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Comment évaluer la qualité des protéines

La nutrition peut sembler compliquée. Vous avez déjà eu à vous soucier d’avoir assez de protéines dans votre alimentation ? devriez-vous vous assurer maintenant que vous n’avez que des protéines de qualité ?

Plusieurs échelles ont été mises au point pour évaluer les protéines en fonction de leur biodisponibilité respective et, plus récemment, de leur profil en acides aminés. Ces échelles peuvent vous aider à guider votre choix de protéines, dans la mesure où vous comprenez leurs principes et leurs limites.

Et qu’est-ce qui fait une « protéine de qualité » de toute façon ?

Différentes échelles ont été développées pour répondre à cette dernière question. Elles évaluent et classent les protéines en fonction de deux critères : la biodisponibilité et le profil des acides aminés.

1. Biodisponibilité

La valeur biologique (VB), l’utilisation nette de protéines (NPU) et l’équilibre d’azote (NB) sont des échelles de protéines qui utilisent des mesures de l’azote. Elles mesurent la quantité d’azote excrétée, calculent la quantité de protéines que cela représente et comparent ce chiffre à la quantité de protéines ingérées. De cette façon, elles déterminent la biodisponibilité de la protéine.

Les trois échelles sont fondées sur deux hypothèses, qui ont toutes deux, été contestées : premièrement, que les protéines alimentaires sont la seule source d’azote de l’organisme ; deuxièmement, que toutes les protéines non excrétées ont été utilisées pour fabriquer des protéines corporelles.

En réalité, une partie des protéines que nous ingérons peut être convertie en glucose, surtout si la digestion de la protéine est rapide et que les réserves de glycogène du corps sont faibles, et certaines peuvent être fermentées par notre microbiote, surtout si la digestion de la protéine est lente.

L’échelle de valeur biologique est encore utilisée aujourd’hui, mais surtout dans le marketing et dans les médias, il est donc nécessaire de la mentionner malgré son obsolescence.

L’échelle officielle actuelle, utilisée notamment par la FDA, est le Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score (PDCAAS), qui prend en compte non seulement la biodisponibilité d’une protéine mais aussi son profil en acides aminés.

Une protéine est considérée comme hautement biodisponible si elle est facile à digérer, à absorber et (après conversion en ses acides aminés constitutifs) à transformer en autres protéines.

Certaines échelles d’évaluation des protéines, comme l’échelle de valeur biologique, classent les protéines uniquement en fonction de leur biodisponibilité.

2. Profil des acides amines

Les protéines sont composées d’acides aminés, dont certains peuvent être synthétisés par l’organisme et d’autres non. Celles dont vous avez besoin ne peuvent pas encore être synthétisés, et celles qui doivent donc être ingérés sont appelés acides aminés essentiels (AAE). Parmi celles-ci, les acides aminés à chaîne ramifiée (AACR) sont essentiels pour vos muscles, la leucine étant particulièrement anabolique

Acides aminés : Besoin des adultes et teneur en acides aminés
Acide aminé Mg / kg /jour * Mg/g de protéine
Besoins Lait Pois Riz Soja Whey
Histidine 10 15 30 17 24 26 21
Isoleucine 20 30 50 54 40 43 59
Leucine 39 59 97 97 88 80 116
Lysine 30 45 80 83 33 60 102
Methionine 10 16 27 5 29 10 23
Cystine 4 6 9 14 17 12 20
Methionine + cysteine 15 22 30 8 39 14 36
Phenylalanine + tyrosine 25 30 99 94 111 90 66
Threonine 15 23 47 43 38 37 76
Tryptophane 4 6 13 11 14 13 20
Valine 26 39 58 81 55 44 58
* Milligrammes (d’un acide aminé donné) par kilogrammes (de poids corporel) par jour

Sources : Proteins and Amino Acid Requirements in Human Nutrition, page 245, table 49 (World Health Organization 2007) ; Douglas Kalman, “ Amino acid composition of an organic brown rice protein concentrate and isolate compared to soy and whey concentrates isolates” (Foods, 2014 Jun) ; Stefan Gorissen et al., “Protein content and amino acid composition of commercially available plant-based protein isolates” (Amino Acids, 2018 Aug);

Une protéine est dite complète lorsque, proportionnellement à sa teneur globale en acides aminés, elle contient suffisamment de chaque AAE (comme indiqué dans la colonne « mg/g de protéine » du tableau ci-dessus). Le principal avantage des protéines animales est que la plupart sont complètes.

La plupart, mais pas toutes. Prenez les poudres de protéines de bœuf : vous pourriez supposer qu’elles sont faites de viande, c’est-à-dire de muscles de l’animal, alors que la plupart sont en fait issues de collagène bouilli de la peau, des os et autres tissus conjonctifs de l’animal.

Maintenant, le collagène alimentaire est loin d’être inutile ; il a été démontré qu’il favorise la santé de la peau et des articulations, et il favorise probablement la santé des os aussi ; mais ce n’est pas une protéine complète.

Riche en glycine et en proline mais pauvre en BCAA, ce n’est pas une bonne source primaire de protéines et ce n’est probablement pas le meilleur constructeur musculaire (même si elle a montré des bienfaits chez des femmes âgées ayant un régime pauvre en protéines et des hommes âgés).

Inversement, la plupart des protéines végétales sont incomplètes, mais selon le tableau ci-dessus, les protéines du soja, du pois et du riz sont presque complètes : le riz est relativement pauvre en lysine ; le soja et le pois, en méthionine.

Bien sûr, les protéines incomplètes peuvent se compléter les unes les autres – c’est le cas des protéines provenant d’aliments et de suppléments. Le profil en acides aminés d’un mélange de protéines de pois et de riz à 70:30 est semblable à celui du lactosérum.

Hélas, les poudres de protéines de soja et de pois sont habituellement très riches en sel.

Le sel est utilisé dans le processus de fabrication des poudres de protéines de soja et de pois, et il ne peut pas être entièrement éliminé par lavage.

Vérifiez l’étiquette de votre poudre de protéines de soja ou de pois pour vous assurer de ne pas dépasser votre apport maximal tolérable en sel (sodium) pour la journée : 2,3 g pour la plupart des adultes.

Bien que le pois et le riz gagnent en popularité, seuls ou en combinaison, le soja est toujours la source végétalienne de protéines en poudre la plus populaire.

Sur l’échelle du PDCAAS, les isolats de protéines de soja obtiennent un score entre 0,9 et 1,0, de sorte qu’à première vue, ils semblent être les égaux de toute protéine animale. Cependant, c’est parce que l’échelle PDCAAS tronque tout nombre supérieur à 1.

Autrement, l’isolat de protéine de lactosérum pourrait obtenir une note supérieure à 1,12.

Une protéine alimentaire est considérée comme complète si elle contient suffisamment de chacun des acides aminés dont votre corps a besoin mais qu’il ne peut synthétiser. Certaines échelles d’évaluation des protéines, comme l’échelle PDCAAS, classent les protéines en fonction non seulement de leur biodisponibilité mais aussi de leur profil en acides aminés.

3. Le monde réel

L’échelle PDCAAS a remplacé l’échelle de la VB, non pas parce qu’elle est plus précise, mais parce qu’elle est plus pertinente : elle évalue les protéines non seulement en fonction de leur biodisponibilité, mais aussi en fonction du profil des acides aminés, afin de mieux refléter les besoins humains. Mieux, mais pas parfaitement, c’est pourquoi l’Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture a déjà proposé de le remplacer par une autre échelle : le Digestible Indispensable Amino Acid Score (DIAAS).

Les deux échelles diffèrent notamment par l’endroit où l’échantillon est prélevé. Pour déterminer le PDCAAS d’une protéine, vous analysez les selles. Pour déterminer le DIAAS d’une protéine, on analyse le contenu de l’iléon.

En d’autres termes, le PDCAAS examine la quantité de protéines qui a été absorbée après son passage dans l’intestin grêle et le gros intestin, tandis que le DIAAS examine la quantité de protéines qui a été absorbée après qu’elle ait quitté l’intestin grêle.

Les aliments que vous ingérez passent par l’intestin grêle avant de passer par le gros intestin, où se trouve la plus grande partie du microbiome de votre intestin (la bactérie qui habite votre intestin).

Comme ce microbiome peut utiliser des acides aminés et des peptides que vous n’avez jamais absorbés vous-même, le PDCAAS peut surestimer la biodisponibilité d’une protéine.

L’échelle DIAAS permet de surmonter ce problème.

Scores DIAAS et PDCAAS de protéines variées
Protéine poudre DIAAS PDCAAS
Protéine de lait concentré 1.18 1.00
Protéine Whey isolate 1.09 1.00
Protéine Whey concentré 0.973 1.00
Protéine soja isolate 0.902 0.99
Protéine pois concentré 0.822 0.893
Protéine riz concentré 0.371 0.419

Source : Shane Rutherfurd et al., « Protein Digestibility-Corrected Amino Acid Scores (PDCAAS) and Digestible Indispensable Amino Acid Scores (DIAAS) differentially describe protein quality in growing male rats (J Nutr, 2015 Feb)

L’échelle DIAAS, cependant, n’aborde pas le principal problème de toutes les échelles d’évaluation des protéines, à savoir que, même lorsqu’elles tiennent compte de la biodisponibilité, du profil des acides aminés et de la digestibilité iléale, et même si elles tiennent compte de la gluconéogenèse, de la vitesse de digestion et des effets de l’exercice sur les protéines endogènes (c’est-à-dire les muscles), elles ne reflètent toujours pas la réalité.

Les essais doivent éliminer les facteurs de confusion, de sorte qu’un sujet n’est nourri qu’avec un seul type de protéines, et ce, à jeun.

Mais quand mangez-vous un seul type de protéines sur une journée entière ? Et, sauf peut-être au petit-déjeuner, quand est-ce que l’estomac est vraiment vide ? D’autres composants alimentaires, comme les fibres et les anti-nutriments (inhibiteurs de la trypsine, tanins, etc.), peuvent tous affecter la quantité de protéines que vous absorbez.

L’évaluation de chaque protéine isolément ne reflète pas la vie réelle. Vous n’avez pas besoin de chaque protéine que vous ingérez pour être complet ; dans une alimentation équilibrée, les protéines incomplètes, riches et pauvres en différents acides aminés, peuvent se compléter (surtout lorsqu’elles sont consommées à peu près en même temps).

Mais l’évaluation d’une protéine peut être l’un des critères que vous prenez en compte lors du choix d’une protéine en poudre (avec le prix, la mixabilité, la vitesse de digestion, etc.).

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RÉFÉRENCES

Macfarlane GT, Macfarlane S. Bacteria, colonic fermentation, and gastrointestinal health . J AOAC Int. (2012)

MacLean DA, Graham TE, Saltin B. Branched-chain amino acids augment ammonia metabolism while attenuating protein breakdown during exercise . Am J Physiol. (1994)

EASTOE JE. The amino acid composition of mammalian collagen and gelatin . Biochem J. (1955)

Hays NP, et al. Effects of whey and fortified collagen hydrolysate protein supplements on nitrogen balance and body composition in older women . J Am Diet Assoc. (2009)

Zdzieblik D, et al. Collagen peptide supplementation in combination with resistance training improves body composition and increases muscle strength in elderly sarcopenic men: a randomised controlled trial . Br J Nutr. (2015)

Rutherfurd SM, et al. Protein digestibility-corrected amino acid scores and digestible indispensable amino acid scores differentially describe protein quality in growing male rats . J Nutr. (2015)

Mathai JK, Liu Y, Stein HH. Values for digestible indispensable amino acid scores (DIAAS) for some dairy and plant proteins may better describe protein quality than values calculated using the concept for protein digestibility-corrected amino acid scores (PDCAAS) . Br J Nutr. (2017)

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