Définitions

Définition de Dénaturation

DÉFINITION DE DÉNATURATION

En biochimie, la dénaturation est le processus par lequel une macromolécule biologique, acide nucléique ou protéine, perd sa conformation tridimensionnelle normale : les protéines perdent leur repliement et se déplient, les deux brins appariés des duplex d’acides nucléiques se séparent. Cette conformation tridimensionnelle est le plus souvent nécessaire pour que les macromolécules biologiques puissent remplir leur fonction et donc la dénaturation inactive en général ces macromolécules biologiques.

 

DÉNATURATION DES PROTÉINES

La dénaturation d’une protéine correspond à la désorganisation de la structure spatiale sans rupture des liaisons covalentes et en particulier des liaisons peptidiques, car seules les liaisons secondaires sont concernées. La chaîne polypeptidique est alors partiellement ou totalement dépliée.

 

Conséquences de la dénaturation

La dénaturation d’une protéine a le plus souvent plusieurs conséquences importantes :

  • Perte de l’activité biologique. L’activité biologique des protéines, en particulier des enzymes, dépend fortement de l’organisation spatiale des acides aminés qui la compose.
  • Changement des propriétés optiques. Plusieurs caractéristiques peuvent être affectées, l’absorption dans l’UV, la fluorescence et le dichroïsme circulaire. Les deux premiers effets résultent d’un changement de polarité de l’environnement des chromophores comme le tryptophane, qui passent d’un environnement hydrophobe (le cœur de la protéine) à un environnement polaire (le solvant aqueux). Le dernier effet est liée à la perte des structures secondaires, hélices α et feuillets β.
  • Modification de la solubilité. La solubilité dépend de la surface d’interaction entre la protéine et l’environnement aqueux. La modification de la structure spatiale affecte profondément cette surface d’interaction et modifie donc la solubilité. En particulier, des contacts entre zones hydrophobes de la protéine dépliée peuvent conduire à l’agrégation et à la précipitation de la protéine.

 

Les agents dénaturants

Ils sont nombreux et peuvent être soit de nature physique, soit être des agents chimiques.

 

Les agents physiques

  • La température: L’augmentation de la température engendre une agitation thermique des atomes de la molécule. Celle-ci qui provoque une rupture des interactions intermoléculaires, comme les liaisons hydrogène, qui stabilisent la structure spatiale. En effet, les liaisons hydrogène servent à stabiliser les protéines dans une forme tridimensionnelle où elle peut remplir ses fonctions. À haute température, les liaisons hydrogène sont brisées et ne peuvent plus assurer le maintien de la forme de la protéine, qui n’est alors plus fonctionnelle. La plupart des protéines sont ainsi dénaturées à partir de 41 degrés Celsius, ce qui explique la dangerosité chez l’Homme de fortes fièvres. Ce processus est à l’origine de la coagulation de l’ovalbumine, protéine du blanc d’œuf, lorsqu’on fait cuire des œufs.
  • Modification du pH: elle entraîne une modification des charges portées par les groupements ionisables, et altère donc les liaisons ioniques et hydrogènes stabilisant la structure spatiale.
  • Les radiations

 

Les agents chimiques

  • Les agents chaotropiquescomme l’urée ou le chlorure de guanidine. À forte concentration, ces composés fragilisent fortement les liaisons hydrogène (principales liaisons de faibles énergies responsables du maintien des structures secondaires, tertiaires et quaternaires des protéines).
  • Les agents réducteurs de thiolscomme le 2-mercaptoéthanol ou le DTT (Dithiothréitol). Ils permettent la réduction (rupture) des ponts disulfures et peuvent ainsi contribuer à fragiliser la structure tertiaire ou quaternaire des protéines
  • Les bases et les acides, par altération du pH (voir ci-dessus, Agents physiques).
  • Les détergents, par modification de l’interaction avec le solvant aqueux.
  • Les ions de métaux lourds.

 

DÉNATURATION DES ALIMENTS ET DES NUTRIMENTS

 

La Cuisson : comment s’y prendre pour ne pas perdre les nutriments

Meilleure digestibilité des aliments, diversification des textures et exaltation des saveurs… Autant de bénéfices qui feraient presque oublier l’inconvénient majeur de la cuisson : la perte des nutriments des aliments. Alors, comment s’y prendre pour en perdre le moins possible ?

 

La cuisson transforme le profil nutritionnel des aliments

Avant de découvrir les joies du feu et de la cuisson, nos ancêtres consommaient leur nourriture crue, comme le font la totalité des autres animaux. Ils s’exposaient alors à un risque que la cuisson a par la suite considérablement réduit : il s’agit de la contamination des ressources par des micro-organismes. Car lorsqu’on chauffe les aliments, on parvient à détruire les bactéries en provoquant la carbonisation de leur matière organique ou en dénaturant leurs protéines. Ce procédé n’est pas sans conséquence sur l’aliment en lui-même et sa teneur en nutriments s’en trouve modifiée, tout comme l’arôme !

 

Différents types de cuisson

On distingue deux types de cuisson : celles à chaleur humide et celles à chaleur sèche. Les cuissons à chaleur humide nécessitent l’utilisation de l’eau, d’une sauce ou de la vapeur (en papillote, en sauce, bouilli ou poché) tandis que les cuissons à chaleur sèche s’effectuent sans présence d’eau (grillé, rôti, ou frit). Dans tous les cas, les aliments subissent des transformations physiques et chimiques qui font évoluer leur profil nutritionnel. La plupart du temps, ces modifications se font au détriment des nutriments mais il arrive aussi que la cuisson améliore la richesse en antioxydants ou en vitamines de certains aliments !

Malheureusement, l’organisme ne reconnaît plus au goût ce qui est bon pour lui, ce qui fait que nous aimons consommer des aliments grillés ou très cuits (barbecue, friture, etc.) riches en composés nocifs et considérablement appauvris en nutriments.

 

POUR EVITER LA DÉNATURATION DES ALIMENTS – MANGER CRUS !

Encourager la consommation d’aliments crus

La cuisson est une pratique si ancienne dans l’inconscient collectif et si répandue dans les sociétés occidentales, qu’il ne viendrait à quiconque l’idée de considérer ce procédé comme potentiellement néfaste pour l’organisme. Pourtant, les études fleurissent pour souligner les problèmes qu’engendre la cuisson par rapport au crudivorisme, la consommation d’aliments crus.

S’il est vrai que cette pratique alimentaire, peu répandue en France et au Canada, engendre parfois des déficits en vitamines B12, elle semblerait davantage bénéfique pour l’organisme que la consommation d’aliments cuits. Aussi étonnant que cela puisse paraître, de nombreuses études scientifiques mettent en lumière les effets positifs du crudivorisme sur l’évolution d’un certain nombre de maladies chroniques ou mentales et sur l’atténuation de nombreux facteurs de risques impliqués dans les maladies cardiovasculaires. Ces bénéfices ne s’arrêtent pas à la prévention puisque d’autres études ont montré que l’adoption de cette pratique en cas d’arthrite rhumatoïde diminuait les douleurs.

 

Pourquoi la cuisson est-elle néfaste ?

Pendant la cuisson, se forment certains composés : les produits de glycation (aussi appelés les AGE). Toutes les personnes qui se nourrissent de manière classique consomment donc de nombreux AGEs. Or, un certain nombre de liens entre ces AGEs et certaines pathologies ont été établis. On sait par exemple que leur consommation a un impact négatif sur les maladies cardiovasculaires, sur la maladie d’Alzheimer, l’arthrite ou encore le diabète et qu’ils joueraient également un rôle néfaste dans le processus inflammatoire. Certaines études ont même fait état d’un allongement de la durée de vie corrélé à une réduction de la consommation de ces produits de glycation.  Il faut également prendre en compte la perte des nutriments liés à la cuisson : pour des cuissons à haute température, il ne fait aucun doute que la valeur nutritionnelle de l’aliment est considérablement plus basse qu’à l’origine.

Alors faut-il arrêter de manger des aliments cuits ? Évidemment, non ! Il n’empêche que réintroduire des aliments crus dans l’alimentation paraît être un choix de santé.

Parfois, la cuisson des légumes peut réellement améliorer la biodisponibilité de certains nutriments ou réduire l’action de composés néfastes. C’est le cas pour ces 4 types de légumes, qui, évidemment, restent très bon pour la santé lorsqu’ils sont consommés crus : la carotte, la tomate, les légumes crucifères (brocoli, chou, chou-fleur, radis, etc.) et les légumes verts à feuilles (épinards, blettes). Attention : la technique de cuisson va tout de même influer sur la teneur en nutriments ! Au-delà d’un certain seuil, elle va logiquement décroître…

 

Choisir un bon matériel de cuisson pour limiter les pertes de nutriments

Plus la cuisson est longue, plus la valeur nutritionnelle des aliments chute. Voilà pourquoi il est important d’optimiser le temps de cuisson ! Cela passe par l’investissement dans des matériaux de cuisson de qualité.

Pour faire cuire des légumes, mieux vaut privilégier des poêles antiadhésives (avec des couvercles) qui ne nécessitent qu’une très faible quantité de matière grasse et qui réduisent le temps de cuisson grâce à une répartition et une rétention de chaleur optimale. De cette manière, les vitamines sont préservées, les aliments ne risquent pas de coller au fond de la poêle et former des composés toxiques. Il est possible également de mettre un morceau de papier cuisson au fond des poêles en inox : même si cela reste peu pratique, il faut savoir que ce type de poêle dure plus longtemps en moyenne. La terre cuite non vernie, l’acier vitrifié et la céramique sont des choix tout à fait acceptables. En revanche, il est préférable d’abandonner les ustensiles en aluminium qui peut migrer dans les aliments, surtout les plus acides.

 

 

Des poêles antiadhésives : oui mais…

Attention aux poêles antiadhésives ! La plupart d’entre elles contiennent une substance appelée PTFE (polytétrafluoroéthylène), chimiquement non toxique à basse température mais qui le devient à partir de 230°C (une température atteinte après 3 à 5 minutes d’utilisation normale d’une poêle). En raison du cumul de sa toxicité, elle est même classée en Europe comme «substance extrêmement préoccupante » et devrait dans la mesure du possible être remplacée par des molécules alternatives. Elle entre notamment dans le processus de fabrication du Téflon. Soyez donc vigilants : optez pour des poêles et casseroles sans PFOA et sans PTFE, et ne les porter pas à trop haute température (elles ne doivent pas fumer).

 

POUR GARDER LES NUTRIMENTS … tout commence avant la cuisson

La cuisson est importante pour préserver le plus de nutriments possible, mais ce qui précède l’est tout autant. Ainsi, une bonne préparation des aliments est indispensable pour réduire la perte des vitamines avant et pendant la cuisson.

 

Ne pas jurer que par le frais

On le sait, rien n’est plus nutritif qu’un fruit ou un légume fraîchement cueilli et mûri à point. Mais pendant le transport, sur les étalages  ou dans le réfrigérateur, les légumes perdent leurs nutriments et leurs propriétés au fil des jours, si bien que les produits en conserve ou surgelés peuvent parfois être plus riches en nutriments. Les épinards frais perdent par exemple près de 50 % de leur teneur en vitamine B9 au bout d’une semaine ! Les produits surgelés, eux, sont souvent traités dans les heures qui suivent leur cueillette et les nutriments sont scellés par la même occasion.

 

Ne pas trop en acheter à la fois

Pour les mêmes raisons, il faut absolument éviter d’acheter en grande quantité des produits frais qu’on ne pourra pas manger dans la semaine. De plus, le réchauffage d’aliments déjà cuits leur fait encore perdre de précieux nutriments et doit donc être évité au maximum.

 

Ne pas tremper les aliments

Le trempage des fruits et légumes favorise grandement la dissolution des nutriments dans l’eau, même si cela ne dure que quelques minutes. Néanmoins, pour déloger la terre, les pesticides et autres fertilisants, le nettoyage est indispensable. Pour cela, il suffit de passer les produits sous l’eau froide, excepté les fruits et légumes qui possèdent une étiquette (concombres, pommes, oranges, etc.) qu’on lave à l’eau chaude pour dissoudre la cire. Qu’en est-il des petites baies telles que les fraises, les cerises ou les framboises ? Mieux vaut les mettre dans une passoire et plonger celle-ci dans l’eau durant quelques secondes.

 

Ne pas les éplucher trop souvent

Une grande partie des nutriments des fruits et légumes réside souvent dans la pelure ou juste en dessous. Voilà pourquoi, lorsque c’est possible, il est préférable d’éviter de les éplucher ou de ne retirer qu’une mince couche à l’aide d’un couteau éplucheur. De plus, cette pelure exerce un effet de barrière lors de la cuisson et ralentit la perte des nutriments : si elle n’est pas supportée (ce qui est souvent le cas pour les carottes ou les pommes de terre), mieux vaut la peler après la cuisson.

 

CUISSON VAPEUR POUR LIMITER LA DÉNATURATION  ET LA PERTE DES NUTRIMENTS

Les légumes : évitez la cuisson à l’eau, préférez la vapeur

Certains nutriments, et les vitamines plus particulièrement, sont solubles dans l’eau. Ils ont tendance à migrer vers ce milieu si on les plonge dedans : on dit qu’ils sont hydrosolubles. Si on cuit les légumes dans l’eau, une partie des nutriments seront perdus dans l’eau de cuisson.
L’exemple des brocolis, riches en vitamine C, est très parlant : une cuisson à l’eau leur fait perdre plus de 30 % de leur teneur en vitamines C, une cuisson à la vapeur près de 20 % et une préparation au four à micro-ondes la fait descendre sous la barre des 10 % !

Une étude est parvenu à montrer que la cuisson a l’eau entraînait des pertes plus importantes chez les légumes-feuilles (63% de potassium, 59 % de Sodium et 43 % de Magnésium) que la cuisson à la vapeur (17 % de potassium, 17 % de Sodium et 11 % de Magnésium).

 

La cuisson à la vapeur à privilégier

Au quotidien, l’idéal est donc la cuisson vapeur, mais la cuisson à l’étouffée est également envisageable. Celle-ci s’effectue dans un récipient fermé (une casserole couverte par exemple) à feu très doux et n’utilisant que l’eau contenue dans les aliments.

Durant la cuisson, c’est le pourtour de l’aliment qui subit les dommages les plus importants. Au cœur, les modifications nutritionnelles sont moins marquées car la température y est souvent moins élevée. En assurant une chaleur homogène (et en maintenant une température qui n’excède jamais 100°C), la cuisson à la vapeur permet de limiter la destruction des vitamines et la formation de composés toxiques puisqu’il faut moins longtemps pour cuire le cœur des aliments. La cuisson en papillote, qui consiste à placer les aliments dans un contenant hermétique et à placer le tout au four, dans l’eau bouillante ou au four à micro-ondes, est une méthode répandue. Le meilleur produit pour la papillote reste le papier sulfurisé, et non l’aluminium qui peut contaminer les aliments. Par ailleurs, le cuit-vapeur électrique (avec, dans l’idéal, une fonction “vitamines”) est une possibilité intéressante et très pratique contrairement à la cocotte-minute qui dénature les nutriments : l’augmentation de pression qu’elle permet fait monter la température plus haut que 100° C !

 

Varier les cuissons : la meilleure des solutions ?

Si la cuisson à vapeur a plutôt bonne presse en ce qui concerne ses vertus santé, ce n’est pas vraiment le cas à propos du goût des aliments. Contrairement à d’autres techniques de cuisson (grillade ou sauté par exemple), la vapeur ne permet pas la caramélisation et l’apparition de ces succulents composés que sont les corps de Maillard. Ils correspondent à l’action des sucres sur les protéines à haute température, et sont notamment responsables du goût caractéristique des grillades. Le juste milieu entre teneur en vitamines et goût est peut-être à trouver du côté du four à vapeur, même si ce dernier, volumineux et très onéreux, ne constitue pas encore un choix abordable pour tous.

Crû, bouilli, sauté, braisé… Finalement, la variété des cuissons reste probablement la meilleure des garanties pour réussir à jongler entre plaisir et nutrition de qualité !

 

Et en cas de cuisson à l’eau ?

Si vous optez pour une cuisson à l’eau (utile notamment pour cuire de grandes quantités de légumes), récupérez l’eau de cuisson, très riche en nutriments, pour aromatiser des soupes, des sauces ou des bouillons. Il est préférable d’utiliser assez d’eau pour qu’elle se remette à bouillir rapidement après l’ajout des légumes. Ceux-ci gagneraient à être grossièrement coupés (la surface de contact avec l’eau étant plus petite) pour limiter la perte des nutriments : une découpe plus propre est toujours envisageable après cuisson.

Astuce : Plongez les légumes dans l’eau glacée pour arrêter la cuisson et stopper ainsi la perte nutritionnelle qui se poursuit hors du feu. Attention toutefois de ne pas les tremper !

 

La cuisson des viandes : entre plaisir et santé

Aujourd’hui, les risques de contamination des viandes sont minimes mais il persiste néanmoins toujours un risque. Les viandes cuites peuvent contenir des bactéries, des virus ou des parasites qui disparaissent à la cuisson. Chaque été, de nombreuses personnes contractent ainsi le E. coli 0157:H7, une bactérie pathogène présente dans la viande hachée crue ou mal cuite, ou la salmonelle, que l’on trouve parfois dans le poulet cru… La cuisson des viandes est donc fortement recommandée. Mais faut-il préférer certaines cuissons pour améliorer leur profil nutritionnel ?

 

Un équilibre gustatif et nutritionnel à trouver

Des programmes sont aujourd’hui en train de se mettre en place, visant à déterminer les procédés de cuisson qui permettraient d’obtenir une viande à la fois plaisante d’un point de vue gustatif et intéressante sur le plan nutritionnel. L’objectif est d’aboutir à un véritable compromis entre plaisir et santé.

 

Des études ont montré que la cuisson des viandes augmentait la teneur de la majorité des minéraux (fer, zinc, sélénium, phosphore), sauf dans le cas d’une cuisson humide où le sodium, le potassium et le magnésium tendaient à diminuer. Les teneurs en protéines, matières grasses et cholestérol augmentent quels que soient le niveau et le mode de cuisson contrairement aux teneurs en vitamines B1 et B6 (qui sont thermosensibles), qui diminuent pour toutes les cuissons, et notamment pour celles qui sont humides.  Par ailleurs, au-delà de 75°C, les cuissons durables entraînent une augmentation de la teneur en acides gras saturés et une baisse des teneurs en acides gras polyinsaturés, reconnues pour prévenir les maladies cardio-vasculaires.

 

Des cuissons adaptées aux morceaux

De manière générale, la cuisson sèche conduit d’ailleurs à des teneurs plus élevées de la plupart des nutriments par rapport à la cuisson humide en mode braisé par exemple. Le sauter à la poêle (cuisson rapide dans une sauteuse, une poêle ou un wok, et sur un feu vif) semble être la meilleure méthode de cuisson des viandes pour garder le maximum de nutriments. Cela est du aux faibles températures retrouvées au cœur de la viande (de 25 à 60°C). Malheureusement, toutes les viandes ne peuvent pas être cuites de cette manière : les méthodes de cuisson sont souvent adaptées en fonction de la tendreté des morceaux (elle-même fonction de la quantité de collagène). Ce qu’il faut, c’est surtout limiter les très hautes températures de manière à prévenir l’apparition de composés toxiques : les amines hétérocycliques, des composés toxiques qui se forment en cas de viande carbonisée, ou les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) issus du grillage des viandes directement sur flamme. Tous deux sont reconnus pour présenter un risque pour la santé humaine.

 

NOTE ET RÉFÉRENCE

  1.  « Denaturation », sur com, 2016

 

SOURCES

Image Wikipédia
https://fr.wikipedia.org

 

 

 

 

 

 

 

Image Passeportsanté.net
https://www.passeportsante.net

 

 

 

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