l'addition de lactose et de vitamine c dans les laits de

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L’addition de lactose et de vitamine C dans les laits decroissance diminue la qualité nutritionnelle des protéinesInès Birlouez-Aragon, Pascal Sabat, Bérengère Lutz, Juliette Leclère, Marina

Nicolas

To cite this version:Inès Birlouez-Aragon, Pascal Sabat, Bérengère Lutz, Juliette Leclère, Marina Nicolas. L’addition delactose et de vitamine C dans les laits de croissance diminue la qualité nutritionnelle des protéines.Le Lait, INRA Editions, 1999, 79 (6), pp.595-606. �hal-00929678�

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Lait (1999) 79, 595-606© InralElsevier, Paris

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Article original

L'addition de lactose et de vitamine Cdans les laits de croissance

diminue la qualité nutritionnelle des protéines

Inès Birlouez-Aragon-v, Pascal Sabat-, Bérengère Lutz",Juliette Leclère", Marina Nicolas"

a Laboratoire de chimie analytique, Institut national agronomique,16, rue Claude-Bernard, 75231 Paris cedex 05, France

b Cneva, 10, rue Pierre-et-Marie-Curie, 94704 Maisons-Alfort, France

(Reçu le 12 mai 1999 ; accepté le 23 août 1999)

Abstract - Addition of lactose and vitamin C to growth milk reduces the nutritional qualityofproteins. Addition oflactose to growth milk (+20-30 g-L-1) is responsible for an increase in theMaillard reaction which induces a loss in nutritional value of protein and the development of browncompounds. This reaction is further reinforced by the iron-vitamin C mixture, because of the productionof free radical species during heat treatment. However, iron supplementation is one of the nutri-tional interest of growth milk, whereas lactose addition does not seem to trigger any nutritional ben-efit for children. Furthermore, despite the higher iron biodisponibility allowed by simultaneous vita-min C addition, it seems better not to add the vitamin C to avoid its interaction with iron. A new UHTgrowth milk formula, without addition of lactose and vitamin C, has been compared to a formula con-taining both nutrients and produced using the same UHT heat treatment. We provide evidence of avery significant improvement in the protein quality of the new formula as compared with the classicgrowth milk formula, regarding both the early (25 % lower) and advanced Maillard reaction (400 %less), measured as furosine and fluorescence at 330 and 420 nm respectively. Furthermore, whereasthe tryptophan and tyrosine contents of the soluble proteins are 30 % lower in the classic formula thanin cow's milk, they are unchanged in the new formula. In conclusion, we demonstrate that omis-sion of lactose and vitamin C enrichment in growth milk allows a protein quality similar to that usu-ally found in cow's milk to be restored, despite the presence of iron. © InralElsevier, Paris.

growth milk / lysine bioavailability / tryptophan / Maillard reaction / iron-ascorbate

Résumé - L'addition de lactose aux laits de croissance (+20-30 g·L-I) entraîne une augmentationde la réaction de Maillard qui a pour effet de diminuer la valeur nutritionnelle des protéines et de favo-riser le développement d'une coloration brunâtre. Cette réaction est également activée par le mélangefer-ascorbate du fait de la production d'espèces réactives de l'oxygène au cours du traitement ther-mique. L'enrichissement en fer constitue l'un des intérêts nutritionnels des laits de croissance, alors

* Correspondance et tirés à part. [email protected]

mailto:[email protected]

596 1. Birlouez-Aragon et al.

que l'addition de lactose ne semble pas justifiée sur le plan nutritionnel. De plus, il nous semblepréférable de ne pas ajouter de vitamine C pour éviter son interaction avec le fer. Nous comparons unenouvelle formule de lait de croissance sans addition de lactose et vitamine C à un lait de croissancede composition classique et soumis au même traitement de stérilisation UHT. Nous montrons une trèsnette amélioration de la qualité nutritionnelle des protéines dans la nouvelle formule par rapport à sonhomologue non modifié, à savoir une diminution de 25 % de la réaction précoce de Maillard (furo-sine) et de 400 % de la réaction avancée (fluorescence à 340/430 nm). De plus, les teneurs de tryp-tophane et tyrosine des protéines solubles sont similaires à celles attendues dans un lait de vache, alorsque celles-ci sont abaissées de 30 % dans le lait classique de croissance. En conclusion, l'abandon del'enrichissement en lactose et en vitamine C constitue une voie d'amélioration de la qualité des laitsde croissance. ©InralElsevier, Paris.

lait de croissance /lysine biodisponible / tryptophane / réaction de Maillard / fer-ascorbate

1. INTRODUCTION

Le développement des laits de croissanceenrichis en fer a été motivé par le constatd'une forte prévalence de l'anémie chez lejeune enfant [Il]. Du fait de la faible bio-disponibilité du fer dans le lait de vache(4 à 6 %) [8], par rapport au lait de femme,une quantité 10 fois supérieure est ajoutéedans le lait de croissance. Ceci assure auxenfants de 1-3 ans consommant 500 mL delait de croissance par jour un apport satis-faisant, que le reste de l'alimentation ne per-met pas toujours. Une baisse de plus de troisfois de la prévalence des anémies, de 30 à2-1 1 %, a en effet été mesurée chez lesenfants de 15 mois recevant une formulelactée enrichie en fer par rapport à ceux ali-mentés avec du lait de vache [9]. Les laits decroissance permettent ainsi d'assurer unetransition entre lait de suite et lait de vache,alors que parallèlement l'alimentation sediversifie. La composition des laits de crois-sance demeure relativement proche de celledes laits de suite (teneurs en fer, vitamine C,acides gras essentiels, lactose ...) ; la concen-tration en protéines est toutefois plus éle-vée (28-32 g·L-1 au lieu de 20-22 g-L:') ;elle est similaire à celle du lait de vache.

Diverses études [2, 3, 12, 16] ont démon-tré la difficulté de maîtriser, durant la sté-rilisation et la conservation, les réactionsd'oxydation radicalaire dues au mélange

fer-vitamine C ainsi que la réaction deMaillard due au lactose. Un travail antérieur[3] avait mis en évidence un taux de blo-cage trois fois plus important de la lysinedes protéines totales et une réduction de30 % du Trp peptidique dans la fraction deslaits de croissance soluble à pH 4,6. Desobservations tout à fait similaires ont ensuiteété rapportées pour les laits infantiles [5].La perte de lysine est partiellement com-pensée à la fois par la richesse des protéinesdu lait de vache en cet acide aminé essentielet par la teneur importante de protéines ingé-rées par rapport aux besoins. Cependant, lesconséquences de la réaction, telles quel'apparition de composés avancés deMaillard mal connus et la libération de radi-caux libres [21 pouvant attaquer les acidesaminés sensibles à l'oxydation (tryptophane,tyrosine, histidine et acides aminés soufrés)[22] peuvent laisser suspecter une altéra-tion globale de la qualité des protéines dulait. Des études in vitro et chez l'animal onten effet montré une perte nette de la diges-tibilité et de la biodisponibilité de la lysineet des acides aminés soufrés dans les pro-téines de lait infantile soumises à un traite-ment UHT ou de stérilisation [18, 19]. Deplus, les nourrissons recevant des formulesinfantiles présentent des teneurs de trypto-phane circulant toujours inférieures à cellesdes nourrissons allaités [7]. Ceci est lié à laprésence d'une concentration double

Qualité nutritionnelle de laits de croissance

d'a-lactalbumine, très riche en Trp, dans lelait de femme par rapport au lait de vache.Cependant, la concentration près de deuxfois plus importante de protéines totales desformules (autour de 20 g-L:') par rapportau lait de femme (l0 g-L:") compense ladéficience en cet acide aminé. On doit doncen conclure que la biodisponibilité du Trpest diminuée dans les formules infantiles.

Une adaptation des formules de laits decroissance est donc nécessaire pour amé-liorer la qualité des protéines. Nous éva-luons ici l'influence de l'enrichissement enlactose et en vitamine C sur la qualité desprotéines avant d'envisager son abandon.On assiste déjà de manière de plus en plusgénéralisée à un remplacement dans les for-mules infantiles du lactose par des malto-dextrines à moindre pouvoir réducteur [6].L'absence de vitamine C devrait de pluséviter la libération de radicaux libres cata-lysée par le fer.

Nous comparons donc la qualité des pro-téines de trois laits traités sur le même sys-tème de stérilisation UHT indirect et conser-vés trois mois dans le même type d'em-ballage : 1) le lait de croissance modifié(LCM) selon ces deux critères (lactose etvitamine C), 2) un lait de croissance clas-sique (LC), de composition similaire à cellede la moyenne des laits de croissance pré-sents sur le marché, et 3) un lait de vachenon supplémenté (LV). Divers marqueursde la réaction de MailIard ont été analysés aucours de trois mois de conservation. À troismois (moitié de la durée de vie pour les laitsde croissance), les teneurs en tryptophaneet tyrosine des protéines totales et solublesà pH 4,6 ont été déterminées, ainsi que lacomposition protéique de la fraction solubleà pH 4,6. Les résultats de ces analyses sontensuite comparés à ceux obtenus dans leslaits de croissance du marché.

2. MATÉRIEL ET MÉTHODES

Nactalia (Nantes, France) nous a fournichaque mois, durant trois mois, trois packs de

597

lait conservés d'une part à 4 "C, d'autre part à25 "C des trois laits suivants:

- 1 lait UHT If, écrémé de grande consom-mation (LV, témoin),

- 1 lait croissance (LC),

-le lait croissance modifié sans ajout de lac-tose et de vitamine C (LCM) qui est obtenu parailleurs selon une production biologique.

Les compositions théoriques des laits sontprésentées dans le tableau 1en distinguant d'unepart la composition en macronutriments qui estdonnée pour les trois laits et d'autre part la quan-tité des divers micronutriments rajoutés dans lesdeux laits de croissance, telle que mentionnéesur l'étiquetage.

Les packs de lait étaient ouverts le jour mêmeet les différentes méthodes ont été appliquéessur l'un ou les trois exemplaires d'un mêmeéchantillon.

À titre de comparaison, les diverses marquesde laits de croissance du commerce ont été ana-lysées.

2.1. Dosage de la furosine

La furosine est produite par l'hydrolyse acidede la Nr-lactulosyl-Iysine. Un aliquot de laitcontenant 50 mg de protéines est hydrolysé enprésence d'HCI 7,8 N à 110 "C pendant 23 h. Lafurosine libérée est séparée par HPLC selon laméthode de Resmini et al. [17] sur une colonneen phase inverse à paire d'ions (colonne spéci-fique furosine, Altech, Templemars, France) etmesurée en UV (280 nm) après filtration del'hydrolysat, dilution et extraction sur filtre.L'analyse a été réalisée en double sur un échan-tillon de chaque type de lait. Le coefficient devariation de répétabilité est de 4 %.

2.2. Mesure des produits avancésde Maillard

Les produits avancés de Maillard sont mesu-rés grâce à leur fluorescence spécifique (excita-tion 350 nm, émission 440 nm) selon la méthodeFAST [4]. Les caséines et protéines du lactose-rum dénaturées sont précipitées à pH 4,6 paraddition de neuf volumes de tampon acétate desodium 0,1 mol-Lr' à pH 4,6. Le surnageant decentrifugation est transvasé dans une cuve quatrefaces optiques jetable en acryle (Sarstedt, 1vry-sur-Seine, France) et la fluorescence du trypto-


Tableau I. Composition des laits d'après l'étiquetage.Table I. Milk composition according to labelling.

LCPour 100 mL

LCM LV*Pour 100 mL Pour 100 mL

Protéines (g) 3 3,1 3,2

Glucides (g) 7,2 4,5 4,6dont lactose (g) 6,2 4,5 4,6maltodextrines (g) 1 0 0

Lipides (g) 2,55 2,70 1,6dont ac. Linoléique (mg) 195 250 ndac. Linolénique (mg) 30 30 nd% MG laitière 80 80 100Calcium (mg) 119 119 114Phosphore (mg) 80 80 85

Nutriments rajoutés au laitZinc (mg) 0 1,5Fer (mg) 1 1,5

Vit A (ug) 29 29VitD3 (ug) 1,2 1,2VitE (mg) 0,65 0,65Vitamin C (mg) 1,8 0Vit BI (mg) 0,04 0,04Vit B2 (mg) 0,12 0,12Vit B5 (mg) 0,2 0,3Vit B6 (mg) 0,04 0,04Vit B9 (mg) 5,5 5,5Vit BI2 (mg) 0,3 0,3Vit PP (mg) 0,1 0,1

* source base de données Régal (Origine: Table Regal).

phane (290/340 nm ; excitation/émission) et desproduits de Maillard (350/440 nm) est mesuréesur un spectrofluorimètre Spex (Jobin- Yvon,Longjumeau, France). La mesure FAST corres-pond au rapport entre les fluorescences des pro-duits de Maillard et du tryptophane. L'analysea été réalisée sur les trois packs de chaque type delait. Le coefficient de variation de répétabilitéde la méthode est de 2,5 %.

L'intensité relative de fluorescence du Trp(FW) est mesurée par le rapport entre la fluores-cence et la concentration de protéines dans lesurnageant (PS en g-L"), elle-même quantifiéepar la méthode de Lowry. Pour éviter l'effet desfluctuations de la lampe sur l'intensité de fluo-rescence, l'intensité relative est donnée en pour-centage, en se basant sur la pente de la droite derégression linéaire obtenue pour les laits UHT

entre la fluorescence du Trp et la concentration enprotéines solubles [4] :

FW = a (PS-b) où a est la pente de la droiteramenée à 100 arbitrairement. La constante b,égale à 0,92 g-L'" en moyenne, représente laconcentration en protéose-peptone qui ne contientpas de Trp.

2.3. Dosage du tryptophaneet de la tyrosine

Ces deux acides aminés aromatiques ont étédosés dans les protéines totales et dans les sur-nageants acétate contenant les protéines peu déna-turées et solubles à pH 4,6 d'après la méthodede Delhaye et Landry [15]. Suivant les cas,330 ul, de lait ou 1,6 mL de surnageant acétate


sont hydrolysés en milieu basique par addition de840 mg d'hydroxyde de barium. L'hydrolyse sefait à 110°C pendant 16 h en milieu humide(autothermos). Après refroidissement, la solu-tion est acidifiée par addition d'HCI jusqu'àobtention d'un pH de 3 environ. L'hydrolysatlégèrement acide est alors transvasé dans unefiole de 25 mL et dilué avec de l'eau Millipore.Après filtration, le filtrat est injecté sur unecolonne Spherisorb C18. L'éluant est un mélange75125 (%) d'acétate d'ammonium 14,5 mrnol-L:'et de méthanol, ajusté après mélange à pH 4,5avec de l'acide formique. Le débit est de1 ml.unirr '. La détection est réalisée par fluo-rescence aux longueurs d'onde maximales pources deux acides aminés (270/31 °et 280/350 nmrespectivement). Ces analyses ont été réaliséesexclusivement sur les échantillons de lait conser-vés trois mois, en double exemplaire.

Par ailleurs, la teneur en protéines solubles aété évaluée par la méthode de Lowry et la com-position en ~-Iactoglobuline et en a-lactalbu-mine quantifiée par HPLC au moyen d'unecolonne d'exclusion. La colonne 'de verre, detype Waters Protein Pak 200 W (8 x 300 mm)permet la séparation de protéines entre 500 et60000 g-mol:". L'éluant est constitué d'un tam-pon acétate d'ammonium 80 mmol-L:', pH 6,2 à0,8 ml-rnirr '. Les pics sont détectés à la fois parfluorescence à 280/337 nm (longueurs d'ondede fluorescence du Trp) et par absorbance à280 nm. L'étalonnage est réalisé à partir de solu-tions d'a-lactalbumine et de ~-Iactoglobuline(Sigma, Saint-Quentin-Fallavier, France) prépa-rées dans le tampon acétate de sodium à

599

0,1 mol-L:! et pH 4,6, à une concentration de0,25 g.L-1. Le coefficient de variation de répé-tabilité de la mesure est de 4 %.

2.4. Dosage de la vitamine C

Un aliquot de lait est immédiatement mis enprésence d'un volume d'acide métaphosphoriqueet centrifugé pour séparer le surnageant conte-nant la vitamine C. La somme « acide ascorbiqueet acide déhydroascorbique » est dosée aprèsoxydation de l'acide ascorbique en acide déhy-droascorbique par l'iode. Ce produit est alorsdérivé par la dimethylphenylènediamine etdétecté en fluorescence (360/440 nm) après sépa-ration HPLC selon la méthode de Tessier et al.[20]. Le dosage est réalisé le jour même. Le coef-ficient de répétabilité de la méthode est de 3,5 %.Les trois packs de chaque type de lait ont étéanalysés.

3. RÉSULTATS

3.1. Évolution de la vitamine Cen fonction de la températureet du temps de conservation(tableau Il)

La concentration de vitamine C est légè-rement supérieure à trois mois dans LCMque dans LV, malgré l'absence d'enrichis-

Tableau II. Teneur en vitamine C (rng-L -1) des différents laits au cours de leur conservation.Table II. Vitamin C concentration (rng-L -1) of the milk sampi es as a function of preserving.

Conservation Température LV LC LCM(mois) (oC) N=3 N=3 N=2*

1 4 9,4± 1,3 17,6 ± 3,1 12,8 ± 2,81 25 8,8 ± 1,5 9,4 ± 0,3 7,3 ± 0,3

2 4 3,2 ± 0,4 6,2 ± 0,7 4,0± 1,72 25 1,1 ±0,2 0,7 ± 0,6 0,9 ± 0,5

3 4 4,2± 1,4 4,2 ± 0,8 5,0 ± 0,53 25 0,4 ± 0,3 0,8 ± 0,05 0,1 ±0,05

* Note: un seul pack de lait ayant été fourni pour ce type de lait, l'analyse a été répétée deux fois. Pour les autreséchantillons, les analyses ont été réalisées sur chacun des trois packs de lait.

A single milk sample was provided for this type of milk, the analysis was carried out twice. For the other sampi es,analysis were performed on the three milk samples.


sement. Elle est déjà inférieure à la concen-tration attendue après un mois de conserva-tion à 4 oc. De manière générale, la concen-tration en vitamine C est toujours plus élevéeà 4 "C qu'à 25 "C et diminue essentiel-lernent jusqu'à deux mois de conservation,la chute étant plus lente ensuite. Après troismois de conservation il ne reste pratique-ment plus de vitamine C dans les laitsconservés à 25 oc.

3,2. Évolution de la réactionde Maillard en fonctionde la température et de la duréede conservation

3.2.1. Furosine

Le tableau /li présente les concentrationsde furosine mesurées dans chacun des laitsau cours des trois mois de stockage. Celle-ci est deux fois plus élevée dans le LC parrapport à LV, mais seulement 1,5 fois plusélevée dans le nouveau lait sans lactoseajouté. La furosine est stable au cours destrois mois de conservation à 4 "C, mais aug-mente régulièrement (+ 50 % en deux mois)lorsque la conservation se fait à 25 "C, saufpour le LCM pour lequel la furosine n' évo-

Tableau III. Concentration de furosine(mg·100g-' de protéines) dans les laits.Table III. Furosine concentration (mg-I OOg-1of protein) in the milk samples.

Conservation Température LV LC LCM(mois) (oC)

1 4 114 204 1511 25 136 232 1992 4 128 232 1912 25 151 244 1893 4 107 218 1533 25 185 309 210

Note: un seul pack de lait a été analysé sur les troisexemplaires fournis.

A single sample was analysed out of the three samplesprovided.

lue pas significativement. Cependant, nousobservons une concentration légèrementplus élevée à 25 "C qu'à 4 "C qui laisse sup-poser que le premier mois de conservation aeu un effet. L'augmentation transitoire signi-ficative de la concentration de furosine àdeux mois pour le LCM conservé à 4 "Csemble aberrante.

3.2.2. Les produits avancés de Maillard

Le tableau IV indique les valeurs FAST.Celles-ci correspondent à la fluorescencedes produits avancés de Maillard des pro-téines solubles dans le tampon acétate àpH 4,6, corrigée de la fluorescence du Trp.La valeur FAST a légèrement tendance àdiminuer au cours de la conservation maisest identique quelle que soit la températurede conservation. L'augmentation transitoirede la valeur pour le LC conservé deux moisà 4 "C semble de l'ordre de l'erreur, impor-tante sur cet échantillon. Elle est deux foisplus élevée dans LC que dans LV et estquatre fois plus faible dans LCM par rap-port à LC.

3.3. Composition protéique et teneursen Trp et Tyr des surnageantsacétate des trois types de lait

La composition protéique des sumageantsacétate à pH 4,6 a été analysée sur les troistypes de lait conservés trois mois. Letableau V indique les concentrations en pro-téines totales et en a-lactalbumine et ~-Iac-toglobuline de ces surnageants. Le chroma-togramme d'exclusion obtenu par détectionfluorimétrique à 280/337 nm fait apparaîtredeux pics largement majoritaires à des tempsde rétention correspondant aux poids molé-culaires de la ~-Iactoglobuline (environ18000 g-rnol ") et de l'a-lactalbumine(environ 14000 g-rnol "). En revanche,lorsque la détection se fait en UV (280 nm),d'autres pics de forte amplitude apparais-sent correspondant à de plus faibles poidsmoléculaires (3 000 à 12000 g-rnol'"). Cettefraction peptidique ne semble donc pas

Qualité nutritionnelle de laits de croissance 601

Tableau IV. Valeurs FAST (eps/eps), Fluorescence des produits avancés de Maillard ramenée à lafluorescence du Trp.Table IV. FAST values (eps/eps). Fluorescence of advanced Maillard products divided by the Trp flu-orescence.

Température LV LC LCMCc) N=3 N=3 N=2*

4 128 ± 2,1 233 ± 23,7 65 ± 1,425 131 ± 3,2 236 ± 12,1 69 ± 6,6

4 112±9,4 263 ± 24,5 5325 119± Il,5 204 ± 15,9 64

4 100 ± 9,2 205 ± Il,0 55 ± 0,325 96 ± 2,6 220 ± 2,5 56 ± 6,5

Conservation(mois)

22

33

Note: un seul pack de lait ayant été fourni pour ce type de lait, l'analyse a été répétée deux fois. Pour les autreséchantillons, les analyses ont été réalisées sur chacun des trois packs de lait.

A single milk sample was provided for this type of milk, the analysis was carried out twice. For the other samples,analysis were performed on the three milk sampI es.

Tableau V. Composition protéique des surnageants acétate.Table V. Protein composition of the acetate supernatants.

Analyse LV LC LCM(mois) n=2 n=2 n=2

Protéines totales (g·L-I) 2,59 ±0,43 2,72 ± 1,7 3,02 ± 1,27œ-lactabumine (g-L-1) 0,165 ±0,01O 0,153 ± 0,016 0,156 ± 0,013~-Iactoglobuline (g-L-1) 0,053 ± 0,07 0,063 ± 0,007 0,085 ± 0,015

contenir de Trp, et doit correspondre à unepartie de la fraction protéose-peptone.

Dans les laits de grande consommationsoumis à divers traitements thermiques, ilexiste une relation linéaire entre la fluores-cence du Trp (PW) et la concentration enprotéines (PS) du surnageant acétate [3,4].L'équation de la droite de régression est dutype FW = a (PS-b). Le facteur constant bcorrespond à la fraction protéique résistanteau traitement thermique et qui ne présentepas de fluorescence Trp. Il semble donc quece coefficient corresponde à la concentra-tion moyenne de la fraction protéose-pep-tone dans les laits.

Pour évaluer l'intensité relative du Trpdans les seules protéines du surnageant acé-tate contenant cet acide aminé (donc essen-tiellement dans l'a-lactalbumine et la ~-lac-toglobuline), nous avons choisi de diviserl'intensité de fluorescence du Trp mesuréesur le surnageant acétate (mesure obtenuedans le cadre de la méthode PAST) par lefacteur PS-b. Pour le lait UHT LV, cettevaleur correspond à la pente de la droite derégression « a ». Cette constante est ramenéeà 100, ce qui permet de s'affranchir des fluc-tuations de la lampe de fluorescence aucours du temps et de calculer le rendementde fluorescence du Trp dans les laits de


Tableau VI. Concentrations de Trp et Tyr et fluorescence relative du Trp dans les protéinestotales et solubles des laits.Table VI. Trp and Tyr concentrations and relative Trp fluorescence in total and soluble milk proteins.

Analyse LV LC LCM(mois) n=2 n=2 n=2

Trp total (mg-g:") 13,97 ± 0,33 14,88 ± 0,82 14,59 ±0,54Tyr total (rng-g'") 43,75 ± 0,98 47,01 ±2,51 46,42 ± 1,73Trp soluble (mg·g-I Protéines solubles) 7,8 ±O,I 8,4 ± 1,1 5,3 ± 0,85Tyr soluble (mg-g! protéines solubles) 19,2 ± 0,6 19,3 ± 2,21 13,7 ± 0,8Trp soluble (mg-g! œl, + ~L) 20,2 ±0,6 24,4 ± 2,2 15,8 ± 1,7Tyr soluble (mg·g-I œl, + ~L) 49,5 ± 1,5 56,4± 2,6 40,8 ± 4,5F (Trpj/g PS (%) 94,0± 5,7 90,1 ±0,5 21,4 ± 0,8

Note: les dosages ont été réalisés sur les échantillons de lait à trois mois uniquement. Les valeurs des packsconservés à 4 "C et à 25 "C ont été regroupées (non significativement différents).

The analyses were perforrned only on the milk sampi es preserved for three months. The values obtained on thesamples preservcd at 4 "C and 25 "C were pooled (not significantly different).

croissance en pourcentage (tableau VI). Ons'aperçoit alors que la fluorescence relativedu Trp est diminuée de trois fois dans LCpar rapport à LV, alors que dans LCM ellese rapproche de celle de LV.

L'analyse HPLC des résidus Trp et Tyrdans ces surnageants indique en effet unediminution de 30 % du nombre de résidusTrp et Tyr dans LC par rapport à LV, maisnon dans LCM. Afin de s'assurer que cettediminution n'est pas due à une baisse de laconcentration relative en protéines richesen Trp dans le surnageant de LC, la concen-tration du Trp a été ramenée à la concentra-tion d'a-lactalbumine et ~-Iactoglobulinesolubles à pH 4,6, excluant ainsi la contri-bution de la fraction protéose-peptonedépourvue de cet acide-aminé. La concen-tration relative de Trp est alors plus élevéepour tous les types de lait, conformémentaux attentes, mais demeure encore, dans lelait LC, inférieure de 25 % à la concentrationde LV, alors que LCM conserve une concen-tration similaire, voire supérieure, à cellede LV. La concentration relative de tyrosinedans les deux protéines sériques est égaie-ment diminuée dans LC par rapport aux deux

autres types de lait. Lorsque le dosage duTrp et de la Tyr peptidiques est réalisé sur lesprotéines totales des trois types de lait, laconcentration de ces acides aminés est simi-laire dans les trois types de lait.

3.4. Comparaison des laits de l'étudeavec les autres laits de croissancedu commerce

Pour illustrer la variabilité de la qualitédes laits de croissance fournis dans le com-merce, deux paramètres ont été utilisés: lamesure FAST, marqueur de la réaction avan-cée de Maillard et la « fluorescence relativedu Trp » dans la fraction soluble des laits àpH 4,6, qui reflète la diminution de fluo-rescence de cet acide aminé dans les pro-téines du lactosérum (figure J). Le lait LV,comme l'ensemble des laits UHT, pour les-quels la fluorescence relative du Trp restestable, se situe à l'extrémité droite de lafigure. La seule variation observée pour leslaits de UHT est de type vertical (variationde la valeur FAST uniquement). À l'inverse,dans les laits de croissance, l'augmentationde la valeur FAST s'accompagne d'une


250

200

150

100

3D

20

603

~ M MFlllOlllSCenCe Illllltive du Trp (%)

100 120

Figure 1. Évaluation de la qualité des laits de croissance du commerce par la méthode globale FAST.La fluorescence du tryptophane et des produits avancés de Maillard ont été dosés comme décrits enméthodes sur les sumageants acétate de divers laits de croissance du commerce et sur les laits de l'étude.En abscisse, la fluorescence relative du tryptophane par g de protéines contenant cet acide aminé estdonnée en pourcent. Le domaine des laits UHT est matérialisé par deux flèches qui indiquent lesvariations de FAST et de fluorescence relative du Trp obtenus à partir de 47 laits UHT du com-merce d'après [4].Figure 1. Evaluation of the quality of commercial growth milk using the global method FAST. Thefluorescence of Trp and of advanced Maillard products were measured as described in Methods onthe acetate supernatant of various commercial growth milk samples. The LV, LC and LCM samplesare indicated. The relative Trp fluorescence is given on the x-axis as a percentage of the mean valueobtained in UHT milk samples according to [4]. The distribution of UHT milk samples is indicatedby two arrows illustrating the variations in the FAST level and in the relative Trp fluorescenceobtained on 47 commercial UHT milk samples [4].

diminution de la valeur de fluorescence rela-tive du Trp. Le lait LCM se situe à l'extré-mité droite et basse de la figure. Le lait LCse situe pour sa part dans la partie gaucheet haute de la figure.

4. DISCUSSION

La stérilisation des aliments, dont le trai-tement UHT des laits, s'accompagne inévi-tablement d'une perte de qualité nutrition-nelle. Les principales conséquences dutraitement thermique sont la dégradation

des vitamines les plus fragiles (vitamine C)et le développement de la réaction deMaillard. La formulation particulière deslaits de croissance entraîne une amplificationde ces réactions de dégradation, notammenten raison de l'enrichissement en lactose, feret vitamine C [3]. La qualité de ces laits setrouve être en conséquence très inférieureà celle des laits de vache UHT pour adultes[5]. Ceci est difficilement acceptable étantdonné le rôle nutritionnel que veulent jouerces laits et les besoins plus stricts des jeunesenfants en matière de nutrition et de sécuritéalimentaire.

604 I. Birlouez-Aragon et al.

Outre le blocage irréversible de la lysinelié à la réaction de Maillard [10], l'additiondu mélange fer-vitamine C entraîne la pro-duction d'espèces radicalaires de l'oxygène[2] qui activent la réaction avancée deMaillard et peuvent oxyder les acides ami-nés sensibles du lait, en particulier le tryp-tophane et la tyrosine [13, 16,21]. En effet,nous confirmons des résultats déjà obtenussur divers laits du commerce, c'est-à-direune réduction de la disponibilité de la lysineet un niveau de réaction avancée de Maillarddeux fois plus important dans le lait de crois-sance que dans le lait UHT. En effet, le ferfavorise la formation de groupements ène-diol en position 2-3 sur le glucose de lamolécule de lactose, groupements très réac-tifs qui conduisent à la formation des déoxy-sones, propagateurs de la réaction deMaillard [12, 16]. Les laits de croissance etles formules infantiles peuvent égalementêtre sujets à des réactions d'oxydation, enraison de l'action catalytique du fer sur uncertain nombre de réactions d'oxydationradicalaire, notamment la formation du radi-cal hydroxyle à partir de la vitamine C etl'oxydation des acides aminés aromatiques.Ces réactions oxydatives peuvent favoriserl'activité mutagène de certains composésde Maillard [14].

Nous retrouvons en effet à la fois unediminution de la fluorescence relative duTrp et une diminution de concentration deTrp et de Tyr dans le surnageant acétate deslaits à pH 4,6. Mais on ne peut exclure lefait qu'une augmentation relative de la frac-tion protéose-peptone et autres peptidesdépourvus de Trp dans le surnageant acé-tate explique la baisse de concentration deTrp. En effet, cette fraction est résistante autraitement thermique, alors que les protéinesriches en Trp (a-lactalbumine et ~-lacto-globuline) précipitent rapidement au coursde leur dénaturation thermique. C'est pour-quoi, nous avons d'une part mesuré laconcentration des ces deux protéines dansles surnageants à pH 4,6 et d'autre part,ramené la concentration du Trp à la teneuren ces deux protéines. Nous montrons que la

concentration des deux protéines sériquesest similaire dans tous les types de lait.Ainsi, la baisse de concentration du Trpmesurée sur le surnageant acétate total deLC persiste lorsque qu'elle est ramenée àla teneur résiduelle des deux protéinessériques majoritaires. Il semble donc bienque le Trp et la Tyr soient partiellementdégradés dans les protéines sériques du laitde croissance par rapport au lait de vache,mais non dans le lait de croissance modi-fié. La dégradation du Trp peptidique nedépasse pas 25-30 % et n'apparaît que dansles protéines solubles qui représentent unetrès faible part des protéines totales. Celles-ci sont en effet les plus sensibles en raison del'exposition des résidus hydrophobes aumilieu environnant que favorise le dép lis-sement de la protéine [16]. Ceci expliqueque nous ne soyons pas en mesure de laretrouver lorsque la totalité des protéinesdu lait sont analysées.

On peut s'interroger sur les répercussionsnutritionnelles de ces réactions qui doivententraîner une diminution de la biodisponi-bilité de la lysine et, dans une moindremesure, du tryptophane. L'excès de pro-téines présent dans le lait de vache par rap-port aux besoins du jeune enfant doit cepen-dant minimiser ces effets. Mais, une baissede la concentration des protéines dans leslaits infantiles est préconisée actuellement[1], ce qui exigera alors de contrôler trèsprécisément la biodisponibilité des acides-aminés modifiés au cours de ces réactions.

Par ailleurs, les nombreux composés nou-veaux qui sont produits dans ces formules àla suite de réactions complexes sont malconnus et soulèvent donc des questions desécurité alimentaire. En particulier, mêmesi le taux de dégradation du Trp est trèsfaible, la mutagénicité importante des pro-duits d'oxydation de cet acide aminé exigeque les conséquences toxicologiques de cesmodifications soient éclaircies.

Un compromis doit donc être trouvé entrel'intérêt nutritionnel de la formulation et laqualité du produit. La non supplémentation


des laits de croissance en lactose et en vita-mine C permet de réduire très notablementla production de ces nouveaux composés.En effet, si l'on exclut le niveau encore légè-rement plus élevé de furosine dans le laitde croissance nouvelle formule par rapportau lait de vache, tous les autres paramètresdosés se retrouvent aux concentrationsmesurées dans le lait de vache. S'agissantdes produits avancés de Maillard, on observemême une diminution que nous ne pouvonsexpliquer par la nouvelle formulation. Celait de croissance modifié se trouve doncparmi les meilleurs du marché, tant sur lecritère de la réaction de Maillard, appré-hendée par la fluorescence relative des pro-duits avancés, que sur celui de l'intégrité dela structure des protéines solubles, mesuréeau travers de la fluorescence relative du tryp-tophane. À ce titre, la mesure FAST consti-tue une approche analytique globale de laqualité des laits, permettant de rendrecompte de ces deux critères importantsd'évaluation des dommages subis par leslaits de croissance. Les marges de progrèssont considérables, comme en atteste lagrande variabilité de ces deux marqueursdans les laits du commerce.

En conclusion, l'absence d'enrichisse-ment en lactose et en vitamine C d'un lait decroissance limite très sensiblement la dégra-dation de la qualité des protéines du lait et lagénération de substances indésirables.

REMERCIEMENTS

Nous remercions la société Nactalia (France)pour nous avoir fourni les échantillons de lait decroissance.

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