Quelle est la place des lipides polaires dans la grande famille des lipides laitiers ?

La matières grasse laitière a ceci de particulier qu’elle est constituée de plus de 400 acides gras (AG) différents. Parmi ceux-ci se trouvent des AG à chaîne courte, qui sont saturés mais métabolisés rapidement et facilement utilisés comme source d’énergie. On trouve également des AG insaturés particuliers comme les CLA (acides gras conjugués de l’acide linoléique) ou l’acide palmitoléique. Les AG saturés à chaîne impaire, notamment C15:0 (acide pentadécanoïque) et C17:0 (acide heptadécanoïque), sont très spécifiques de la matière grasse laitière : doser la quantité de ces AG dans le sang est un biomarqueur pertinent de la consommation de produits laitiers, en proportion de ce qui est consommé, ce qui en fait un indicateur plus précis que les enquêtes de consommation alimentaire. Des études ont d’ailleurs montré que les personnes qui ont des quantités plus importantes de ces AG dans le sang ont moins de risque de maladies cardio-vasculaires. Ces facteurs, en particulier la grande diversité des AG laitiers, ont concouru à la réhabilitation de la matière grasse laitière ces dernières années.

Mais il est important de se rappeler que la matière grasse ne se résume pas à des acides gras. Ces AG sont rarement sous forme libre, ils se présentent à plus de 95 % sous forme de triglycérides, c’est-à-dire par groupes de trois liés par un glycérol. Dans le lait, cette matière grasse laitière est en suspension sous forme de globules gras, des gouttelettes d’émulsion microscopiques. Ces dernières sont entourées d’une couche particulière, une membrane biologique riche en lipides polaires. Ces phospholipides présentent deux côtés, l’un avec une affinité pour l’huile (lipophile) et l’autre pour l’eau (hydrophile), ce qui permet de stabiliser les gouttelettes. Jusqu’à récemment, ces lipides polaires, qui représentent 1 % seulement de la matière grasse laitière totale, ont été peu considérés. Ils ne sont d’ailleurs pas comptabilisés dans les tables diététiques, alors que les lipides polaires sont en fait bioactifs et peuvent générer des dérivés avec des fonctions biologiques.

Pouvez-vous nous en dire plus sur la genèse du projet VALOBAB (voir aussi la Carte d’identité du projet ci-après)?

A la fin des années 2000, la qualité et la durabilité des ingrédients utilisés dans les aliments transformés ou formulés (gâteaux, margarines…) sont devenues des préoccupations grandissantes et, plus récemment, les émulsifiants ont été pointés du doigt. Il a premièrement été démontré que les émulsifiants synthétiques comme la carboxymethylcellulose  (E466) altèrent l’intestin et augmentent l’insulino-résistance (précurseur du diabète) en perturbant le microbote intestinal. En deuxième lieu, une alternative d’origine naturelle, la lécithine de soja (E322), qui figure parmi les additifs les plus couramment utilisés comme émulsifiants, pose question quant à la durabilité et l’acceptabilité de leur système de production : OGM, déforestation, approvisionnement lointain… D’où la réflexion menée sur la recherche d’alternatives plus éco-responsables et plus locales, avec l’idée que les lipides polaires pourraient remplir ce rôle d’émulsifiant.

D’autre part, des études internationales ont commencé à s’intéresser aux possibles atouts nutritionnels du babeurre et/ou de ses composants dans l’amélioration des profils lipidiques sur des modèles animaux. Dans les années 2000, des études ont montré l’intérêt du babeurre dans la régulation du métabolisme du cholestérol chez le modèle rongeur : la sphingomyéline, qui représente plus de 25 % des lipides polaires laitiers, a en effet la capacité de réduire l’absorption intestinale du cholestérol et de diminuer son stockage dans le foie des animaux. Dans d’autres travaux chez l’humain, les chercheurs ont mis en évidence que, comparativement à une boisson enrichie en triglycérides, une boisson enrichie en babeurre n’entraînait pas d’altération du profil lipidique circulant, sans pour autant montrer d’amélioration.

Lorsque l’ANR (agence nationale de la recherche) a publié un appel d’offres sur la valorisation des coproduits du lait, il nous a semblé opportun, du point de vue scientifique, d’étudier les propriétés fonctionnelles (technologiques, nutritionnelles) de ces lipides polaires à travers le babeurre, qui est l’ingrédient laitier qui en contient le plus. Le babeurre est le coproduit de la fabrication du beurre, c’est-à-dire la partie essentiellement liquide qui se sépare du beurre lors du barattage de la crème. En Europe et en France, contrairement à l’Inde par exemple, il est très peu valorisé voire sous-valorisé (en alimentation animale) malgré les bénéfices santé qui lui sont traditionnellement attribués dans d’autres pays et ce alors que la France en est le premier producteur européen. Cette question de recherche nous a amenés à monter ce projet collaboratif qui a intéressé l’interprofession laitière (CNIEL) qui a accepté d’être partenaire du projet.

Sous quelle forme le babeurre a-t-il finalement été étudié ?

Lors du montage du consortium en 2010, nous avons souhaité étudier les bénéfices santé avec une étude d’intervention nutritionnelle chez une population à risque cardiovasculaire : celle de femmes ménopausées en surpoids avec un bilan lipidique défavorable mais non pathologique (pas assez de cholestérol HDL (« bon » cholestérol) et trop de LDL (« mauvais » cholestérol)). Il nous semblait important d’étudier l’effet matrice, en incorporant les lipides polaires à l’alimentation et non pas sous forme de « dose » de supplémentation. Avec les partenaires du consortium, nous avons donc choisi la matrice du fromage à tartiner, avec 3 produits isolipidiques à 13 g / 100 g de fromage : soit 13 g de triglycérides (beurre anhydre), soit 10 g de triglycérides + 3 g de lipides polaires, soit 8 g de triglycérides + 5 g de lipides polaires. Ces produits ont été élaborés par ACTALIA Produits Laitiers sur la base du cahier des charges établi avec les partenaires scientifiques de la nutrition/santé, CarMeN à Lyon et l’UNH à Clermont-Ferrand.

Le fait de pouvoir aller jusqu’à 5 g de lipides polaires a été possible grâce à la mise au point par l’UMR STLO de l’Inra d’un procédé de concentration permettant d’aller au-delà des 3 g habituellement étudiés. Cela nous a permis une approche « bénéfice-risque » afin de vérifier que des doses supérieures à 3 g, qui sont encore plus au-delà des doses alimentaires classiques, étaient sans risque pour la santé.

Quels résultats avez-vous obtenus sur la santé des sujets testés ?

A l’issue de cette étude randomisée, multicentrique et en double-aveugle,  réalisée aux CRNHs Rhône-Alpes et Auvergne, les résultats étaient formels : plus les volontaires avaient consommé de lipides polaires, plus la diminution du LDL-cholestérol était importante et plus le rapport ApoB/ApoA1 (un autre indicateur important du risque cardio-vasculaire) était réduit.

Ces résultats sont d’autant plus intéressants que, selon les analyses de l’Iterg, les produits les plus riches en lipides polaires laitiers étaient également ceux qui apportaient le plus de cholestérol alimentaire : 40 mg pour le groupe témoin, 80 mg pour le groupe à 3 g de lipides polaires, 120 mg pour le groupe à 5 g. Il s’agit d’une preuve que le cholestérol alimentaire, associé à sa matrice alimentaire et à des lipides polaires d’intérêt, n’a pas d’impact délétère sur le cholestérol circulant. Nous avons même observé que les participantes du groupe qui ont reçu le fromage à tartiner le plus riche en lipides polaires (5 g par jour) ont vu leur taux de LDL-cholestérol diminuer de 8,7 % en un mois, et cela sans effet secondaire, un aspect parfois critique avec les margarines « anti-cholestérol ».

Avez-vous investigué les mécanismes d’action de ces lipides polaires ?

Tout à fait. Les effets physiologiques sont liés au devenir des lipides polaires dans l’intestin. L’UMR MEDIS de Clermont-Ferrand a étudié le microbiote des volontaires, qui n’a pas été altéré par l’intervention nutritionnelle. L’analyse des selles après l’étude a montré une augmentation de l’excrétion fécale du coprostanol,  un composé issu de la dégradation du cholestérol par certaines bactéries intestinales et qui est associé à des bénéfices santé, dont une moindre concentration sanguine de cholestérol LDL. Pour étudier les aspects mécanistiques, 4 volontaires porteurs d’une poche d’iléostomie sont venus au CRNH afin de consommer alternativement les 3 fromages enrichis ou non en lipides polaires. L’étude des métabolites non absorbés par l’intestin grêle a montré une très nette augmentation de la quantité de sphingomyéline et de cholestérol non digéré. Nous avons ainsi estimé que 20 % de la sphingomyéline laitière ainsi ingérée n’est pas digérée ; l’affinité de la sphingomyéline pour le cholestérol étant bien connue, on voit ainsi qu’elle contribue à capter le cholestérol alimentaire et endogène, cette moindre absorption intestinale permettant ainsi l’augmentation de la conversion dans l’intestin par les bactéries.

Sur le volet substitution des émulsifiants, quels ont été les résultats ?

Il serait vraiment intéressant de valoriser les propriétés fonctionnelles des concentrés de babeurre pour remplacer certains additifs émulsifiants. Par exemple, les fabricants de beurre allégé (40 ou 60 % de matières grasses) recourent généralement à des émulsifiants comme les mono- et diglycérides d’acides gras  (E471) ou le PGPR (E476) afin de stabiliser les produits et d’éviter une exsudation d’eau qui cause des problèmes de qualité perçue par les clients. Dans des essais menés par l’ENILIA-ENSMIC, le babeurre concentré a montré d’excellentes capacités émulsifiantes avec une meilleure stabilité et un meilleur goût du beurre allégé que les produits avec des émulsifiants de synthèse, tout en étant « clean label ». Il faudrait tester ce rôle d’émulsifiant dans d’autres matrices produits, mais il semble en tout cas déjà prometteur et pertinent dans un contexte de réduction des additifs alimentaires synthétiques ou peu durables dans les produits transformés.

Quelles perspectives identifiez-vous suite à ces travaux ?

Nous avons volontairement testé l’intérêt du babeurre à des doses plus élevées en lipides polaires qu’en consommation courante, mais nos résultats permettent d’imaginer une étude d’intervention clinique portant sur des quantités moins élevées de lipides polaires, administrées à des populations à risque, sur plusieurs semaines. Il serait utile de tester également des populations différentes, par exemple des diabétiques. Je pense également qu’ils légitiment d’étudier l’intérêt nutritionnel de la consommation de produits laitiers entiers sur du long terme, vu le bénéfice observé sur le métabolisme du cholestérol. Cela va dans le sens de l’histoire de la nutrition avec une vision plus holistique de l’alimentation, sans toutefois encourager une surconsommation de produits laitiers.

Question subsidiaire à vos travaux, les lipides polaires sont-ils aussi présents dans le lait maternel ? Leur rôle a-t-il été étudié ?

Il existe un réel intérêt de la recherche internationale sur le sujet dans le domaine de la nutrition infantile mais plutôt sur le volet de formules infantiles. On constate que l’évolution au fil des années des formules infantiles, liée à la qualité et à la composition des produits, pour se rapprocher de la qualité nutritionnelle du lait maternel (protéines, probiotiques, acides gras oméga 3…), a mené à une végétalisation de ces formules. En effet, elles contiennent généralement des protéines laitières auxquelles sont ajoutées des mélanges de matières grasses (palme, tournesol, colza, soja) afin d’obtenir un profil en AG pertinent, mais qui oublie les autres composants gras du lait (dont les lipides polaires), pour lesquels la matière grasse laitière me semble plus avantageuse. Il manque notamment le cholestérol présent dans le lait maternel, qui a été associé à des bénéfices : une étude a mis en évidence que des adolescents allaités exclusivement durant les 3 premiers mois de leur vie avaient un meilleur profil lipidique (moins de cholestérol total, moins de LDL) 17 ans plus tard. Etant donné que le bébé allaité reçoit les membranes de cellules de sa mère par l’intermédiaire de la membrane des globules gras du lait maternel, riche en lipides polaires, je pense qu’il y a encore beaucoup de découvertes à faire sur leur rôle pour les enfants allaités.

Propos recueillis par Clarisse LEMAITRE, Foodinnov Nutrition

*Unité CarMeN : Cardiovasculaire, Métabolisme, Diabétologie et Nutrition

Référence principale : Vors C, Joumard-Cubizolles L, Lecomte M, et al. Milk polar lipids reduce lipid cardiovascular risk factors in overweight postmenopausal women: towards a gut sphingomyelin-cholesterol interplay. Gut 2020;69:487-501. (open access)

Autres références bibliographiques :

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Chassaing B , Koren O , Goodrich JK , et al. Dietary emulsifiers impact the mouse gut microbiota promoting colitis and metabolic syndrome. Nature 2015;519:92–6.

L.L. Hui, Man Ki Kwok, E. Anthony S. Nelson, So Lun Lee, Gabriel M. Leung, C. Mary Schooling. Breastfeeding in Infancy and Lipid Profile in Adolescence. Pediatrics, May  2019, 143 (5) e20183075; DOI: 10.1542/peds.2018-3075

Ohlsson L, Burling H, Nilsson A. Long term effects on human plasma lipoproteins of a formulation enriched in butter milk polar lipid. Lipids Health Dis. 2009;8:44. Published 2009 Oct 16. doi:10.1186/1476-511X-8-44