Multidisciplinary approach combining 23Na Magnetic Resonance Imaging, in-vitro sodium release and sensory evaluation to understand salt-food interactions and optimize the use of discretionary salt by consumers | Approche multidisciplinaire combinant l'imagerie par résonance magnétique 23Na, la libération in-vitro de sodium et l'évaluation sensorielle pour étudier les interactions sel-aliments et optimiser l'utilisation du sel de table par les consommateurs

anglais. Excessive salt (NaCl) intake is known to increase dramatically the risk of cardiovascular diseases (CVDs). However, the average consumption is still twice the WHO recommendation of 5 g per day. Reducing salt intake is therefore a top priority to prevent non-communicable diseases such as CVDs. Thus far, the industry has already successfully lowered salt levels in many commercial foods but the need to pursue the reduction of salt intake remains pressing. A major concern is that consumers increase their use of discretionary salt (DS) to compensate for the loss of taste, which would make food reformulation less effective. The use of DS has received little attention so far and it is not clearly targeted by recommendations even though it contributes to salt intake.Objectives:This thesis project is anchored within this context; it is part of the global and multidisciplinary project Sal&Mieux (founded by the French ANR), which aims at identifying levers to be transferred in operational guidelines on how to optimize DS use. Two main objectives were defined for this PhD: (i) better understand how DS interacts with food matrices, then how it is released in the mouth depending on various seasoning practices; (ii) identify the consequences in terms of salty taste and flavor perception; the challenge being to identify the best domestic practices to optimize DS use. The core hypothesis is that, according to the type of food and the salting practices, DS interacts with the food matrix differently and is released in the mouth following various dynamic patterns that drive overall salty taste perception.Methodology:The thesis work was based on complementary experimental approaches following a transdisciplinary path. First, 23Na Nuclear Magnetic Resonance (NMR) and Magnetic Nuclear Imaging (MRI) were used to quantitatively evaluate the interaction and distribution of sodium for a variety of food matrices (carrots, pasta, and chicken) and salting practices (moment of salt addition, shape of salt crystals, influence of flavour addition). Second, sensory evaluation was performed to underline domestic practices that can increase sensory perception of DS. In addition, the temporal release of sodium from food products was also monitored in vitro using a dedicated mouth simulator.Results:This work demonstrated for the first time that discretionary salt consumption could be reduced by certain domestic seasoning practices, for a wide range of real foods. We observed that salting after cooking led to a higher saltiness intensity than salting at the beginning of the cooking process. This higher intensity of salty taste was particularly observed when using commercial salts (fine sea salt and fleur de sel). We demonstrated on the carrot matrix that this increase in salty taste was due to a heterogeneous distribution of salt in the food matrix during salting after cooking. This inhomogeneous distribution induces a highly variable release of salt during chewing, creating salt pulses that are known to enhance salty taste. We have also demonstrated that the use of flavourings, some of which are available in supermarkets, can reinforce the intensity of the salty taste of domestic foods.Ultimately, these salting practices can make a significant contribution to global initiatives to reduce salt consumption.

français. Une consommation excessive de sel (NaCl) augmente considérablement le risque de maladies cardiovasculaires. Cependant, la consommation moyenne reste jusqu’à deux fois supérieure à la recommandation de l'OMS, qui est de 5 g par jour. La réduction de la consommation de sel est donc une priorité absolue pour prévenir les maladies non transmissibles telles que les maladies cardiovasculaires. Jusqu'à présent, l'industrie a déjà réussi à réduire les teneurs en sel de nombreux aliments commerciaux, mais la nécessité de poursuivre la réduction de la consommation de sel reste pressante. L'une des principales préoccupations est que les consommateurs augmentent leur consommation de Sel Discrétionnaire (SD) pour compenser la perte de goût, ce qui rendrait la reformulation des aliments moins efficace. Jusqu'à présent, l'utilisation du sel discrétionnaire a reçu peu d'attention et n'est pas clairement ciblée par les recommandations, bien qu'elle contribue significativement à la consommation globale de sel.Objectifs :Ce projet de thèse s'inscrit dans ce contexte ; il fait partie du projet global et multidisciplinaire Sal&Mieux (fondé par l'Agence Nationale de la Recherche), qui vise à identifier des leviers sur la façon d'optimiser l'utilisation du SD. Deux objectifs principaux ont été définis pour cette thèse : (i) mieux comprendre comment le SD interagit avec les matrices alimentaires, puis comment celui-ci est libérée dans la bouche en fonction de différentes pratiques d’assaisonnement ; (ii) identifier les conséquences en termes de goût salé et de la saveur ; le défi étant d'identifier les pratiques domestiques qui permettent d’optimiser un maximum l'utilisation du SD. L'hypothèse de base est que, selon le type d'aliment et les pratiques de salage, le SD interagit différemment avec la matrice alimentaire et est libéré dans la bouche selon divers schémas dynamiques qui déterminent la perception globale du goût salé.Méthodologie :Le travail de thèse était basé sur des approches expérimentales complémentaires suivant une voie transdisciplinaire. Premièrement, la Résonance Magnétique Nucléaire 23Na (RMN) et l'Imagerie Magnétique Nucléaire (IRM) ont été utilisées pour évaluer quantitativement l'interaction et la distribution du sodium pour une variété de matrices alimentaires (carottes, pâtes et poulet) et de pratiques de salage (moment de l'ajout de sel, forme des cristaux de sel, influence de l'ajout d'arôme). Deuxièmement, une évaluation sensorielle a été réalisée pour mettre en évidence les pratiques domestiques susceptibles d'améliorer la perception sensorielle du SD. En outre, la libération temporelle du sodium des produits alimentaires a également été contrôlée in vitro à l'aide d'un simulateur de bouche dédié.Résultats :Ce travail a permis de démontrer pour la première fois que la consommation discrétionnaire de sel pouvait être réduite grâce à certaines pratiques domestiques d'assaisonnement et ce pour une large gamme d'aliments réels. Nous avons observé que le salage après la cuisson, conduisait à une plus forte intensité salée par rapport au salage au début du processus de cuisson. Cette plus forte intensité du goût salé a été particulièrement observée lors de l'utilisation de sels commerciaux (sel de mer fin et fleur de sel). Nous avons démontré sur la matrice carotte que cette augmentation du goût salé était due à une distribution hétérogène du sel dans la matrice alimentaire lors du salage après cuisson. Cette distribution inhomogène induit une libération de sel très variable pendant la mastication, créant des pulse de sel qui sont connues pour renforcer le goût salé. Nous avons également démontré que l'utilisation d'arômes, dont certains disponibles au supermarché, pouvait renforcer l'intensité du goût salé d’aliments domestiques.En fin de compte, ces pratiques de salage peuvent contribuer de manière significative aux initiatives mondiales visant à réduire la consommation de sel.