Les vitamines et les minéraux sont des micronutriments essentiels nécessaires en petites quantités au fonctionnement physiologique normal. Contrairement aux macronutriments, ils ne fournissent pas d’énergie mais servent de cofacteurs, d’antioxydants et de composants structurels. Leur rétention lors de la transformation des aliments et leur quantification précise sont des préoccupations majeures en science alimentaire.
Vitamines liposolubles
La vitamine A (rétinol, bêta-carotène) est essentielle à la vision et à la fonction immunitaire. Il est sensible à l’oxydation et à la lumière, notamment en présence de lipides insaturés. La vitamine D (calciférol) est synthétisée dans la peau lors de l’exposition aux UV et est cruciale pour le métabolisme du calcium. La vitamine E (tocophérols et tocotriénols) fonctionne comme un antioxydant brise-chaîne, protégeant les acides gras polyinsaturés de la peroxydation lipidique. L’alpha-tocophérol est la forme la plus biologiquement active. La vitamine K (phylloquinone, ménaquinone) est nécessaire à la coagulation sanguine et au métabolisme osseux.
Vitamines hydrosolubles
Les vitamines du complexe B comprennent la thiamine (B1), la riboflavine (B2), la niacine (B3), l’acide pantothénique (B5), la pyridoxine (B6), la biotine (B7), le folate (B9) et la cobalamine (B12). Ils fonctionnent principalement comme coenzymes dans les voies métaboliques. La thiamine est thermolabile et les pertes lors de la cuisson peuvent être importantes. Le folate est très sensible à l’oxydation, aux rayons UV et au lessivage dans l’eau de cuisson. La vitamine C (acide ascorbique) est un puissant antioxydant et est facilement dégradée par la chaleur, l’oxygène, la lumière et les ions métalliques.
Biodisponibilité et transformation
La biodisponibilité fait référence à la fraction d’un nutriment ingéré qui est absorbée et utilisée. Les vitamines liposolubles nécessitent des graisses alimentaires pour une absorption optimale. Les conditions de transformation telles que le chauffage, l’exposition à la lumière, les pH extrêmes et l’oxydation peuvent réduire considérablement la teneur en vitamines. Par exemple, la pasteurisation entraîne une perte d’environ 10 à 20 % de vitamine C, tandis que la mise en conserve peut entraîner une perte de 50 à 90 %.
Macro et oligo-éléments
Les principaux minéraux (calcium, phosphore, magnésium, sodium, potassium, chlorure) sont nécessaires à des niveaux supérieurs à 100 mg par jour. Le calcium est essentiel à la santé des os et est particulièrement abondant dans les produits laitiers. Les oligo-éléments (fer, zinc, sélénium, iode, cuivre, manganèse, fluorure, chrome, molybdène) sont nécessaires en plus petites quantités. La carence en fer est le trouble nutritionnel le plus répandu dans le monde. Le zinc est important pour la fonction immunitaire et la cicatrisation des plaies, tandis que le sélénium est un composant essentiel des enzymes antioxydantes.
Méthodes analytiques
La spectrométrie de masse à plasma inductif (ICP-MS) et la spectroscopie d’émission optique à plasma à couplage inductif (ICP-OES) sont les références en matière d’analyse minérale multi-éléments, offrant une sensibilité élevée et une large plage dynamique. La spectroscopie d’absorption atomique (AAS) est une technique traditionnelle encore utilisée pour l’analyse d’un seul élément de métaux tels que le calcium, le fer et le zinc. La HPLC couplée à la détection UV, par fluorescence ou par spectrométrie de masse est utilisée pour l’analyse des vitamines, avec des méthodes spécifiques adaptées aux propriétés chimiques de chaque vitamine. Les tests microbiologiques sont historiquement utilisés pour certaines vitamines B mais sont de plus en plus remplacés par des méthodes instrumentales. L’analyse des vitamines utilise généralement la HPLC avec détection UV ou par fluorescence, tandis que l’analyse des minéraux utilise des techniques de spectroscopie atomique telles que l’AAS et l’ICP-MS. La teneur totale en minéraux est estimée via détermination de la teneur en cendres.
