Impact of food structure on micronutrient bioavailability

About one third of the world's population suffers from micronutrient deficiencies with short and long-term consequences on individual life.Food fortification is one of the solutions for nutritional optimization to overcome these deficiencies, but the conditions for its maximum effectiveness remain to be defined regarding the actual bioavailability of these micronutrients.The impact of food structure on the kinetics of macronutrient digestion has been widely documented. However, with regard to micronutrients, studies do not always distinguish the matrix structure effect from the composition effect on their bioavailability. The main objective of this thesis is to evaluate the impact of food structure only on the digestion process and on the bioavailability of micronutrients, using real complex foods.Four foods with identical composition but different structures and textures have been designed, and enriched with icronutrients (lutein and vitamins D, B9 and B12). The structure of the food matrix had actually an impact on the bioavailability of lutein, and vitamins D and B9 in adult healthy men, in both quantitative and kinetics terms, thus providing proof of concept. The in vitro studies confirmed the food structure effect observed in vivo and allowed to study in depth the degradation of the food matrix, the release of micronutrients from the matrix, and thus their bioaccessibility.This work highlights the importance of the matrix effect for food digestion. It also suggests that a deep understanding of the digestion mechanisms could enable, in the future, the control over the digestion process with a targeted food design.; Un tiers de la population mondiale souffrirait d’une carence en micronutriments entraînant des conséquences à court et long terme sur la vie des individus. L’enrichissement des aliments est une des pistes de l’optimisation nutritionnelle visant à lutter contre ces carences, mais les conditions de son efficacité maximale restent à définir au regard de la biodisponibilitéréelle de ces micronutriments. L’impact de la structure des aliments sur la cinétique de digestion des macronutriments a été largement démontré. En revanche, en ce qui concerne les micronutriments, les études ne permettent pas toujours de distinguer les effets composition et structure de la matrice sur leur biodisponibilité. L’objectif principal de cette thèse est d’évaluer l’impact de la seule structure d’aliments réels sur le processus de digestion et la biodisponibilité des micronutriments.Quatre aliments de même composition mais de structures et textures variables ont été conçus et enrichis en micronutriments (lutéine et vitamines D, B9 et B12). La structure de la matrice alimentaire a effectivement influencé la biodisponibilité de la lutéine et des vitamines D et B9 chez l’Homme, et ce de manière quantitative et cinétique, apportant ainsi une preuve de concept. Les études in vitro ont permis de confirmer l’effet structure observé in vivo et d’étudier en détail la dégradation de la matrice alimentaire, la libération des micronutriments et donc leur bioaccessibilité.Ce travail souligne l’importance de l’effet matrice dans la digestion des aliments. Il suggère aussi que la compréhension fine des mécanismes de digestion pourrait permettre, à terme, la maîtrise du déroulement de la digestion par un design ciblédes aliments.