Que représente une portion de protéines végétales et animales : sources alimentaires et qualité nutritionnelle

Avec l’augmentation de la population mondiale et l’intégration de considérations durables dans les politiques alimentaires, les sources protéiques des végétaux voire venant des insectes, champignons et algues pourraient être développées à l’avenir. Les protéines animales (viande, lait et produits laitiers, poisson et ovoproduits) sont les références en termes de qualité nutritionnelle protéique mais les ressources pour les produire ne sont pas illimitées. Infographie pour avoir des repères entre les protéines animales et végétales : ici.

Les protéines, un macronutriment essentiel

Les protéines sont un des 3 principaux macronutriments.

Les protéines sont des enchaînement d’acides aminés sous forme de chaînes linéaires ou ramifiées, plus ou moins repliées sur elles-mêmes avec une structure 3D ou non. 20 acides aminés sont utilisés pour la synthèse des protéines. Ces protéines sont en renouvellement constant.

Les protéines sont omniprésentes dans l’organisme à cause de la grande variabilité de rôles (non exhaustif) :

  • structural
  • dans le renouvellement des tissus musculaires
  • les enzymes pour les processus physiologiques
  • hémoglobine pour le transport de l’oxygène
  • les hormones et les récepteurs pour la communication et la régulation des paramètres physiologique
  • les immunoglobulines pour le système immunitaire

Les acides aminés indispensables et la qualité nutritionnelle

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Les apports alimentaires sont schématiquement représentés par l’eau. Les besoins en acides aminés indispensables sont les planches du tonneau. La planche la plus courte détermine la contenance du tonneau, ce sera l’acide aminé limitant

Le concept de qualité nutritionnel protéique a pour objectif de couvrir les besoins en acides aminés essentiels ((isoleucine, leucine, lysine, méthionine, phénylalanine, thréonine, tryptophane et valine). Il existe 9 acides aminés indispensables qui ne sont pas synthétisés par l’Homme et qu’il est donc indispensable d’apporter par l’alimentation pour assurer des fonctions biologiques.

Quand les besoins en acides aminés indispensables ne sont pas couverts, on dit que cet acide aminé est limitant : c’est l’acide aminé essentiel trouvé en la plus faible quantité dans une denrée alimentaire.

Par exemple, une alimentation uniquement lactée (lait de vache) est limitante en histidine et arginine. Une ration alimentaire basée sur des haricots verts est limitante en méthionine. Le maïs est limitant en lysine. Les cacahuètes (arachides) sont limitantes en méthionine. Une ration à base de poisson uniquement serait insuffisante en leucine, phénylalanine, tryptophane et tyrosine.

C’est pourquoi il est très important de diversifier ses sources protéiques : animales et végétales.

Le concept de digestibilité et biodisponibilité (absorption dans l’intestin grêle) des acides aminés ne seront pas abordés ici (dans un futur article !) mais ce sont des aspects importants à prendre en compte. Par exemple, la digestibilité des protéines des lentilles ou des haricots blancs n’est que de 50 % à 80 %.

Sources alimentaires

Enquête INCA3 de l’ Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail

Les protéines sont la source d’azote majoritaire de l’alimentation. D’après l’enquête nationale de consommation alimentaire française INCA3, les viandes-poissons-oeufs sont les principaux contributeurs des apports protéiques (41% dont 15% pour les viandes, 8,2% pour la volaille et 5,8% pour les poissons). Ensuite viennent les produits céréaliers (15%), les produits laitiers (15%) et les fruits et légumes et produits à base de fruits et légumes.

Sur les 2 121 adultes en 2014-2015, la consommation moyenne était de 47,3 g/j de viandes (hors volailles), de 26g/j de volailles, de 23g de poissons et de 27,3g de charcuterie. Elle était de 7,7g/j seulement pour les légumineuses, de 1,6g pour les céréales complètes et de 62,7 g/j pour les céréales raffinées.

teneur en protéines 100g aliments
Attention, la qualité protéique, la digestibilité et la biodisponibilité ne sont pas représentées ici !

Les protéines animales

La viande, le poisson et les produits de la mer comportent des protéines musculaires qui sont considérées de bonne qualité nutritionnelle car elles ont des teneurs élevées en acides aminés indispensables.

Les protéines laitières

Le lait de vache contient environ 30g de protéines par litre dont 80% de caséine et 20% de protéines sérique. On trouve des protéines « bioactives » comme les immunoglobulines, les enzymes, des hormones et des facteurs de croissance (lactoferrine, IGF1, TGFβ…). La concentration en protéines est 4 fois plus élevée dans le lait de vache que dans le lait humain.  L’α-lactalbumine   est   la   protéine   majeure   du   lactosérum  du  lait  humain.  La  ß-lactoglobuline,  composant  majeur  du  lactosérum  de  lait  de  vache,  est  absente  du  lait  humain. Le lactosérum est le liquide récupéré pendant la fabrication des fromages lors de la coagulation du lait.  La  lactoferrine,  composant  majeur  du  lait  humain,  est  présente  en  quantité  plus  réduite  dans  le  lait  de  vache.

Les protéines des ovoproduits

L’œuf de poule est riche en protéines de bonne qualité (pas d’acides aminés limitants) comme l’ovalbumine, l’ovotransferrine, les lysozymes… Contrairement au jaune, les protéines du blanc d’œuf cru sont mal digérées par l’homme à cause de facteurs antinutritionnels (ovomucoïde = inhibiteurs des protéases pancréatiques) bien que le blanc contienne plus des teneurs en protéines plus élevées que le jaune d’œuf.

Cuire un œuf provoque sa coagulation à cause de certaines protéines aux propriétés gélifiantes : l’ovalbumine et l’ovotransférine et la lipovitelline.

Les protéines végétales

Concernant les céréales (riz, blé, maïs, millet, sorgho), la lysine est le 1er acide aminé limitant, viennent ensuite le tryptophane ou la thréonine. Cela serait dû à la haute teneur en prolamines, des protéines pauvres en lysine. Les céréales présentent ces protéines : albumines, globulines, prolamines, glutélines… Les céréales peuvent également contenir des facteurs anti-nutritionnels: les axolates, les phytates

Pour les pseudo-céréales (quinoa, amaranthe et sarrasin), la teneur en protéine est plus importante que pour le riz. La leucine et la phénylalanine sont les acides aminés les plus abondants dans ces pseudo-céréales et la lysine n’est pas un facteur limitant.

Les légumineuses (pois, féverole, soja, lupin, luzerne) sont riches en arginine, bien pourvues en lysine mais déficientes en méthionine et cystéine.

digestibilité du maïs PDCAAS corn grain
Une alimentation entièrement végétale (ici du maïs) n’apporte pas les acides aminés en quantités adéquates (courbes vertes en-dessous des besoins en rouge) : les quantités de tous les acides aminés essentiels sont insuffisantes à l’exception de la leucine, de la phénylalanine et de la tyrosine. La lysine est l’acide aminé limitant (en quantité la plus basse)

Recommandations

L’ANSES recommande un apport de 0,83 g/kg/j de protéines chez les adultes en bonne santé. Cet apport est augmenté à 1,2 g/kg/j pour les personnes âgées et à 1 g/kg/j chez les femmes enceintes et allaitantes.

Il est recommandé d’associer et varier les sources de protéines végétales et animales dans son menu.

Infographie Equivalence repères où trouver protéiques 20g recommandations F

 

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Sources:

Enquête INCA3 de l’ANSES – https://www.anses.fr/fr/content/etude-inca-3-pr%C3%A9sentation

FAO. Dietary protein quality evaluation in human nutrition 31 March–2 April, 2011 http://www.fao.org/ag/humannutrition/35978-02317b979a686a57aa4593304ffc17f06.pdf

K. Vasal. The role of high lysine cereals in animal and human nutrition in Asia http://www.fao.org/tempref/docrep/fao/007/y5019e/y5019e08.pdf

Ertl et al. An approach to including protein quality when assessing the net contribution of livestock to human food supply. Animal. 2016 Nov;10(11):1883-1889.

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