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L’Unité « Biopolymères, Interactions, Assemblages » est structurée autour de trois objectifs finalisés majeurs pour le secteur agro-alimentaire :

1. le contrôle de la qualité des productions végétales issues des plantes de grande culture pour répondre aux différents usages (alimentaires et non-alimentaires) dans un contexte d’agriculture durable et de changement climatique ;
2. le développement de matériaux bio-sourcés et d’aliments fonctionnels dans une perspective d’éco-conception ;
3. l’amélioration de la valeur «santé » des aliments par une meilleure prise en compte des relations structure de la matrice – propriétés sensorielles et nutritionnelles.

Pour relever ces défis, BIA développe sur les biopolymères (amidon, protéines, polysaccharides de la paroi végétale) et les lipides, trois thèmes de recherche selon une approche intégrative de l'aval vers l'amont et multi-échelle. Par cette approche l'unité prend mieux en compte la complexité des systèmes réels, matériaux biologiques ou produits transformés:

- Thème 1 : Assemblage des biopolymères dans les organes végétaux au cours du développement ; analyse de la variabilité pour contrôler les propriétés d’usages. Ces recherches sont engagées en collaboration avec les généticiens et les biologistes sur la compréhension des mécanismes d’assemblage des biopolymères (paroi végétale, grain d’amidon, protéines de réserve) dans les graines (blé, Brachypodium…) et les fruits (tomate, pomme…). Elles visent l’identification des variables clés qui contrôlent les propriétés d’usages de ces ressources agricoles. Une stratégie de criblage chimique et structural est développée en utilisant une approche de phénotypage haut-débit.

- Thème 2 : Assemblages et propriétés des matrices alimentaires et matériaux biosourcés. Ce thème de recherche a pour objet la compréhension des mécanismes d’assemblages des biopolymères extraits des ressources agricoles, intervenant dans les processus de préparation d’aliments et de matériaux dont on veut contrôler les propriétés et la fonctionnalité. Dans le cas des matériaux, l’objectif est de contrôler l’architecture en exploitant au mieux les spécificités structurales des biopolymères (exemple : amidon à mémoire de forme) et en intégrant dans les procédés de préparation des assemblages les technologies utilisées en nanosciences (microfluidique, micro et nano patterning).

- Thème 3 : Les structures, facteurs clé des aliments « santé » : réactivité, bioaccessibilité des nutriments et micronutriments et des allergènes alimentaires La dynamique (mobilité), la réactivité et l’allergénicité des biomolécules au cours de l’itinéraire de l’aliment, en incluant les phases de digestion, sont reliées aux différentes échelles de structure, moléculaire et supramoléculaire, et à l’organisation macroscopique dans les matières premières et/ou les matrices alimentaires. L’approche scientifique s’appuie à la fois sur l’étude d’aliments modèles (émulsions, mousses, gels incluant des lipides…) et d’aliments réels (ovoproduits, produits laitiers, céréaliers…). De nouvelles approches sont engagées (masticateur virtuel, digesteurs in vitro) pour étudier la dynamique des molécules et des structures en condition simulées de digestion. Ces données de digestion simulée in vitro sont validées in vivo en collaboration avec des nutritionnistes et des immunologistes.