Un peu de biochimie au service des glucides

Pour comprendre ce que sont les glucides, il faut encore une fois exploiter les données chimiques des glucides pour comprendre leur effet au niveau macroscopique.

1. L’ose : l’unité structurale des glucides

La plus petite unité structurale des glucides est l’ose. Un ose est composé :
– d’atomes de carbone (C)
– d’atomes d’hydrogène (H)
— d’atomes d’oxygène (O).

Un ose est un polyalcool comportant une fonction aldéhydique (fonction pseudo-aldéhydique, car l’oxygène de l’aldéhyde est impliqué dans la forme cyclique de l’ose) ou cétonique.

Selon le nombre de carbones, on aura des trioses (3 carbones), pentoses (5 carbones), hexoses (6 carbones)…

Les oses ont le pouvoir de dévier la lumière polarisée, ce qui leur confère des propriétés spécifiques. Les oses que nous consommons dévient la lumière à droite, ce sont des « D-oses ».

Les principaux oses que l’on retrouvera, dans l’organisme ou dans l’alimentation, sont représentés dans le tableau suivant.

2. Les oligosides

La liaison osidique résulte de la condensation de deux oses avec élimination d’une molécule d’eau. Cette liaison glycosidique forme ainsi des molécules plus ou moins longues. On les classe selon le nombre d’oses constitutifs :
– De 2 à 10 résidus d’oses : oligosides ou oligo-holosides
– Plus de 10 résidus d’oses : polyosides.

Si seuls des oses constituent l’oside, on a un holoside. Sinon, nous aurons un hétéroside.

Les principaux osides sont donnés dans le tableau 2 :

Il existe des quantités importantes de glucides, plus ou moins complexes et avec des liaisons parfois différentes entre eux. De fait, lorsque nous consommons un sucre, sa digestion ne sera pas la même car des enzymes spécifiques viendront scinder les liaisons spécifiques d’un sucre à l’autre. Et cela aura toute son importance (cf. infra avec les fibres) !

Remarque : Les termes « sucre » et « sucres » peuvent, avoir des définitions très différentes selon leur contexte d’utilisation. Dans le langage courant, « sucre » est synonyme de saccharose. Il peut également être utilisé pour un petit ose. Le terme « sucre » est également utilisé improprement pour qualifier le glucose dosé dans le sang. Parfois, le terme « sucres » est utilisé improprement pour désigner tous les glucides. Donc selon le contexte dans lequel on est, le terme sucre(s) ne désignera pas le même glucide !

3. Les hétérosides

Ceux-là sont composés d’une partie glucidique et d’une partie non glucidique (fraction aglycone). Cela donne une liaison hétéroside. Citons par exemple les nucléosides formant l’ARN ou ADN.

4. Les polyols

Les polyols sont des dérivés hydrogénés des glucides : ce sont des sucres-alcool de par leur composition chimique. Plus couramment, on parle d’édulcorants qui existe :
– Soit à l’état naturel dans les fruits (sorbitol),
– Soit produit de façon synthétique : on réalise une hydrogénation d’une fonction chimique du glucide (on hydrogène la fonction réductrice du glucide).

Sucrette, aspartame, stévia… Edulcorants : à quoi servent-ils ? Sont-ils nos amis ?

L’intérêt  de ces sucres en alimentation est important :
–  ils ont un pouvoir sucrant inférieur à celui du saccharose
– Leur réaction de dissolution est une réaction endothermique : elle donne une sensation de fraîcheur
– Ils ne donnent pas de caries.

Néanmoins, à forte doses (supérieure à 20 g/j), ils induisent maux de ventre, flatulences et parfois même des diarrhées.

Parmi ces polyols, citons en quelques-uns : sorbitol, mannitol, xylitol, lactitol, aspartame, etc…

Dans la famille FODMAPs, on demande la lettre P comme Polyol !

5. Les fibres

Impossible d’aborder les glucides sans citer les fibres ! Composants de la paroi des cellules végétales, les fibres alimentaires ont diverses propriétés santé qui justifient leur consommation (presque) sans modération !

Pour enfin tout savoir et tout comprendre sur les fibres : 

Tout savoir sur les fibres alimentaires

II. Les glucides dans l’alimentation

1. Le rôle des glucides

Les glucides sont indispensables à notre alimentation. Ils ont en effet plusieurs rôles :
– Ils ont avant tout un rôle énergétique : 1 g de glucides fournit 17 kiloJoules, soit 4 kilocalories.
– Ils ont un rôle de structure : les hétérosides sont présents dans de nombreux tissus conjonctifs qui structurent l’organisme
– Ils permettent une épargne protéique : apportés en quantités suffisantes, les glucides permettront d’assurer leur rôle premier et donc de limiter l’utilisation des protéines à des fins énergétiques.

2. Notion d’index glycémique

L’index glycémique, ou indice glycémique, est un outil incontournable quand on parle de glucides. Il définit le pouvoir hyperglycémiant d’un aliment glucidique. Cela a l’intérêt de comparer les aliments entre eux. On classe ainsi les aliments glucidiques en fonction de cet index :
– Aliments à index glycémique bas (IG < 50)
– Aliments à index glycémique moyen (50 < IG< 74)
– Aliments à index glycémique élevé  (IG > 75).

Il existe de nombreuses documentations sur cet index, ou des tableaux qui résument les index glycémiques pour chaque aliment. N’hésitez pas à les consulter.

100 aliments et leur indice glycémique (IG) pour que vous puissiez vous concocter des repas à IG bas !

Plusieurs facteurs viennent varier cet index glycémique :
1 – La nature du sucre de l’aliment : le glucose a un IG élevé, ce qui n’est pas le cas du fructose

2 – La composition du sucre : l’amidon est formé de chaîne d’amylose et d’amylopectine. Plus la proportion d’amylose est élevée, plus l’iG est bas.

3 – La gélatinisation de l’amidon (formation d’empois à température élevée) augmente l’IG

4 – La nature de l’aliment en lui-même :
• La structure : les protéines des céréales diminue l’IG
• Les écorces des légumes secs ou des céréales complètes non concassées diminuent également l’IG
• Le broyage, mixage ou passage à l’état liquide augmentent l’IG

5 – La composition de l’aliment ou du repas dans lequel se situe l’aliment glucidique :
• Les lipides diminuent l’IG
• L’acidité  diminue l’IG (ajout de vinaigre, ou le levain qui augmente la présence d’acides organiques dans le pain)
• Certaines fibres diminuent l’IG.

6 – Les procédés de fabrication : les céréales du petit-déjeuner en flocons ou en pétales, les pétales soufflés : tous les procédés industriels pour obtenir le produit final augmentent l’IG.

Cet index glycémique est controversé. Pas toujours reproductible, il ne reflète pas la réalité quand nous consommons un ensemble d’aliments (il ne prend pas en compte les interactions du repas). Néanmoins, son intérêt a été démontré pour équilibrer un diabète en utilisant des aliments à index glycémique bas.

3. La charge glycémique

L’index glycémique nous renseigne sur la vitesse de métabolisation du glucide, mais pas sur la quantité de glucides que renferme l’aliment. Pour cela, la charge glycémique sera intéressante car elle prendra en compte à la fois l’index glycémique et la teneur en glucides de l’aliment. La charge glycémique s’obtient en multipliant l’IG d’un aliment par la quantité de glucides par d’une portion divisée par 100 :

CG = IG  x quantité de glucides d’une portion de l’aliment / 100

On définit alors 3 catégories :
– CG élevée > 20
– CG modérée comprise entre 11 et 19
– CG bas < 10

4. Glucides et hygiène dentaire

Le processus cariogène résulte de l’attaque de l’émail des dents par des bactéries présentes dans la bouche. Cette attaque est liée à la fermentation des glucides fermentescibles par ces bactéries, ce qui conduit à la formation d’acides qui sont néfastes pour l’émail dentaire.

Tous les glucides n’ont pas le même pouvoir cariogène. Parmi les plus « dangereux », citons le saccharose, le glucose, le fructose ou le lactose (dans une moindre mesure). En revanche, les polyols ne provoquent pas de caries.

5. Recommandation diététique

a. Les sources alimentaires des glucides

Les principales sources alimentaires des glucides sont :

– Les fruits (12 % de glucides en moyenne dans un fruit)
– Les légumes (5 % en moyenne de glucides dans un légume)
– Les céréales (23% en moyenne)
– Les légumes secs (50 % en moyenne dans les lentilles, pois chiche, etc…)
– La pomme de terre (16 % en moyenne)
– Les produits aux saveurs sucrées (leur teneur en sucres varie d’un produit à l’autre : lisez les étiquettes de vos produits !)
– Le lait (5 % en moyenne)

b. Les recommandations quantitatives des glucides

Il est recommandé d’apporter 40 à 55 % de glucides dans notre alimentation.  Cet intervalle d’apport est optimal pour la réduction du risque de prise de poids et de troubles métaboliques, de diabète de type 2, de maladies cardiovasculaires et de certains cancers.

Par exemple, pour un apport moyen de 2000 kcal dans une journée, il est recommandé d’apporter entre 800 et 1100 kcal sous forme de glucides, soit entre 200 et 275 g de glucides. Il est recommandé de ne pas aller en dessous de 40% des apports énergétiques totaux en glucides. L’objectif est d’assurer les besoins minimaux des cellules gluco-dépendantes et d’éviter la formation de corps cétoniques toxiques pour l’organisme.

Par ailleurs, il est souhaitable de limiter sa consommation de glucides simples à hauteur de 10% voire même de 5 % des apports caloriques totaux (5% étant les nouvelles recommandations de l’organisation mondiale de la santé). En effet, les aliments contenant des glucides simples ajoutés sont présentés comme des aliments à calories vides, c’est-à-dire à faibles de par leur densité nutritionnelle (les produits sucrés n’apportent que peu de vitamines, ou sels minéraux ou fibres par exemple et sont pour autant parfois très énergétiques).

L’agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail propose en outre de ne pas consommer plus de 100 g de sucres totaux par jour (hors lactose et galactose) et pas plus d’une boisson sucrée (en privilégiant les jus de fruits). Et par sucres totaux, on entend les sucres présents dans les sucreries, mais surtout les sucres présents dans les fruits et légumes ! Cette valeur est un maximal recommandé et non un apport à respecter ! Cette valeur seuil a été déterminée afin de :
– limiter les risques de prise de poids
– limiter les risques de diabète
– limiter les risques cardiovasculaires (augmentation des triglycérides par exemple)
– limiter un risque de développer un cancer

Il faudra par ailleurs éviter la consommation de produits céréaliers raffinés, c’est-à-dire qui ont perdu tout ou une partie de l’écorce : dans cette quête de la blancheur absolue, les industriels ont raffiné au maximum céréales et farines. Il en résulte des produits de basse qualité pauvres en sels minéraux et vitamines, et donc à éviter !

c. Les recommandations quantitatives des fibres

Les fibres sont des polymères glucidiques d’origine végétale. Les fibres ne sont pas digérées, elles ne sont pas non plus absorbées dans l’intestin grêle.

La recommandation en fibres est de 25 à 30 g par jour, dont 10 à 15 g sous forme soluble (pour les adultes).

Les fibres insolubles se retrouveront principalement dans les céréales complètes, le son de blé, le son d’avoine, les légumes secs et certains fruits et légumes (pruneaux, pommes, figues, poireaux).

Les fibres solubles seront présentes dans les fruits et les légumes principalement et le riz.

Sources

– ANSES, « Sucres dans l’alimentation« , février 2018,
– ANSES, « Actualisation des repères du PNNS : établissement de recommandations d’apport de sucres« , décembre 2016,
– ANSES, « Actualisation des repères du PNNS : élaboration des références nutritionnelles« , décembre 2016,
– Nutrition du bien portant, Editions Tec et Doc, E. Fredot, 2007,
– Le nouveau régime IG, A. Houlbert et E. Nérin, 2011, Thierry Souccar Editions,
– Cours CNED : Nutrition et Alaimentation, N. Wallart, BTS diététique 1ère année,
– Cours CNED : Biochimie-Physiologie, M. Frenot, Programme de 1ère année.

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A quoi servent les édulcorants ?

En effet, les édulcorants sont des produits alimentaires utilisés pour leur goût sucré associé à un faible apport énergétique. Ils remplacent le sucre quand on souhaite réduire ses apports énergétiques tout en conservant un peu de saveur sucrée !

On les retrouve facilement dans les supermarchés, au rayon des sucres : stévia, sucralose, cyclamate et saccharine… sous forme de poudre, comprimés ou liquide. Mais les édulcorants sont également présents dans les produits alimentaires que nous achetons ! Ils sont en effet incorporés dans de nombreux produits portant la dénomination « light » ou « sans sucres » : confiseries, yaourts et produits laitiers, confitures, sodas, chocolats, céréales de petit-déjeuner… Ils sont également parfois présents dans des produits pharmaceutiques.

Maladie de Crohn : quand le sucralose (un édulcorant) passe à table

Pour autant, leur utilisation est réglementée selon des règles précises définies au niveau européen. Ces règles concernent notamment la nécessité d’une autorisation préalable, les conditions d’utilisation (quantité maximale, produits alimentaires dans lesquels ils peuvent être incorporés, etc.) spécifiques de chaque édulcorant, et l’étiquetage.

Edulcorants de charge ou intense ?

On distingue classiquement 2 types d’édulcorants : les édulcorants de charge et les édulcorants intense.

– Les édulcorants de charge ont un pouvoir sucrant proche de celui du sucre de table. Dans la pratique ils sont donc utilisés à des quantités proches de celles du sucre. Leur intérêt réside néanmoins dans leur apport énergétique réduit, puisque le sucre de table fournit 4 kcal/g tandis que les édulcorants de charge ont un apport calorique de 2,4 kcal/g. Parmi les édulcorants de charge on retrouve des composés appelés polyols : sorbitol, mannitol, maltitol, lactitol, xylitol, érythritol.

Dans la famille FODMAPs, on demande la lettre P comme Polyol !

– Les édulcorants intenses ont quant à eux un pouvoir sucrant plus de 100 fois supérieur à celui du sucre de table. Ils sont donc utilisés à des doses très faibles et n’apportent pas de calories. Les édulcorants intenses sont par exemple le sucralose, l’acésulfame K (ou acésulfame de potassium), les glycosides de stéviol.

Les édulcorants autorisés dans l’Union Européenne et leur numéro E

Sont-ils de vrais amis ?

L’intérêt des édulcorants est régulièrement remis en cause : utilisés dans les produits dits « light », ils alourdiraient la liste des additifs qui font le lit des Aliments Ultra-Transformés, ils entretiendraient le goût pour le sucré, voire ils favoriseraient le développement de certains cancers ou l’apparition des troubles de l’attention.

Édulcorants et microbiote intestinal : la guerre est déclarée !

En France, l’Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail (Anses) a publié un rapport complet sur les bénéfices et les risques nutritionnels des édulcorants intenses en 2015.

En s’intéressant à plusieurs problématiques de santé (comportement alimentaire, perte de poids, diabète de type 2, cancer, …), le comité n’a pas relevé d’effet bénéfique ni de risque lié à la consommation de produits contenant des édulcorants intenses.
Il a toutefois souligné le manque de données solides ou suffisantes pour conclure sur les potentiels risques chez des populations particulières telles que les enfants et les adultes qui consomment des édulcorants intenses de façon journalière.

Sources

Règlement européen sur les additifs alimentaires
Anses. Évaluation des bénéfices et des risques nutritionnels des édulcorants intenses.

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Les polyols : qu’est-ce que c’est ?

Les polyols sont des sucres qui contiennent des groupes « alcool », qui caractérisent des classes chimiques (ce n’est donc pas l’éthanol qui rend ivre, mais une fonction présente dans les sucres). Ainsi, en d’autres termes, les polyols sont des glucides mais pas des sucres.

Comprendre les FODMAPs

Les polyols sont considérés comme des édulcorants : ils ont un fort pouvoir sucrant pour de petites quantités par rapport au sucre normal. Il existe des édulcorants de synthèse (aspartame, saccharine, etc). Il existe également des polyols de synthèse, c’est-à-dire produits de façon chimique.

Polyols et syndrome de l’intestin irritable

Voici par exemple quelques polyols impliqués dans le syndrome de l’intestin irritable (SII) :
– Sorbitol : fruits secs et fruits à noyaux : pommes, abricots, dattes, figues, nectarines, pêche, prunes, poire, pruneau et raisin, bière…
– Xylitol : principalement extrait du bouleau (appelé aussi “sucre de bouleau”), chou-fleur, fraise, framboise, etc…
– Mannitol : végétaux, algues, champignons…
– Maltitol : il n’existe pas naturellement dans les aliments, mais et produit à partir du malt.
– Isomalt : produit à partir du saccharose par deux réactions chimiques successives.
Il en existe encore bien d’autres ! Outre l’alimentation, ces polyols peuvent se retrouver dans des médicaments.

Quelques aliments et leur teneur en Sorbitol

Quelques aliments et leur teneur en Mannitol

Digestion des polyols et FODMAPs

Contrairement aux édulcorants artificiels, les polyols ne sont pas complètement sans calories, parce que nous sommes en mesure de digérer et d’absorber une certaine quantité. Le taux d’absorption varie en fonction de la fonction alcool, environ 50% pour le xylitol, près de 80% pour le sorbitol.
Une malabsorption de sucre au niveau intestinal induit une augmentation de la concentration des polyols au niveau colique.

Chez les patients atteints de SII, du fait d’une hypersensibilité de la muqueuse, des effets osmotiques liés à cette augmentation de la concentration en polyols ainsi qu’une augmentation de la fermentation colique, cette malabsorption explique les douleurs ressenties par ces patients. Elle induit en effet des ballonnements, des flatulences, des diarrhées osmotiques.
Néanmoins, chez les sujets sains, il n’existe pas de recommandation de consommation de ces polyols mais une limite à ne pas dépasser pour éviter des signes d’inconfort digestif liés à leur fermentation (flatulences, diarrhées) ; ces valeurs se situent entre 20 et 50 g par jour. Des études ont même montré qu il était possible de consommer plus de 100 g de xylitol sans effet néfaste. Mais attention, ces études concernent les sujets sains. Chez les personnes souffrant de SII, ces valeurs sont à revoir et à diminuer pour éviter les désagréments et les douleurs liés à la malabsorption.

Et dans notre série dédiée aux FODMAPS, retrouvez :

– Bien comprendre les FODMAPs.
– F comme… Fermentation !
– O pour oligosaccharaides.
– D comme disaccharides.
– M pour monosaccharides.

Sources

– Masson O., Biochimie : bases biochimiques de la diététique, Tec et Doc, 2007.
– Apfelbaum M. et al., Dictionnaire pratique de la diététique et de la nutrition, Masson, 1981.
– FoodIntolerances.org.
– Clarisse M. et al., « Edulcorants: entre mythe et réalité », Rev Med Suisse, 2009, vol. 5, p. 682–686.
– Ndindayino F., « Isomalt comme excipient dans la fabrication des comprimés », Thèse présentée en vue de l’obtention du grade de Docteur en Sciences Pharmaceutiques, Année Académique 2001 – 2002.
– Dominique Abran naturopathe Montréal, « Xylitol, Stevia et d’autres édulcorants hypocaloriques sont-ils santé ? », juin 2015.

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