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Des scientifiques de l’Université de l’Illinois ont mis au point de nouveaux hybrides de maïs pourpre contenant différentes combinaisons de composés phytochimiques dont il a été démontré qu’ils aidaient à lutter contre l’obésité, l’inflammation et le diabète chez la souris.

Le maïs pourpre aiderait à lutter contre l’obésité chez la souris

Le péricarpe des grains de maïs pourpres est chargé d’anthocyanines saines et pourrait fournir aux fabricants une forme naturelle de pigments pour les aliments et les boissons. Le péricarpe – ou couche externe – de grains de maïs violets et d’autres couleurs vives peut également constituer une source alternative de colorants pour les produits alimentaires, offrant ainsi aux producteurs de maïs un autre produit à valeur ajoutée issu de leur culture, a déclaré l’équipe dirigée par Food Elvira Gonzalez de Mejia, professeur de sciences, et John Juvik, professeur de sciences des cultures. Ils ont publié leurs conclusions récemment dans la revue Food Chemistry.
À partir d’une variété de maïs appelée Apache Red, l’équipe de Juvik a fait pousser 20 variétés génétiques de maïs pourpre, chacune avec une combinaison unique d’anthocyanes, des pigments nutritifs et naturels qui donnent au péricarpe sa couleur vibrante.
Largement présents dans les tissus végétaux, les composés phénoliques ont tendance à être aromatiques et contribuent à la couleur, à la saveur et à l’acidité des fruits. Les anthocyanines constituent une classe de phénols et des études ont associé la consommation d’aliments riches en anthocyanes à une réduction des risques de maladies cardiovasculaires, de diabète de type 2 et de certains types de cancer.
En utilisant de l’eau sous pression, le chercheur postdoctoral et coauteur de l’étude, Diego Luna-Vital, a extrait les anthocyanes du péricarpe des grains de maïs, créant des extraits d’eau riches en anthocyanes qui ont ensuite été lyophilisés. Bien que les analyses des extraits aient montré que le péricarpe était une source abondante d’anthocyanines et de composés phénoliques, la concentration variait considérablement entre les variétés.
Pour étudier l’impact des anthocyanes sur l’inflammation induite par l’obésité, l’étudiant diplômé et premier auteur de l’étude, Qiaozhi Zhang, a combiné des cellules graisseuses – appelées adipocytes – provenant de souris dotées de grandes cellules immunitaires appelées macrophages.

Les modèles murins simulaient les cellules des obèses

Les modèles cellulaires murins de l’étude simulaient ceux d’obèses présentant de fortes concentrations de lipides et d’inflammation dans leurs cellules, ou d’individus en bonne santé consommant régulièrement des plantes contenant des composés phénoliques, a expliqué de Mejia. « Ce sont donc des modèles très réels qui peuvent être traduits en études in vivo avec des humains ou des animaux. »
« Nous avons évalué des biomarqueurs très spécifiques déjà connus comme étant liés à l’inflammation et à l’adipogenèse, qui consistent en la conversion de préadipocytes en adipocytes matures qui accumulent de la graisse », a déclaré Luna-Vital. Ils ont observé que les composés phénoliques dans les extraits altéraient le développement des cellules, réduisant de 8% à 56% la teneur en graisse des adipocytes, en fonction des différents phénols utilisés.
Pour étudier l’impact de ces composés sur la résistance à l’insuline, le dysfonctionnement métabolique associé au diabète, les scientifiques ont utilisé une protéine de signalisation cellulaire pour induire la résistance à l’insuline dans les cellules adipeuses de la souris, puis ont traité les cellules avec les composés anthocyanés et surveillé leur absorption de glucose.
Ils ont découvert qu’un marqueur-clé de la résistance à l’insuline avait diminué de 29% à 64% et que l’absorption du glucose par les cellules avait diminué de 30% à 139%, en fonction de la composition chimique des anthocyanes utilisées.

Des résultats qui suggèrent que des composés phénoliques pourraient prévenir l’obésité

«Nous avons observé des changements très importants dans les molécules qui réduisaient le stress oxydatif et l’inflammation des adipocytes insulino-résistants», a déclaré Luna-Vital. « Nous avons également constaté des changements importants dans les molécules pro-inflammatoires dans les cellules immunitaires. » Ces résultats suggèrent que différents niveaux et compositions chimiques de ces composés phénoliques pourraient prévenir l’obésité ou améliorer le profil d’insuline des personnes obèses, a déclaré Luna-Vital.
Les plus petits phénols tels que la quercétine, la lutéoline et la rutine – présents dans de nombreux aliments d’origine végétale – ont joué un rôle-clé dans la réduction de l’obésité, de l’inflammation et de certains marqueurs du diabète de type 2, a expliqué de Mejia. « Alors que d’autres, tels que l’acide vanillique et protocatéchique, diminuaient le potentiel de conversion des pré-adipocytes en adipocytes. »
Elle a toutefois mis en garde qu’il « est très important de noter que ce ne sont pas seulement un ou deux composés, mais les combinaisons de composés phénoliques » qui travaillent ensemble et qui sont responsables des effets bénéfiques.
Étudiante diplômée et coauteur de l’étude, Laura Chatham effectue actuellement une sélection génomique afin d’identifier les marqueurs d’ADN associés aux effets les plus prometteurs sur la santé afin de produire des hybrides de maïs possédant ces propriétés, a déclaré Juvik.

Ces composés pourraient servir de pigments naturels

Outre ses propriétés bénéfiques pour la santé, le péricarpe de maïs rouge, violet et d’autres couleurs vives pourrait servir de pigments naturels à l’industrie alimentaire, satisfaisant ainsi la forte demande des consommateurs pour des solutions de remplacement des colorants synthétiques, a déclaré Juvik.
« Nous avons calculé que tout le colorant rouge numéro 40 – l’un des principaux colorants utilisés aux États-Unis – pourrait être remplacé par le pigment dérivé d’environ 600 000 acres de maïs », a déclaré Juvik. «Et nous pourrions produire le péricarpe riche en anthocyanes en quantité suffisante pour que les fabricants l’ajoutent aux boissons ou à des produits spéciaux ayant des propriétés pharmaceutiques.»
Un autre avantage du maïs séché est qu’il est stable au stockage, offrant un substitut économique aux fruits et légumes périssables que les fabricants utilisent également actuellement pour colorer de nombreux aliments et boissons, a-t-il déclaré. «L’avantage d’utiliser de l’eau pour extraire les anthocyanes du péricarpe est qu’il s’agit du moyen le plus simple et le moins coûteux de supprimer ces composés, par rapport à d’autres protocoles d’extraction compliqués et plus coûteux», a déclaré Juvik.
L’extraction de l’eau est également un processus «vert», conforme aux réglementations environnementales et relatives aux aliments et aux médicaments, a déclaré de Mejia, également directeur de la division des sciences de la nutrition. Vijay Singh et Deepak Kumar, professeurs d’ingénierie agricole et biologique, et Subhiksha Chandrasekaran, étudiant de premier cycle, ont corédigé cette étude, aux côtés de Tianyi Tao de l’Université du Zhejiang, en Chine.
Source : University of Illinois
Crédit photo sur Unsplash : Christophe Maertens

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