrédients varient selon la marque du produit.
Eau,
concentré de protéines de soja, huile de coco, huile de tournesol, protéines de
pommes de terre, méthylcellulose, glutamates, extrait de levure, âromes
naturels, sucres, (dextrose
de culture), amidon végétal modifié, leghémoglobine de soja, sel, tocophérols
mixtes, isolat de protéine de soja, chlorhydrate de thiamine, L-tryptophane,
gluconate de zinc, niacine, phosphate ferrique, chlorhydrate de pyridoxine,
panthoténate de calcium, riboflavine et vitamine B12.
Le
fabriquant indique "qu'une portion de 113g de burger contient 19g de
protéines ; à titre de référence, une portion comparable de bœuf haché 80/20
(soit 80% de viande maigre et 20% de gras) contient également 19g de
protéines".
On peut
donner des précisions sur certains des ingrédients mentionnés :
- Huile de coco et de tournesol
Le
fabricant indique pour sa préparation que ces huiles ont été ajoutées pour
faire grésiller la viande sur la plaque de cuisson.
- La méthylcellulose sert de
liant aux ingrédients
Avec R =
H ou –CH3
C'est
un éther méthylcellulosique résultant de la méthylation partielle (entre 27 et
32%) des fonctions hydroxyle de la cellulose par le chlorure de méthyle. Le
degré de méthylation affecte les propriétés physiques du composé comme par
exemple la solubilité. Sa masse molaire moyenne est de 10 000 à 220 000
daltons.
A
température ordinaire c'est une poudre blanche ou un matériau fibreux de
densité comprise entre 1,26 et 1,30.
C'est un
composé non toxique, non irritant, sans effet allergène.
Dans
l'eau c'est une solution colloïdale translucide visqueuse, insoluble dans
l'éther, l'éthanol et le chloroforme, mais soluble dans l'acide acétique
glacial.
La
méthylcellulose est largement utilisée dans les industries cosmétique et
alimentaire (Additif E 461 – Epaississant – Gélifiant -).
On
l'utilise aussi dans la fabrication des gouaches.
- L'acide glutamique ou ses
sels (glutamates)
C'est un amino-acide fréquemment présent dans les protéines. C'est
un additif
alimentaire(E620) utilisé comme exhausteur de goût
- Dextrose de culture
C'est
un agent de conservation ; c'est le nom donné à divers mélanges qui contiennent
en particulier, des acides (propanoïque, butanoïque, lactique) et de courts
peptides.
|
Acide propanoïque ou propionique |
Acide butanoïque ou butyrique |
|
- Amidon végétal modifié
L'amidon
est la principale réserve glucidique dans le monde végétal, tout comme la
cellulose (voir
annexe 2). L'hydrolyse de l'amidon en milieu acide dilué conduit
au glucose ; intermédiairement il se forme des dextrines solubles dans l'eau,
puis du maltose et enfin
deux molécules de glucose
par molécule de maltose.
L'amidon natif se présente sous forme de grains de taille variable insolubles
dans l'eau froide. Dans l'eau chaude (70°C environ), l'amidon gonfle (empois)
et l'on peut séparer ses deux constituants principaux : l'amylose (ou amidon
linéaire) environ 20%, peu soluble dans l'eau froide, et l'amylopectine 80% (ou
amidon ramifié). Ce sont deux polymères du glucose, l'amylose ayant une masse
molaire de l'ordre de 500 000 g.mol-1et l'amylopectine de plusieurs
millions de g.mol-1.
Dans l'amylopectine (ou iso-amylose) il y a un enchaînement 1-6 environ tous
les 25 unités glucose.
L'amidon a de très nombreuses applications. Il est rarement utilisé natif ; le
plus souvent il est transformé, dépolymérisé, par des techniques physiques,
chimiques (le plus souvent en milieu aqueux) ou enzymatiques, il est
alors désigné comme amidon végétal modifié.
Les
principaux dérivés amylacés sont :
- dextrines, cyclodextrines, maltodextrines.
- des gluconates.
- l'érythorbate.
- le dibenzylidènesorbitol
- des polyols
- des sirops de glucose.
Les
dérivés amylacés composant l'amidon végétal modifié, comme les dextrines sont
des additifs alimentaires classifiés E 1400.
- Tocophérols mixtes
Il
s'agit d'un mélange de substances de structures voisines parmi lesquelles les
tocophérols α, β, γ, d. Ils jouent le rôle d'antioxydants.
Ces
différents tocophérols sont présents dans la vitamine E (liposoluble).
C'est
la vitamine de la fécondité ; anticoagulant naturel, antioxydant, stabilisateur
de couleurs.
La
vitamine E est un agent réducteur protégeant les lipides insérés dans les
membranes cellulaires en les empêchant de se détruire par oxydation ; elle
stoppe le mécanisme de propagation de la chaîne d'oxydation en réduisant les
intermédiaires radicalaires. La vitamine C régénère ensuite la vitamine E à la
surface des membranes cellulaires.
Alpha-tocophérol (α-tocophérol)
ou
5,7,8-triméthyltocol
C'est l'additif alimentaire E 307.
Bêta-tocophérol (β-tocophérol)
ou
5,8-diméthyltocol
C'est
l'additif alimentaire E 306.
Gamma-tocophérol (γ-tocophérol)
ou
7,8-diméthyltocol
C'est l'additif alimentaire E 308.
Delta-tocophérol (d-tocophérol)
ou
d-méthyltocol
C'est l'additif alimentaire E 309.
- Chlorhydrate de thiamine
Le
fabricant indique que cet ingrédient contribue à l'arôme du produit.
C'est
la vitamine B1 (hydrosoluble)
- L-Tryptophane
Ainsi qu'il a été mentionné plus haut
c'est un acide aminé essentiel.
-
Gluconate de zinc
C'est
un dérivé de l'acide gluconique
Cet
additif apporte du zinc, oligo-élément nécessaire à l'organisme et qui est
apporté habituellement par la viande rouge, les crustacés, les légumineuses,
mais la biodisponibilité de cet élément est plus élevée dans les aliments
d'origine animale.
- Niacine
C'est
la vitamine B3 ou vitamine PP ou acide nicotinique.
C'est
une vitamine hydrosoluble.
Le
nicotinamide (ou niacinamide) est l'amide correspondant à cet acide :
On le
considère également comme vitamine B3 ; ses propriétés en tant que vitamine
étant équivalentes à celles de l'acide ; Dans l'organisme, d'ailleurs, l'acide
nicotinique est transformé en l'amide correspondant.
Le
nicotinamide est synthétisé dans l'organisme à partir du tryptophane ; il y a
donc un apport endogène de cette vitamine, contrairement à la plupart des
autres vitamines.
C'est
un cofacteur d'oxydo-réduction (coenzyme) dans le métabolisme des glucides, des
protéines et des lipides, réactions qui permettent à l'organisme de
s'approvisionner en énergie auprès de molécules "combustibles" comme
le glucose et les acides gras ; c'est sous forme de NAD/NADH que le
nicotinamide intervient.
- Phosphate ferrique
FePO4
Il joue
le rôle d'émulsifiant (ou émulsionnant) ; il permet de stabiliser les émulsions
entre l'eau et l'huile.
- Chlorhydrate de pyridoxine
C'est
la vitamine B6.
C'est
un groupe prosthétique de diverses enzymes.
Il
intervient dans le métabolisme de certaines protéines, d'acides gras, du
cholestérol.
- Pantothénate de calcium
C'est
le sel de calcium de l'acide pantothénique
L'acide
pantothénique est la vitamine B5, hydrosoluble ; c'est l'amide de l'acide pantoïque et de la β-alanine. Cette
vitamine est un facteur de croissance de
microorganismes ; elle est essentielle dans le métabolisme des sucres, des
graisses et dans la résistance des muqueuses aux infections.
- Riboflavine
C'est la vitamine B2 (hydrosoluble).
C'est une vitamine essentielle à la croissance et au
développement des cellules. Sa concentration dans le sang doit être contrôlée
car la majeure partie de cette vitamine est excrétée dans l'urine.
- Vitamine
B12
|
|
C'est une vitamine hydrosoluble. C'est la plus complexe et la plus grosse des vitamines (1355 Da),
biosynthétisée par des bactéries, des champignons ou des algues. Le corps humain est incapable de la synthétiser ; il est donc nécessaire
qu'elle soit fournie par l'alimentation. La synthèse de la vitamine B12 a été menée à bien par R.B. Woodward et
son équipe (Prix Nobel en 1965). C'est le
"principe anti-anémique" du foie. Apports : Foie, reins, viande, œuf, laitage, poissons (maquereau, thon,
hareng). L'apport quotidien recommandé (AQR) en vitamine B12 est d'environ 1 µg. |
|
C'est une cobalamine où l'ion cobalt(+ ou 2+ ou 3+,
suivant les circontances) est au centre d'un noyau corrine. Il est relié à 4 atomes d'azote d'un noyau
tétrapyrrolique plan. Les liaisons 5 et 6 du cobalt sont perpendiculaires à
ce plan. Soit une structure rappelant un nucléotide à base de
diméthylbenzimidazole (au dessous du plan), et un groupement R (au dessus du
plan). Suivant la nature du groupement R fixé sur le cobalt, on
distingue : - Si R = 5'-déoxyadénosine l'adénosylcobalamine (*) - si R = -CH3 la
méthylcobalamine - Si R = -OH
l'hydroxycobalamine - Si R = -CN la cyanocobalamine (*) groupe 5'-déoxyadénosine (voir aussi l'annexe 3)
|
En fonction du résidu R chacune d'elles a des propriétés physiologiques
particulières. Remarques : - La cyanocobalamine n'existe pas
à l'état naturel, on l'obtient synthétiquement. - La molécule de vitamine B12 sous la forme cyanocobalamine ou
hydroxycobalamine est stable. - Elle l'est beaucoup moins sous la forme méthylcobalamine ou
adénosylcobalamine ; ces deux formes sont photosensibles et instables à l'air
libre. - l'adénosylcobalamine est le coenzyme B12, mais toutes les formes citées
peuvent jouer le rôle de cofacteur dans le métabolisme de la plupart des
cellules du corps humain. |
- La leghémoglobine (ce nom
provient de la contraction des mots "légumineuse" et
"hémoglobine") permet de donner une couleur rouge à la préparation
tout à fait comparable à la couleur du sang.
Certaines espèces végétales et notamment les
légumineuses ont les nodosités de leurs racines plus ou moins rosées.
Cette couleur est due à une hématoprotéine, la leghémoglobine, de couleur rouge
sang qui fixe le dioxygène ; ce faisant elle empêche l'inhibition par le
dioxygène d'une enzyme, la nitrogénase, qui catalyse la réduction de l'azote
gazeux N2 en ammoniac ou en ion ammonium, ce qui permet à la plante
de synthétiser des protéines.
La leghémoglobine se compose de deux parties,
une globine provenant de la plante et un hème produit par des bactéries
fixatrices d'azote appelées rhizobies (Rhizobium) dans le cadre d'une
interaction symbiotique entre la plante et la bactérie.
Ce processus peut être résumé par le schéma
suivant :
Rappelons que l'hème est constitué sur la
base d'un noyau porphine :
Si l'on ajoute des chaînes latérales sur ce
noyau on obtient une porphyrine ; si l'on ajoute un atome de fer (II) à cette
porphyrine on obtient un complexe rouge sang, l'hème
Les chercheurs ont permis, par fermentation
de levures (Pichia pastoris) génétiquement modifiées (introduction du
gène LGB2), d'obtenir de la leghémoglobine en quantités industrielles.
Le fabricant indique :
"Nous utilisons de la léghémoglobine
de soja, obtenue par fermentation de levures génétiquement modifiées, pour
donner au Impossible Burger sa saveur de viande.
Pour fabriquer l’hème : Nous prenons l’ADN de
la léghémoglobine de soja, l’insérons dans une levure et faisons fermenter
cette dernière. En fabriquant notre hème à l’aide du génie génétique, nous
évitons de cultiver et de déterrer les plants de soja pour récolter l’hème
(dans les nodules racinaires), ce qui favoriserait l’érosion et libérerait le
carbone stocké dans le sol. La méthode que nous avons adoptée nous permet de
produire de l’hème de manière durable à grande échelle et de fabriquer un
produit carné à partir de plantes pour des millions de personnes, qui est
délicieux, nutritif et beaucoup plus durable que la viande animale."
Remarque : la leghémoglobine donne
à la préparation la couleur du sang, mais donne aussi la saveur
"ferreuse" (due à la présence de l'atome de fer du complexe) que l'on
rencontre dans la viande rouge animale.
Aliments et nutriments
Les aliments sont à l'origine des constituants cellulaires.
On peut très schématiquement considérer que les aliments que nous consommons
se divisent en trois catégories, l'eau, les macronutriments et les
micronutriments.
- L'eau
: Le corps humain est constitué d'environ 65% d'eau ; la quantité d'eau
nécessaire en moyenne à un adulte ne fournissant pas d'effort physique et en
région tempérée est de 2,5 L, dont 1L apporté par les aliments et 1,5 L par la
boisson.
- Les
macronutriments : ce sont les protéines, les glucides et les lipides ; ils
ont un rôle énergétique et structural. Les protéines sont des composés riches
en azote et constituent notre source majoritaire d'apport en cet élément
indispensable à l'organisme.
- Les
micronutriments : ce sont les vitamines, les minéraux, les oligoéléments et
les composés bioactifs ; ils ont plutôt un rôle fonctionnel.
Remarque : On appelle composés
bioactifs des composés présents en petites quantités dans les aliments et qui
peuvent être bénéfiques pour la santé, mais contrairement aux macro et
microéléments essentiels, ils ne sont pas nécessaires et l'organisme peut très
bien fonctionner sans eux. On peut citer par exemple, les polyphénols ou les
flavonoïdes.
Les molécules composant l'amidon
natif
groupe
5'-déoxyadénosine
Dans un
nucléoside on numérote les atomes de la base par des chiffres : 1, 2, 3, etc ;
pour les distinguer les atomes de carbone du sucre sont numérotés 1', 2', 3' etc…
