SR9078 - Caractérisation in vivo et in vitro des amidons résistants de maïs et de produits de maïs ontariens comme ingrédients alimentaires fonctionnels à valeur ajoutée

Le ministère a financé ce projet dans le cadre du Programme de nouvelles orientation de recherche de 2001.

Chercheur principal

D^r Qiang Liu, Agriculture et Agroalimentaire Canada, Guelph

Objectifs

1. Développer des amidons résistant à l’activité enzymatique de maïs et de produits de maïs de l’Ontario, comme ingrédients alimentaires fonctionnels à valeur ajoutée et établir une méthode analytique normalisée pour déterminer les amidons résistants.

2. Caractériser les propriétés physiochimiques de différents types d’amidon résistant à partir d’expériences in vivo et in vitro et établir la relation entre la résistance aux enzymes et la résistance à la structure moléculaire de l’amidon. 

3. Déterminer le rétablissement des isolats à amidon résistant de maïs ontarien à l’extrémité de l’intestin grêle et quantifier la quantité de perte après fermentation des amidons résistants dans le gros intestin, in vivo, en se servant de porcs comme modèle animal.

4. Caractériser les changements importants de nature biochimique, physiologique et fonctionnelle en réponse à l’ingestion d’amidon de maïs résistant sélectionné chez le modèle porcin.

Avantages escomptés

1. Avantage pour les agriculteurs de l’Ontario : la grande demande d’amidon résistant de la part du secteur alimentaire et d’autres secteurs mènera à une augmentation des superficies de culture (en acres) pour les maïs spéciaux et profitera aux cultivateurs de maïs de l’Ontario.

2. Avantage pour le secteur alimentaire de l’Ontario : ce secteur utilisera des amidons résistants comme valeur ajoutée aux ingrédients dans le développement de nouveaux aliments fonctionnels.

3. Avantage pour les consommateurs de l’Ontario : prévention de l’obésité, promotion de la santé de l’intestin, baisse de l’indice glycémique, diminution du risque lié au cancer du côlon et réduction des coûts afférents aux soins de santé.

Résultats

Ces dernières années, les amidons résistants ont été introduits dans l’alimentation humaine et dans le secteur de l’alimentation comme des ingrédients ayant une importance croissante pour l’alimentation fonctionnelle. À la différence des sucres et des amidons digestibles, les amidons résistants résistent à l’hydrolyse enzymatique dans la partie supérieure du tractus gastro-intestinal, favorisant ainsi une absorption directe du glucose. Pourtant, on assiste à une production accrue d’acides gras à chaîne courte par suite de la fermentation microbienne dans le gros intestin; il s’agit d’un phénomène typique de la consommation de fibres. On a démontré que les incidences des amidons résistants sur la santé de l’homme sont équivalentes ou supérieures à celles des ingrédients des aliments conventionnels enrichis en fibres. 

Parmi ces incidences, soulignons : 1) La diminution des valeurs caloriques alimentaires dans la dépôt des graisses dans l’organisme, ce qui est important pour prévenir l’obésité. 2) La diminution de l’indice glycémique, ce qui est important pour qui souffre de diabète. 3) La baisse de la cholestérolémie afin de contrôler les maladies cardio-vasculaires. 4) La réduction des risques du cancer du côlon par la croissance de la production des acides gras à chaîne courte, surtout le butyrate. Malheureusement, la plupart des produits alimentaires ont un contenu peu élevé en amidon résistant. En général, les variétés de maïs de l’Ontario ont un faible contenu en amidon résistant. Par contre, grâce à un traitement opportun, aux méthodes de mouture et aux traitements physico-chimiques, il est possible d’accroître de façon importante le taux d’amidon résistant dans le maïs de l’Ontario.

Ce projet porte surtout sur le développement de procédures efficaces de traitement afin d’améliorer la production des amidons fonctionnels résistants et d’augmenter de façon importante la valeur marchande et les recettes résultant des variétés et du maïs ontarien ainsi que de ses produits. Ce projet vise également le développement des méthodes de recherche nécessaires dans l’évaluation des propriétés physiologiques de l’amidon résistant en utilisant un modèle animal. Au cours de ce projet de recherche d’une durée de trois ans, on a utilisé différents amidons de maïs comme modèles dans le but de développer de nouveaux amidons résistants qui correspondent aux fortes demandes du marché actuel. La technique de l’annelage pendant l’isolation de l’amidon a mené à une augmentation du contenu en amidon résistant dans l’amidon de maïs à forte teneur d’amylose. L’amidon de maïs régulier a été traité en dispersant à plusieurs reprises de l’amidon dans une solution aqueuse d’acide hydrochlorique. Par la suite, afin d’augmenter le contenu en amidon résistant, on a procédé au débranchement utilisant des enzymes débranchantes et on a continué le traitement par le chauffage et l’encavage. En ajoutant de l’acide citrique à l’amidon régulier de maïs, l’amidon modifié (citrates d’amidon) a acquis des propriétés qui lui donnent une résistance stable à la chaleur. Les propriétés thermiques de ces nouveaux amidons dérivés de maïs ont été examinées grâce à des analyses calorimétriques à compensation de puissance; le profil de masse moléculaire a été obtenu par l’utilisation de chromotographies sur gel de haute performance. Les ordres à courte et à grande distance ont été également examinés en utilisant les diffractions des rayons X et la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier.

Pour répondre à la question à savoir si l’amidon résistant présente vraiment un avantage physiologique, on a utilisé un porc en guise de modèle animal afin d’évaluer les propriétés physiologiques des différents amidons résistants. Nous avons modifié les techniques de recherche afin de déterminer le rétablissement de l’amidon à l’extrémité de l’intestin grêle et de quantifier la quantité de perte après fermentation des amidons résistants dans le gros intestin, in vivo, en nous servant de porcs comme modèle animal et en mesurant la production des acides gras à chaîne courte au niveau du cœcal (SCFA). Nous avons également développé des méthodes de recherche pour déterminer la concentration en glucose du plasma, le total de cholestérol en plasma, le HDL et le LDL, les triglycérides, et l’utilisation digestive et post-absorption du phosphore (P) et du calcium (Ca) après la digestion d’amidon résistant et d’autres aliments. Nous avons découvert que différents types d’amidon résistant ont subi diverses modifications biochimiques et physiologiques telles que la production d’acides gras à chaîne courte chez le modèle porcin.  

Les chercheurs ont prévu développer une technologie de production bien établie afin d’évaluer et de produire efficacement des amidons résistants fonctionnels tirés du maïs ontarien ainsi que des produits à base d’amidon de ce maïs comme ingrédients alimentaires fonctionnels à valeur ajoutée. Une hausse de la production d’amidon résistant fonctionnel à partir du maïs de l’Ontario profitera à la santé des consommateurs, entraînera une baisse importante des coûts liés aux soins de santé et pourrait également augmenter les recettes des cultivateurs de maïs ainsi que sa consommation. La croissance des superficies réservées à la culture des maïs de spécialité, issue de la production d’amidon résistant, apportera des avantages économiques aux cultivateurs de maïs et stimulera les secteurs agricole et agro-alimentaire de l’économie ontarienne.

Informations complémentaires

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