L’amidonUne source d’énergie majeure pour l’Homme

Nazigul Kairgazina 2ème année - Industries Alimentaires

Krystof Michalsky 2ème année - Industries Alimentaires

L’amidon i

Melisa Ortiz 2ème année - Industries Alimentaires

11 mars 2015

L’amidon ii

Introduction

L'amidon est un polymère glucidique représentant la première source énergétique pour l‘Homme(1). Il est constitué de deux types de molécules présentes dans des proportions diverses : l’amylose (20-30%(1)) et l’amylopectine (70-80%(1)), tous deux polymères du glucose.

Ce polysaccharide est la molécule de stockage propre aux organismes végétaux : il est présent dans les céréales qui constituent 56% de l’apport en amidon chez l’Homme(1), dans les tubercules avec la pomme de terre qui représente 42% de l’apport en amidon(1), puis dans les légumineuses, les fruits et les racines. Sa consommation est connue dans le cadre de la pratique du sport : l’amidon fait partie des “sucres lents” car il est difficile à digérer par l’homme assurant ainsi une libération progressive et durable du glucose dans le sang. Les enzymes digestives parmi lesquelles se trouvent l’amylase α et β, et le suc gastrique, assurent la décomposition puis en glucose, molécule assimilable par les cellules.

L'amidon est utilisé dans l’industrie alimentaire pour épaissir ou lier les composants d’un produit et également dans la fabrication d'édulcorants, comme le sirop de maïs utilisé dans les pâtisseries. On le retrouve aussi dans des industries non-alimentaires comme dans la papeterie ou dans l’industrie des colles.

I/ Métabolisme de l’amidon chez l’Homme

Dans le cas de la digestion de l’amidon chez les mammifères, une série de processus chimiques se déroulent pour la dégradation et l’absorption des nutriments des aliments qui le contiennent. Une fois les aliments ingérés, l’amylase dans la salive commence à agir sur les carbohydrates. Dans l’estomac, les cellules pariétales secrètent du HCl (pH~2.6) qui effectue l’hydrolyse acide de l’amidon(2). Ensuite, le bol alimentaire passe au duodénum où les fluides pancréatiques (composés du bicarbonate et d’amylase) neutralisent l’acidité et hydrolysent l’amidon en glucose et oligosaccharides. D’autres enzymes dans l’intestin grêle comme la maltase-glucoamylase et la sucrase-isomaltase réduisent d’autres composants en oses. Dans le gros intestin, différents microorganismes digèrent aussi les polysaccharides non encore digérés par une fermentation. Tous les monosaccharides produits sont absorbés par des transporteurs actifs des membranes du système sanguin.

Figure   : Les constituants de l’amidon

L’amidon 1

II/ L’effet de la structure de l’amidon sur sa digestibilité et sur certaines maladies

1) Enzymes hydrolytiques

Les enzymes digestives hydrolytiques, endohydrolases et exohydrolases, catalysent la rupture des macromolécules polymères comme l’amidon. Le ratio d’action dépend des conditions comme la température (37 °C) et le pH (~5) (2). Les premières, comme l’α-amylase, transforment les longs carbohydrates en des glucides plus courts (exemple : dextrine) par la rupture de la liaison α (1-4) de l’amidon. Ces produits peuvent traverser la membrane cellulaire. Les deuxièmes, comme la β-amylase, libèrent un monomère ou un dimère de l’extrémité non-réductrice de l’amidon ainsi que des oligosaccharides (exemple : maltose, saccharose). D’autres enzymes comme l’amyloglucosidase libèrent unités de glucose ou maltose, respectivement des extrémités non-réductrices.

Au laboratoire(2) : À cause de la complexité de la digestion des amidons, les études réalisées au niveau in vitro en utilisant enzymes pures, montrent des cinétiques non conventionnelles bien qu’ils ne peuvent pas reproduire totalement le processus in vivo. Ces comportements dans la biosynthèse des substances avec certain pourcentage d’amidon sont observés en dépendant le degré de susceptibilité des granules d’amidon aux glucohydrolases, leur structure, leurs liens avec autres molécules (protéines, lipides, non-amidon polysaccharides, entre autres) et leur nature.

2) Effet de la structure de l’amidon sur l’Indice Glycémique (I.G.)

        L’amidon est présent sous forme plus ou moins accessible dans l’aliment en fonction de la déstructuration du grain d’amidon – appelée « gélatinisation ». Cette propriété influe sur la rapidité de la digestion mesurée et sur l’intensité pic glycémique exprimé par l’Indice Glycémique (I.G.). Cet indice est la réponse glycémique totale au sang dans une période de deux heures suite à la consommation d’une quantité précise de carbohydrates (2). Il a été observé que le pain possède un I.G. considérablement plus élevé que les pâtes(1). On a aussi observé que le pain contient de l’amidon fortement gélatinisé par rapport à des pâtes, ce qui est dû à la différence de cuisson entre ces deux aliments. Par conséquent, plus l’amidon est gélatinisé, plus sa biodisponibilité est élevée, plus l’I.G. est élevé.

L’IG dérive de la concentration de glucose dans le sang. Or la réponse d’insuline est directement liée au taux de digestion de carbohydrates(3). Un I.G. élevé peut donc à long terme causer l’apparition du diabète de type II (D.T.2). Dans une optique de minimisation de l’I.G. suite à l’ingestion d’un repas, il

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serait donc conseillé de manger préférentiellement des aliments contenant de l’amidon peu gélatinisé comme des pâtes, et modérer la consommation des aliments à I.G. élevé.

D’autre part, l’obésité (qui cause une variété des problèmes circulatoires et respiratoires) est aussi liée à l’I.G. La consommation des aliments avec un I.G. élevé et les désordres digestifs peuvent laisser une sensation de faim chez le sujet. C’est pourquoi il existe une tendance de grignoter entre repas, qui entraîne souvent l’obésité du fait d’une sur-alimentation du sujet.

3) Amidon résistant – un glucide D.T.2 - friendly ?

Qu’est-ce que l’amidon résistant ? C’est l’ensemble de l’amidon et des produits de la digestion de l’amidon qui ne sont pas absorbés dans l’intestin grêle. Il se classe dans les fibres alimentaires et il est présent dans les pommes de terre crues ou dans les bananes vertes, par exemple. Il peut avoir un rôle positif et négatif sur la santé. En particulier, cet amidon se caractérise par une proportion d’amylose élevée. Une large proportion d’amylose augmente la capacité de l’amidon à résister à la dégradation. Par conséquent, en comparant avec l’amidon « classique », la quantité de glucose absorbée est la même, mais l’absorption s’effectue progressivement : une partie est absorbée dans l’intestin grêle et l’autre dans le gros intestin, contrairement à l’amidon “classique” (RDS -amidon rapidement digéré- et SDS -amidon lentement digéré-) qui est absorbé dans l’intestin grêle. Le glucose est donc libéré progressivement et à petites doses ce qui implique que la quantité d’insuline à excréter dans l’intestin grêle est plus faible et plus régulière : il n’y a pas de « pic » glucidique. Cela est bon pour prévenir une possible apparition de D.T.2 chez le sujet.

En théorie, l’amidon résistant serait donc une molécule prévenant le D.T.2. Une étude a aussi été menée sur les effets de cet amidon sur des patients déjà atteints de D.T.2 (4). Il en ressort que l’amidon résistant contribue à une absorption du glucose plus progressive et que sa consommation influe aussi sur l’activité digestive du repas suivant. Néanmoins, du fait des anomalies métaboliques causées par le D.T.2, l’élimination du glucose sanguin reste un problème.

4) Amidon et maladies cardio-vasculaires 

Suite à une consommation de riz contenant de l’amidon résistant, il a été observé que les marqueurs du stress oxydatif réduisent de 12,5% par rapport à une augmentation de 4,4% chez les patients ayant reçu du placebo. Les chercheurs suggèrent que cette amélioration de la fonction endothélial pourrait prévenir les maladies cardio-vasculaires puisque l’effet du faible l’I.G. sur la glycémie diminue le stress oxydatif ce qui dilate les vaisseaux sanguins. Du riz contenant de l’amidon modifié pourrait donc être utile dans une thérapie visant à réduire le risque des maladies cardio-vasculaires(5).

L’amidon résistant aurait aussi des effets bénéfiques sur les lipides sanguins (6). Les résultats de plusieurs études identifient cet autre rôle des amidons résistants dans la prévention de la maladie coronarienne : l’amélioration des profils lipidiques. Ils vont abaisser le taux de cholestérol sérique total et le taux de cholestérol LDL (à lipoprotéines de basse densité ou <<mauvais cholestérol>>) qui vont augmenter la fermentation intestinale et d’améliorer l’absorption de certains minéraux et favorisera  les

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conditions physiologiques pour prévenir les maladies comme le diabète type II, l’obésité, les maladies cardiovasculaire et le syndrome métabolique (7).

CONCLUSION

La valeur nutritionnelle des aliments est contrôlée par les microstructures des carbohydrates comme l’amidon. L’amidon est organisé en granules qui sont plus ou moins accessibles suivant sa composition en amylose et en amylopectine. La composition de l’amidon a donc un rôle important dans le taux de dégradation, qui influence l’évolution de la glycémie et sur l’I.G. D’après des études épidémiologiques prospectives(8,9), un régime alimentaire induisant une réponse en insuline élevée, suite à l’absorption de glucides présentant un I.G. élevé, favorise le développement du diabète de type II. Il faut donc adapter ses habitudes alimentaires de façon à consommer une quantité appropriée de sucres lents par rapports aux sucres rapides afin de diminuer les risques de développement de ces maladies liées à l’alimentation.

L’amidon 4

Bibliographie

(1) Saulnier L., Micard V., Della Valle G., Structure du pain et index glycémique, 2014,Cahiers de nutrition et de diététique (2014), 61-66, Ed. Elsevier Masson.

(2) Dona A. C., Pages G., Gilbert R. G., Kuchel P. W. Digestion of starch: In vivo and in vitro kinetic models used to characterize oligosaccharide or glucose release. Carbohydrate Polymers 80 (2010) 599–617.

(3) Jenkins, D. J. A., Kendall, C. W. C., Augustin, L. S. A., Franceschi, S., Hamidi, M., Marchie, A., et al. Glycemic index: Overview of implications in health and disease. American Journal of Clinical Nutrition (2002). 76, 266S–273S.

(4) MacNeil S., Rebry R. M., Tetlow I. J., Emes M. J., McKeown B., Graham T. E.. Resistant starch intake at breakfast affects postprandial responses in type 2 diabetics and enhances the glucose-dependent insulinotropic polypeptide – insulin relationship following a second meal. Appl. Physiol. Nutr. Metab. Vol. 38, 2013.

(5) Kwak, Jung Hyun, et al. "Dietary treatment with rice containing resistant starch improves markers of endothelial function with reduction of postprandial blood glucose and oxidative stress in patients with prediabetes or newly diagnosed type 2 diabetes." Atherosclerosis (2012).

(6) Lopez H.W., Levrat-Verny M.A., et al. Class 2 resistant starches lower plasma and liver lipids and improve mineral retention in rats. J Nutr 2001 April; 131(4):1283-9.

(7) Sharma A., Yadav B.S., Ritika Resistant Starch: Physiological Roles and Food Applications. Food Reviews International (2008). 24(2): 193-234.

(8) Biesalski H. K. Diabetes preventive components in the Mediterranean diet. Eur J Nutr 2004; 43: I/26-I/30.

(9) Kastorini C.M., Panagiotakos D.B. Dietary patterns and prevention of type 2 diabetes: from research to clinical practice; a systematic review. Curr Diabetes Rev 2009; 5: 221-7.

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