Emulsifiants alimentaires et microbiote intestinal : quels impacts ?

Nous aborderons aujourd’hui l’impact de la consommation alimentaire d’émulsifiants et certains autres additifs sur la santé, certains d’entre eux (bien que bénéficiant d’autorisations de l’EFSA en Europe et la FDA aux Etats-Unis) étant de plus en plus controversés.

Mais avant tout, quelques brefs rappels : qu’est-ce que l’on entend par émulsifiants, et dans quels produits les trouve-t-on ?

Des émulsifiants d’origine naturelle ou synthétique

Les émulsifiants sont des molécules, naturelles ou de synthèse, qui ont la particularité de se concentrer à l’interface entre deux liquides non miscibles (comme l’eau et l’huile par exemple),  de diminuer la tension de surface et donc de faciliter la formation et la stabilisation de l’émulsion. Lorsque vous faites une mayonnaise par exemple, vous utilisez sans le savoir le pouvoir émulsifiant de la lécithine qui se trouve naturellement dans le jaune d’œuf !

Les émulsifiants sont aujourd’hui très couramment utilisés dans une large variété de produits alimentaires : produits de panification et biscuiterie, mousses, desserts, pâtes à tartiner, fourrages, et j’en passe. Ils vont entre autres permettre d’améliorer la texture, d’améliorer la stabilité des produits (en évitant un déphasage au cours du temps, c’est-à-dire une séparation de phases), mais aussi de prolonger la durée de conservation des produits.

Parmi les émulsifiants les plus couramment utilisés, on retrouve :

• La lécithine (E322), qui est en fait un mélange de lipides (dont des phospholipides, glycolipides, triglycérides), est sans doute l’une des pionnières en la matière. Elle présente de nombreuses propriétés fonctionnelles : émulsification, stabilisation, homogénéisation, dispersion, agent mouillant…  Elle est retrouvée dans le jaune d’œuf, c’est pourquoi on utilise le jaune d’œuf pour la préparation de certaines sauces ou mayonnaise. Elle peut aussi être extraite de source végétale (soja le plus souvent, mais aussi tournesol, colza…). On la retrouve beaucoup dans le chocolat, les biscuits, les produits de panification industrielle, les plats préparés, les sauces et vinaigrettes industrielles, certains desserts laitiers ou substituts végétaux …
• Les Mono ou diglycérides d’acides gras (E471) peuvent être d’origine naturelle ou synthétique. Ils peuvent être utilisés dans les pains et produits de boulangerie industrielle (ou grande surface), pâtes à tarte, cacao, produits à base de chocolat, aliments infantiles, compléments alimentaires
• Les esters d’acides gras  (E472 a à f) : d’origine synthétique, utilisés dans de très nombreuses catégories d’aliments (biscuits, panification industrielle, margarines…), sauf produits destinés à l’alimentation infantile.
• Les polysorbates (E432 à E436), d’origine synthétique (fabriqués à partir du sorbitol)

Ensuite on retrouve d’autres composés qui sont davantage des texturants que des émulsifiants, mais que je mentionne vs la suite de cet article :

• La carboxyméthyl cellulose et dérivés (que vous verrez souvent abréviée CMC) (E466, E468 et  E469) : produit de synthèse. Elle est souvent retrouvée comme excipient dans les compléments alimentaires, ainsi que divers produits alimentaires, mais elle n’est pas autorisée en alimentation infantile.
• La gomme arabique (ou gomme d’acacia) (E414), d’origine naturelle
• L’agar-agar E406) également d’origine naturelle (extrait d’algues rouges), aux propriétés épaississantes et gélifiantes. On le retrouve souvent dans des desserts végétaux. Il n’est pas autorisé dans les produits d’alimentation infantile.
• Les carraghénanes (E407) sont également extraits d’algues rouges. De même, on les retrouve souvent dans certains desserts laitiers ou alternatives végétales.

Parmi tous ceux-ci, peu sont autorisés dans les produits issus de l’agriculture biologique (voir tableau ci-dessous).

Certains émulsifiants de plus en plus controversés

Donc venons-en à notre sujet principal : est-ce que ces additifs, très largement utilisés dans les produits alimentaires, ont des effets néfastes sur la santé ? Pour ce qui est des résultats des différentes études mentionnées plus bas, je resterai volontairement à un haut niveau relativement vulgarisé afin que ce soit accessible au plus grand nombre !

Certains de ces émulsifiants et texturants sont donc actuellement controversés en Europe en raison de préoccupations concernant leurs effets potentiels sur la santé, en particulier sur le microbiote intestinal et le système digestif. Certaines études, plus ou moins récentes, ont soulevé notamment des effets délétères sur notre microbiote intestinal, entraînant une inflammation au niveau intestinal.  On observe ainsi une corrélation entre l’augmentation des MICI (maladies chroniques de l’intestin) (Crohn, RCH…) et l’usage des émulsifiants alimentaires.

Des équipes de l’Institut Pasteur étudient depuis plus de 10 ans l’impact de ces additifs. Les chercheurs se sont par exemple penchés sur l’impact de deux de ces émulsifiants /texturants : la CMC (E466) et le polysorbate 80 (E433). A noter que notre muqueuse intestinale est tapissée d’un mucus, qui va tenir les éléments potentiellement agressifs (bactéries, composants de notre alimentation,  sels biliaires) à distance de la muqueuse elle-même. Une bonne santé digestive requiert donc entre autres un mucus de qualité. Dans ces expériences, on a mesuré l’épaisseur de ce mucus, et la distance des bactéries intestinales vs la muqueuse intestinale. Et bien il a été mis en évidence que l’exposition des souris à la CMC ou au polysorbate réduit la distance entre les bactéries et la muqueuse intestinale, vs les souris contrôle. Ces bactéries auront donc davantage la possibilité d’activer le système immunitaire (intégré à la muqueuse), mettant en branle le processus inflammatoire.

Des expériences complémentaires ont été réalisées chez un modèle de souris particulier (IL10, souris présentant des prédispositions à la colite). L’exposition à la CMC ou au polysorbate 80 a induit deux fois plus de colites, et plus sévères, que chez les souris IL10 non traitées. A noter que ces souris ont aussi développé des troubles métaboliques (augmentation du poids et apparition de diabète de type II), en lien avec une inflammation de bas grade.

A l’inverse, il a été montré que l’exposition de souris axéniques (dépourvues de microbiote) n’avait pas d’impact. Ils ont également exposé le microbiote seul in vitro à ces émulsifiants, avant de réintroduire cette flore intestinale dans les souris axéniques. On a de même observé une inflammation chez les souris. Ceci a donc permis de conclure que l’impact délétère des émulsifiants concernait bien le microbiote, et non le mucus, comme on aurait pu le croire initialement.

Plus étonnant encore, il existerait un effet transgénérationnel, autrement dit, l’exposition de la maman aux émulsifiants aurait un impact sur la descendance ! Ceci a été montré en exposant des mamans souris pendant 10 semaines aux émulsifiants. Les souriceaux nés par la suite chez ces souris présentaient de même une sensibilité accrue à la colite à l’âge adulte, sans même avoir été exposés eux-mêmes.

Des études ex vivo (en mini réacteurs) ont par ailleurs été réalisées sur des échantillons de microbiote, qui ont été exposés à une vingtaine de composés émulsifiants ou texturants. Ces expériences ont confirmé les précédentes observations : la CMC et le polysorbate 80 ont montré un impact durable néfaste sur la composition et la fonction du microbiote (voir figure ci-dessous, je ne rentrerai pas dans le détail de ce que représente l’AUC car c’est un peu complexe, mais pour schématiser, plus la barre d’histogramme est haute, plus l’effet délétère sur le microbiote est marqué !). La bonne nouvelle est que la lécithine a un impact finalement très limité sur le microbiote.  Là où j’ai été particulièrement surprise en voyant ces résultats, est que les carraghénanes, pourtant d’origine naturelle (dérivés d’algues), ont finalement l’effet le plus néfaste sur le microbiote, en modifiant la densité, la composition et l’expression des molécules pro-inflammatoires du microbiote ! Or, les carraghénanes sont devenus très fréquents dans les produits alimentaires ces dernières années car ils bénéficiaient d’une perception plutôt favorable de la part des consommateurs, en raison justement de leur origine naturelle. On les retrouve très fréquemment dans certains desserts laitiers, des alternatives végétales….  L’effet de la gomme de guar suit d’assez près les carraghénanes kappa et iota.

Alors quid de la transposition de ces observations chez l’homme vous me direz , ces études ayant été réalisées chez la souris, ou in vitro ? Et bien des études interventionnelles chez l’homme ont été réalisées également. Une étude pilote a par exemple été réalisée chez un petit groupe de personnes sur 2 semaines. Une partie des sujets était exposés à une consommation de CMC au quotidien, vs groupe témoin sans consommation d’additifs. Il a été observé une richesse du microbiote plus importante chez le groupe témoin non traité. Les douleurs abdominales ressenties étaient également plus importantes chez le groupe traité. A noter toutefois que tous les sujets traités ne réagissaient pas de la même façon : certains sujets « CMC sensibles » présentaient une distance entre les bactéries du microbiote et la muqueuse intestinale réduite. Alors que les sujets « CMC résistants » ne montraient pas de variation de cette distance par rapport aux témoins. Ceci semble donc indiquer que nous ne sommes pas tous égaux face à cette susceptibilité aux additifs, ou plutôt devrais-je dire, nos microbiotes ne sont pas tous égaux face à ces additifs ! Cette expérience a été menée sur 15 jours seulement, donc quid d’une consommation répétée sur des mois voire des années ?

De plus, toutes ces expériences ont été menées avec des émulsifiants pris individuellement. On peut donc s’interroger de l’effet cocktail pouvant exister chez des personnes consommant différents émulsifiants au quotidien au sein de leur alimentation !

Pour conclure

Certains émulsifiants alimentaires, même d’origine naturelle, affectent donc la composition et le comportement de notre microbiote, induisant de l’inflammation au niveau intestinal (pouvant se manifester de façon évidente par des douleurs par exemple). Mais également inflammation de bas grade (ou inflammation systémique de bas grade), réponse inflammatoire de faible intensité, à opposer à l’inflammation aiguë, qui est une réponse temporaire et localisée à une agression ou infection. Cette inflammation de bas grade est de plus en plus reconnue comme facteur central dans le développement et la progression de nombreuses maladies chroniques (maladies cardiovasculaires, diabète de type II, obésité, maladies neuro-dégénératives…).

Vous l’aurez compris, notre microbiote joue un rôle primordial dans notre santé, ce qui peut nous inciter à réfléchir à nos choix alimentaires, notre flore intestinale étant influée par ce que NOUS ingérons. Ces émulsifiants étant devenus omniprésents, comment les éviter ? Le fait d’avoir recours à des aliments de qualité biologique va permettre d’en éviter certains. Mais le plus simple est de limiter dans la mesure du possible la consommation d’aliments industriels ou aliments transformés. Et lorsque vous en achetez, de lire les étiquettes ! Même si la liste est incompréhensible pour beaucoup, généralement, plus la liste est longue, plus cela est mauvais signe ! 😉

Pour aller plus loin :

Chassaing et al. 2015. Dietary emulsifiers impact the mouse gut microbiota promoting colitis and metabolic syndrome. Nature, 519(7541):92-6. doi: 10.1038/nature14232. Epub 2015 Feb 25.

Chassaing et al. 2017. Dietary emulsifiers directly alter human microbiota composition and gene expression ex vivo potentiating intestinal inflammation. Gut, 66(8):1414-1427. doi: 10.1136/gutjnl-2016-313099.

Bancil et al. 2021.Food Additive Emulsifiers and Their Impact on Gut Microbiome, Permeability, and Inflammation: Mechanistic Insights in Inflammatory Bowel Disease, J.Crohn’s Colitis, 15(6):1068-1079. doi: 10.1093/ecco-jcc/jjaa254.

Naimi et al. 2021. Direct impact of commonly used dietary emulsifiers on human gut microbiota, Microbiome, 9(1):66. doi: 10.1186/s40168-020-00996-6.

Whelan et al. 2024. Ultra-processed foods and food additives in gut health and disease. Nat Rev Gastroenterol Hepatol, 21(6):406-427. doi: 10.1038/s41575-024-00893-5.